Karbonat kökenli doğal taşların dairesel testere ile kesilmesinin optimizasyonu
Sawing optimization of carbonate natural stone with circular saw
Yazar: FATİH BAYRAM
Danışman: PROF. DR. SEYFİ KULAKSIZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden İşletme Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Doğal taş (mermer) ocaklarından gelen bloklardan levha/plaka üretimi için, işleme tesislerinde çeşitli yöntemler ve bu yöntemlere uygun makinalar kullanılmaktadır. Bu işleme yöntemlerinden biri de dairesel testereli kesim yöntemidir. Doğal taş bloklarının, son ürün elde edilmesi için işlendiği yerler olan doğal taş işleme tesislerinde amaç, mümkün olan en düşük maliyetle piyasa tarafından ihtiyaç duyulan miktarda ve istenen kalitede ürünün üretilmesinin sağlanmasıdır. Bu amaç doğrultusunda doğal taş işleme tesislerinde verimli bir biçimde işlemlerin sürdürülmesi gerekmektedir. Yatırım maliyetleri yüksek olan bu makinaların bilinçli ve verimli kullanımları, mevcut doğal taş işleme tesislerinin hem verimliliklerini artıracak hem de üretim maliyetlerini düşürecektir.Doğal taş işleme tesislerinde yapılan kesim işlemlerinde en önemli konu, kesilen kayaca uygun testere soketlerinin ve çalışma parametrelerinin dikkatli bir şekilde seçimidir. Böyle bir seçim ise yapılacak bir kesim optimizasyonu ile mümkündür. Doğal taş işlemeciliğinde kesilebilirlik üzerine, çalışma parametrelerinin seçimine yönelik kapsamlı bir optimizasyon çalışması bugüne kadar yapılmamıştır.Bu çalışmanın amacı, doğal taş işlemeciliğinin her aşamasında yaygın olarak kullanılan dairesel testereli kesim yöntemi üzerine bir kesim optimizasyonunun ortaya konmasıdır. Bunun için ülkemizde bulunan bazı doğal taş örnekleri (kireçtaşları ve hakiki mermerler) laboratuvarımıza getirilmiş ve üniversitemizde çalışma grubumuz tarafından geliştirilen tam otomatik bilgisayar kontrollü dairesel testereli kesim makinasında farklı koşullarda kesimleri gerçekleştirilmiştir. Kesim çalışmalarında optimizasyon parametresi olarak kullandığımız elmas soketlerdeki aşınmalar ve kullanılan enerji her bir kesimden sonra belirlenmiştir. Elmas soketlerde meydana gelen birim aşınmalarla ve birim enerjilerle kesim parametreleri (kesme derinliği, çevresel hız, ilerleme hızı, elmas konsantrasyonu, üç yönlü tepkisel kesme kuvvetleri vs.) arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Birim aşınma ve birim enerji değerleri temel alınarak her bir doğal taş ve her bir doğal taş cinsi için ayrı ayrı kesilebilirlik abakları oluşturulmuştur. Oluşturulan bu abaklar, doğal taş sektöründe bu tip makinaların daha verimli kullanılmasına katkıda bulunacaktır.

Abstract:
Different methods and machines are used in natural stone processing plants for slab production from marble blocks. One of these methods is circular sawing method. Natural stone processing plant can be defined as a plant in which natural stone blocks are processed for finished product. The purpose in these plants is the production of required and desired quality natural stones according to market demand at possible lowest cost. It is necessary for this purpose that the processes should be carried out efficiently. Efficient and conscious utilization of these machines having a high investment cost satisfy increment in efficiency while decrease the production cost of natural stone.The most important subject in sawing processes at natural stone processing plants is careful selection of suitable diamond segments and sawing parameters to rock. This selection is possible only with sawing optimization. The comprehensive study on sawability optimization for selection of sawing conditions has not been performed in natural stone processing.The purpose of this study is to put forward the sawing optimization related with circular sawing method used in all stages of natural stone processing. For this purpose, some natural stone samples (limestones and real marbles) in our country were transported to laboratory and sawed with full automatic servo controlled circular sawing machine designed by our work group. Segment wear and consumed energy used as optimization parameters were determined after each sawing operation. Relationships among unit wear, unit energy and sawing parameters (depth of cut, peripheral speed, advance rate, diamond concentration, three directional reactional sawing forces etc.) were investigated. Sawability charts for each natural stone and each natural stone type were developed separately based on unit wear and unit energy. These charts would contribute to natural stone industry for more efficient usage of these machines.