CAM ELYAF PROSESİNDE ATIK TELEFİN CAM KİRİĞİ OLARAK HARMANA KAZANDIRILMASI. Ahmet Akıncı - Hale Haybat. Cam Elyaf Sanayii A.Ş,

Transkript

1 CAM ELYAF PROSESİNDE ATIK TELEFİN CAM KİRİĞİ OLARAK HARMANA KAZANDIRILMASI ÖZET Ahmet Akıncı - Hale Haybat Cam Elyaf Sanayii A.Ş, Elyaf üretim prosesi elyaf sarma ve elyaf işleme olarak iki bölümde gerçekleşen bir prosestir. Her iki bölümde de ürüne dönüştürülemeden çıkan bir miktar elyaf söz konusudur. Bunlardan elyaf sarma sırasında çıkan ve bağlayıcı İçermeyen cam kırığı Cam Elyaf ta işlenmekte ve hammadde olarak harmana karıştırılmaktadır. Ancak, elyaf işleme sırasında çıkan atık, kimyasal bağlayıcı içer diğinden ve bu nedenle mevcut proseste işlenmesi mümkün olamadığından yakın zamana kadar atık olarak egzost yapan firmalara satılmaktaydı. Satışın azalması ve talebin üzerinde atık çıkma sı nedeniyle çevreye de atılamadığından bu atıklar şirket sınırları içinde biriktirilmekteydi. Zaman içinde, bu atığın harmana kazandırılması ve bu yolla hem çevreye katkıda bulunulması hem de maliyet düşürme olanaklarının incelenmesi gündeme gelmiştir. Bu amaçla, bağlayıcılı telefin bağ layıcısı uzaklaştırıldıktan sonra kullanılabilirliğine yönelik ön çalışma yapılmış ve elde edilen sonuç lar çerçevesinde CE-1 no' lu fırın, bazı modifikasyonlarla devreye alınmıştır. Fırının devreye alın masını takiben eritilen telefin özellikleri belirlenmiş, cam kırığı olarak kullanılmasının cama olacak etkileri deneysel çalışmalarla tespit edilmiştir. Mevcut atık eritilmek ve kurutularak öğütülmek yo luyla harmana karıştırılmıştır. Bu sayede harmandaki mevcut telef oranı % 12 den 19' a çıkmış ve hem hammaddeden hem de yakıttan tasarruf sağlanmıştır. Ayrıca, indirgen bir hammadde ola rak belli oranda harmana katılan söz konusu cam kırığının fırın koşullarına, cam kalitesine ve üre time olan olumlu etkileri ortaya konulmuştur. 1. GİRİŞ Camelyafı prosesinde, erimiş ve afinasyonu tamamlanarak işlenmeye hazır hale gelmiş cam, bushing adı verilen kovanlarda elyafa dönüştürülür. Daha sonra. üzerine su püskürtülmek suretiyle soğutulan elyafa bir aplikatörde bağlayıcı uygulaması yapılır. Bu işlemden sonra ürün cinsine gö re alt gruplara ayrılan elyaf döner bir mandrelin üzerine sarılarak demet haline getirilir. Bu son de rece hassas bir işlemdir; çünkü burada elyafın çapı 10,5 ile 22 mikron arasındadır ve ufak dış et kilerle bu proses kolayca kesintiye uğrayabilir. Kesinti sonucu kopan bağlayıcısız elyaf sarılamadan aşağıya akar ve elyaf sarma telefi dediğimiz atık doğar. Demet halinde sarılan elyaf ise kurutula rak ve cure edilerek işlenmeye hazır hale getirilir. İşlenme aşamasında da çeşitli atıklar doğar. Bun lar keçede yan atık ve demet atığı, fitilde demet atığı, kırpmada da yine demet atığı şeklindedir. Ancak burada atık, elyaf sarmadakinden farklı olarak cure olmuş bağlayıcı içermektedir. 2. ATIK İŞLEME PROSESLERİ Elyaf sarma prosesinden gelen atık bağlayıcı içermez. Bu nedenle, işlenmesi ve geri kazanılması elyaf işleme atığına göre nispeten kolaydır. Ancak kolaydır derken, bu işlemin de son derece zah metli ve teknoloji gerektiren bir proses olduğunu ve dünyada bir kaç firma dışında diğer tüm fir malar tarafından yapılamadığını da belirtmek gerekir. Ancak, elyaf işlemeden gelen atık bağlayıcı içerdiğinden elyaf sarma telefiyle bir arada işlenme si mümkün değildir. Bu nedenle, yakın zamana kadar mevcut haliyle işlenmeden izolasyon mal- 15. CAM PROBLEMLERİ SEMPOZYUMU

2 zemesi olarak egzost firmalarına satılmaktaydı. Ancak son zamanlarda talebin azalmasıyla birlik te hem bu atığın CE - 3 harmanına kazandırılması hem de çevreye atılmaması amacıyla bazı ça lışmalar yapılması düşünülmüştür. Çünkü, telef hem yakıt hem de hammadde tasarrufu açısından önemli bir malzemedir. Bu amaçla atıl durumdaki CE - 1 fırınından yararlanarak bu atığın eritil mek yoluyla harmana kazandırılması gündeme getirilmiştir. Bu amaçla söz konusu telefin bağlayıcısı uzaklaştırıldıktan sonra harmanda kullanımının, camın oksidasyon seviyesine olabilecek etkisini belirlemek üzere Araştırma ve Mühendislik Müdürlüğü ile birlikte bir ön çalışma yürütülmüştür. Yaklaşık 840 C' de yakılmış atığın farklı oranlarda har mana katılmasıyla elde edilen camın Fe'*VFe203 değerlerinin, CE camının oynama limitleri içinde kaldığı görülmüştür. Bu durum bize, atığın içerdiği organik maddenin yeterince uzaklaştırıldığı ko şulda harmana katılabileceğini göstermiştir. Bunun yanısıra, prosesten çıkacak olan işlenmiş atığın mevcut eritme koşullarını bozmaması için aşağıdaki özelliklere de sahip olması gerekmektedir. Tane boyutu Nem Kızdırma kaybı 300 mikron maks. % O % 0.04 maks. 3. TELEF ERİTME PROSESİ Elyaf işleme atığının eritilmesi için CE-1 fırınının ilk seksiyonu kullanılarak bir eritme fırını yapılmış tır. Kemer, alt taban ve dış yan duvar aynen kalmak suretiyle sadece camla temas refrakterleri alı narak eritme bölgesi ilk seksiyonu örülmüştür. Tamamen fabrikadaki mevcut tesisat ve bekler kul lanılarak mümkün olan en az maliyetle yakma ve kontrol sistemi kurulmuştur. Sistemin özellikleri aşağıda verilmektedir. Ergitme kapasitesi Besleme İşçilik 12 t/gün Elyaf işleme atığı 2 kişi / vardiya Ergitme bölgesi Ergitme alanı Besleme Yakıt Bubbling Akış Yakıt harcamı 12 m^ Pistonla Doğal gaz veya fuel oll 4 tane Pt / Rh alaşımlı 35 mm. Refrakter orifis 270 mvhr İşleme bölümü Sarsak taşıyıcı Kurutma fırını Bilyalı değirmen Sarsak elek Pnömatik basma kabı 4 m boyunda, su soğutmalı 8 m boyunda, reküperatörden alınan 400 C havayla kurutma yapıyor 700 kg / hr, alumina bilya 15. CAM PROBLEMLERİ SEMPOZYUMU 60 -

3 Bu sistem kullanılarak eritilmeye başlanan elyaf işleme atığına ait fiili değerler şöyledir: Tane Boyut Dağılımı : Mesh Mikron % , , ,0 Elek altı - 46,2 Nem % 0 Organik madde ( K.K.) : ~% 0.02 %T(1050 nmde) : ~% 20 B2O3 : -% 8,75 Ayrıca, sistem devreye alındıktan sonra çıkan işlenmiş atık, 3. fırın telefiyle birlikte belli oranda ka rıştırılarak fırına beslenmeden önce,cam kırığı olarak kullanılmasının camın oksidanlık seviyesine yapacağı etkileri tespit edebilmek amacıyla laboratuvar koşullarda bir çalışma yapılmıştır. Sonuçlar aşağıdaki tabloda verilmektedir. %100 da eritilen telef Harman +%18 3. Fırın telefi Mevcut Durum Harman + %9 + %9 3. Fırın Telefi Harman + %6,9 + % 10,3 3. Fırın Telefi telefi kullanım sonrası Üretim camı Lab. camı Üretim camı Lab. camı Lab. camı Lab. camı Üretim camı %T (losonm) Fe*V FejÛî X y %Parlaklık Tablodan da görüleceği gibi, 1. fırında eritilen atık teleften oluşturulmuş cam kırığı numunesi di ğerlerine göre oldukça indirgen, rengi biraz daha yeşile yakın tonda ve parlaklığı da düşük bu lunmuştur. Ancak, söz konusu cam kırığının belli oranda 3. fırın telefine karıştırılarak harmana beslenmesi sonucunda elde edilen camın oksidasyon seviyesi, sadece 3, fırın telefinin kullanıl dığı mevcut durumla aynı bulunmuştur. Sonuç olarak, CE - 1 ' de eritilen telefin söz konusu oranlarda cam kırığı olarak kullanımının camın oksidasyon seviyesini ve renk parametrelerini de ğiştirmediği belirlenmiştir. Nitekim harmanda, 3. fırın telefi ile birlikte 1. fırında işlenen telefin kullanımına başlandıktan sonra, üretim camının oksidasyon seviyesi laboratuvar camı ile aynı bu lunmuştur. Elyaf işleme atığının geri kazanımıyla, kullanılan cam kırığı oranını artırabilme imkanı doğmuş ve CE - 3 harmanında kullanılan cam kırığı oranı kademeli olarak % 12 den % 19' a çıkartılmıştır. Cam kırığı oranındaki artışın ve CE -1' de işlenen telefin, tarihinden itibaren cam kı rığı olarak 3. fırın telefi ile birlikte harmana karıştırılmasından sonra eritme koşullarına. cam ka litesine ve üretime olan etkisi şekil 1-4' de verilmektedir. 15. CAM PROBLEMLERİ SEMPOZYUMU - 61

4 20,0% 0,0132 0, ,0% li«0,012s >5) 16.0% 0,01 g E 14,0% im f in rı'^j (O î? 12,0% 0,0122 i 0,0120 0,0118 8,0% 0,0116 ot ot at at Ol at <NI <M o *- Şeki/1: Cam kırığı kullanımının yakıt saıilyatıyla İlişkisi ,0% 1292 M 16.0% o ,0% labansic - 10 tw«ttffl+whh-whhiıı-mimmı 8.0% CT> <Tt C7> CJ> C7) o <» ()> CT> O) <T> <» CMCg CM CM CSI Cg Cg CM *- *- «M c^ T- O O O O o O O (J CM CM CM CM o S S S M O,r- O o> 00 r». ır> ro (M o <N û CM ^ 04 o T- CM CM co Şekil 2; Cam kırığı kullanımının ergitme taban sıcaklığı ile ilişkisi _ ^ ,0% ÎETİM lıılıliit«i!iıııııifiıııııııtıııhwııi)ıın-i(h7:(ffnj^ffi:ffi^^^^ııs^0^m-iiiî^ıı^^slı;^^sı"'^ ^ ig 16,0% >5) 14,0% c ftiiiiiınimtıaiıiımkiıvıa o CAM KİRİĞİ 12,0% HHm CT> HHnHI w- cn CT) tn cn cn frtr+ -«Ht+ at o> O o o O o o O at at O o o o o o O at at O o o o o o o 8,0% 1 r- T O CTi en»- CM o CM CM CM CM CM CM CM CM esi CM CM CM *- O O O O O O O (û' to * eri esi ai 03' CM o CM o CM CM CVl «M CM CD >n co o ^ CM o s Şekil 3: Cam kırığı kullanımının üretim ile ilişkisi 15. CAM PROBLEMLERİ SEMPOZYUMU

5 ŞlŞECAM % S 400 A X a HABBE >1 18,0% 16,0% >â c 14,0% E «3 12.0% a) o> o) a> o>oooo O) o> Ö) ^" ~ D o o O) cn O) o D o o O) N CSJ (NJ o> co (O «- CM *- o CM (M w *- *-000 Şekil 4; Cam kırığı kullanımının habbe ile İlişkisi n CM <7> 00 CM o»- fo o o o o o o o O O o o O o CM CM <M CM ce 10 CM o CM C^ o CM 8.0% Yukarıda verilen grafiklerden de görüleceği üzere: Cam kırığı oranındaki artış ve 1. fırında işlenen telefin harmana beslenmesiyle spesifik yakıt harcamı % 5 oranında düşmüştür. Ergitme taban sıcaklıkları 1. fında işlenen telefin cam kırığı olarak fırına beslenmesiyle 3-5'C artmıştır. Yine, 1. fırında işlenen telefin kullanımına başlanmasını takiben üretim miktarında -% 2 oranın da artış meydana gelmiştir. Kullanılan cam kırığı oranının artmasına parallel olarak adet /100 gr. cam seviyesindeki habbe miktarı geçici bir süre düşmüş ancak, 1. fırında eritilen telefin fırına beslenmesini takiben habbe miktarında kalıcı bir düşüş ( adet /loo gr. cam) gerçekleşmiştir. Ayrıca, fırın ergitme bölgesinde yapılan gözlemlerde, E- camı eritme prosesi gereği cam yüzeyin de oluşan köpük tabakasının inceldiği tespit edilmiştir. 4. SONUÇ Elyaf işleme atığı olarak ifade edilen bağlayıcılı telefin CE -1 fırınında işlenmesi sonucunda oluşan cam kırığının, 3. fırın telefi ile birlikte kullanılmasıyla aşağıdaki getiriler sağlanmıştır. Kullanılan cam kırığı oranını artırma imkanı doğmuştur. Cam kırığı oranındaki artış ile ; - yakıt tüketiminde -% 5, - hammadde tüketiminde -% 7 tasarruf sağlanmıştır. 1. fırında işlenen telefin cam kırığı olarak kullanımıyla ; - üretim miktarında -% 2 artış, - camın habbe seviyesinde -% oranında azalma gerçekleşmiştir. Sistemin devreye alınmasıyla yatırım ve işletme giderleri dikkate alınarak yapılan maliyet hesa bına göre, telefi eritmek üzere $ / yıl harcama, buna karşın $ / yıl ek gelir söz konusudur. 15. CAM PROBLEMLERİ SEMPOZYUMU