Tandiş nozulu üretiminde oluşan atıkların porselen karo mikroyapısı ve optik özellikler üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of tundish nozzle production on porcelain tile microstructural and optical properties
Yazar: GÖKHAN TUĞYANOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. NESLİHAN TAMSÜ SELLİ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Optik beyazlatıcılar = Optical brightener

Özet:
Tandiş nozulu demir-çelik endüstrisinde sıklıkla kullanılan refrakter malzemelerdir. Bu ürünlerin üretilmesi sırasında da belirli miktarlarda atıklar oluşmaktadır. Bu çalışmada, tandiş nozulu oluşumu sırasında ortaya çıkan 3 farklı atık türünün porselen karolara katkılanıp hem mekanik özellikleri artırması hem de karolarda kullanılan beyazlatıcı hammaddelere alternatif olması amaçlanmıştır. 1. tip atık harç mikserinde kalan veya çeşitli sebeplerle dökümü tamamlanamayan atıklar, 2. tip atık döküm işlemi sonrası yüzey toleransına uygunluk için yapılan taşlama sırasında oluşan atıklar ve 3. tip ise tüm bu işlemlerin ardından yapılan kurutma işlemi sonrasında olası bazı üretim süreçleri problemler sebebiyle hatalı üretilen ürünlerin tekrar geri kazanımı sırasında oluşan atıklardır. Atıkların içerdikleri yüksek alüminyum dioksit bileşiğinden dolayı, bu atıkların porselen karolara beyazlatıcı olarak değerlendirilebileceği fikrinden yola çıkılarak bu çalışma yapılmıştır. Ağırlıkça %1, 6 ve 12 oranlarında 3 tip atık ve ticari beyazlatıcı birleşiği (zirkonyum dioksit) porselen karolara katkılanmıştır. Kimyasal analizi X-ışını floresansı (XRF) kullanılarak yapılan atıkların, porselen karolara katkılandıktan sonraki oluşturdukları fazlar ve mikroyapı özellikleri sırasıyla X-ışını kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak karakterize edilmiştir. Karoların mekanik özellikleri, elastisite modülü ve eğilme mukavemeti testleri ile belirlenmiş, yoğunlaşmanın tespiti için yoğunluk ölçümü ve su emme testi gerçekleştirilmiştir. Optik özelliklerin tespiti için renk ölçüm spektrofotometresi kullanılmış ve CIELAB yöntemiyle renk özellikleri belirlenmiştir. Özellikle 1. tip mikser atıklarının ticari beyazlatıcının sağladığı beyazlık ve renk özelliklerini sağladığı görülmüş, bu atıkların standart porselen karo mekanik özelliklerinde de olumsuz bir etki yaratmadığı saptanmıştır.

Abstract:
Tundish nozzle are refractory materials that are frequently used in the iron and steel industry. During the production of these products, certain amounts of waste are also generated. In this study, it is aimed that 3 different types of waste generated during the formation of the tundish nozzle are added to porcelain tiles to increase both the mechanical properties and to be an alternative to the whitening raw materials used in tiles.  The wastes that remain in the 1st type waste mortar mixer or whose casting cannot be completed for various reasons, the wastes occurred during the grinding made to comply with the surface tolerance after the 2nd type waste casting process, and the 3rd type waste generated due to possible production processes problems after the drying process that are the wastes generated during the recycling of the waste products. This study was carried out based on the idea that these wastes can be used as a whitener for porcelain tiles due to the high aluminum dioxide compound, they contain. 3 types of waste and commercial whitening compounds (zirconium dioxide) at 1, 6 and 12 % weight were added to porcelain tiles. The phases and microstructure properties of the wastes, whose chemical analysis was performed using X-ray fluorescence (XRF), after doping on porcelain tiles, were characterized using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. The mechanical properties of the tiles were determined by the modulus of elasticity and flexural strength tests, and the density measurement and water absorption test were carried out to determine the condensation. Color measurement spectrophotometer was used for the determination of optical properties and color properties were determined by CIELAB method. It has been observed that especially the 1st type of waste, mixer wastes, provide the whiteness and color properties provided by commercial whitening compound, and it has been determined that these wastes do not have a negative effect on the mechanical properties of standard porcelain tiles.