Öğütülmüş uçucu kül ve çelikhane cürufunun cam seramik eldesinde kullanılabilirliğinin araştırılması
Invastigation of grinding fly ash and steel slag usability inglass ceramic
Yazar: SERKAN KESKİNBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. SEDEF DİKMEN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Uçucu kül = Fly ash

Özet:
Bu tez çalışmasında, Çayırhan (Ankara) Termik Santrali'nden temin edilen uçucu kül (UK) ve yardımcı malzeme olarak da Erdemir Demir Çelik Fabrikası A.Ş'den temin edilen bazik oksijen fırını (BOF) cürufu atıklarının farklı oranlardaki karışımlarının 2, 4, 8, 12 ve 16 saat süreyle gezegen tipi bilyeli bir değirmende öğütme işlemlerinin sinterlenme davranışına etkisi araştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, öğütme işleminin atık malzeme üzerinde mineralojik ve mikroyapısal olarak etkilerini görme amacıyla Parçacık Boyut Dağılımı (PSD), X-ışını Kırınım Analizi (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) analizleri gerçekleştirilmiştir. SEM görüntülerinden parçacıkların 8 saatlik öğütme süresinden sonra topaklanma eğilimi göstermeye başladığı görüldü. Çalışmanın ikinci aşamasında ise, öğütme süresi, karışım oranları ve sıcaklık parametrelerine bağlı olarak optimum sinterleme koşullarını belirlemek amacıyla, öncelikle UK ile BOF cürufunun farklı oranlarda karışımları 2, 4, 8, 12 ve 16 saat süreyle yaş olarak öğütüldü. Öğütme işleminden sonra, herhangi bir katkı maddesi, bağlayıcı vb. kullanmadan silindirik formda preslenerek 950°C, 1000°C, 1050°C ve 1100°C olmak üzere dört farklı sıcaklıkta sinterlenerek mekanik, mineralojik ve mikroyapısal özellikleri belirlenmiştir. Basınç dayanım testleri sonucunda mukavemet değerleri 4,56 ila 83,95
MPa aralığın da değişim gösterdiği sonucuna varıldı. 2/3 oranında UK ile 1/3 oranında BOF cürufu karışımının 8 saat öğütülmesi ve 1050°C'de sinterlenmesi sonucunda en yüksek mukavemet değeri elde edildi.

Abstract:
In this thesis study, the effect of grinding processes on sintering behavior of the mixture of fly ash (FA) waste obtained from Çayırhan (Ankara) Thermal Power Plant and basic oxygen furnace (BOF) slag obtained from Erdemir Iron and Steel Factory as auxiliary material in different proportions was investigated in a planetary ball mill for 2, 4, 8, 12 and 16 h. In the first phase of the study, Particle Size Distribution (PSD), X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM) analyzes were performed to investigate the mineralogical and microstructural effects of the grinding process on the waste material. It has been revealed from the scanning electron microscope (SEM) images that the particles has started to clump after 8 hours of milling time. It shows that the grinding process plays an important role in the PSD of FA, but this size increases again at the 16 h grinding time.
In the second phase of the study, in order to determine the optimum sintering conditions depending on the grinding time and mixing ratios parameters. Firstly, FA and BOF slag used as auxiliary material in different proportions were grinded wet for 2, 4, 8, 12 and 16 h. After grinding, the samples were pressed into cylindrical form without using
any additives, binders etc. The samples formed were sintered at four different temperatures: 950°C, 1000°C, 1050°C and 1100°C, their mechanical, mineralogical and microstructural properties have been determined. As a result of the compressive strength tests, it has been concluded that the strength values have varied between 4.56 and 83.95
MPa. The highest strength value was obtained as a result of grinding the mixture of 2/3FA and 1/3BOF slag for 8h and sintering at 1050oC