SERAMİK ARAŞTIRMA MERKEZİ SAĞLIK GEREÇLERİ ÜRETİMİNDE ENERJİ VE SİNTERLEME SICAKLIĞININ DÜŞÜRÜLMESİ ÇALIŞMALARI PERVİN DAĞ 03 04 2009
İçerik Türkiye de enerji tüketimi Enerji esaslı CO 2 emisyonu Türkiye de sağlık gereçlerinin durumu Sağlık gereçlerinde sıcaklık düşürme çalışmaları Enerji konusunda yapılması gerekenler
Türkiye de Enerji Tüketimi % 30 enerji maliyeti Seramik sektörü üretim esnasında yapılan pişirme ve kurutma işlemlerinden dolayı oldukça yoğun enerji tüketen bir sektördür. Türkiye de sanayide kullanılan doğalgaz fiyatları, OECD ülkelerinde sanayide kullanılan doğalgaz fiyatından ortalama % 26 daha pahalıdır. Ülkemizdeki doğalgaz fiyatı, en büyük rakiplerimizden İspanya dan % 13 daha yüksektir. Aynı şekilde Türkiye elektriği İspanya dan % 30 daha pahalı kullanmaktadır.
Enerji Esaslı CO 2 Emisyonları Küresel sıcaklık artışını 2 oc den daha aşağıda tutabilmek için, CO 2 konsantrasyonunun 450 ppm in altına inmesi gerekiyor
Yıllara Göre CO 2 Emisyon Değişimi
Türkiye nin Birincil Enerji Tüketimi
Sektörel Etkilenmeler Enerji yoğun sanayiler (demir çelik, seramik, çimento, kimya) daha fazla adaptasyon maliyeti ödeyecekler Rekabet gücü kayıpları Enerji tasarruf teknolojileri üretenler ekonomik avantaj CO 2 emisyon maliyeti önemli etkiler oluşturacak ve rekabet gücünü etkileyecek
Enerji Verimliliği Harcanan her birim enerjinin daha fazla hizmet ve ürüne dönüşmesidir. Aynı ürün daha az enerji ile üretildiğinde bir önceki duruma göre enerji tasarruf edilir. Tasarruf edilen enerji yeni üretim/hizmetler için sanki ilave bir enerji kaynağı gibi kullanıma hazır olur. Enerji tasarrufu enerji temini alternatiflerinin en önemlilerinden birisi
Neden Enerji Verimliliği
Sağlık Gereçleri Sektörü Sektörün 2007 yılı verileri ile, Kapasitesi 21.5 milyon adettir. Üretim yapan büyük ölçekli 9 adet, küçük ölçekli 30 adet üretici şirket mevcuttur Sektör üretimin % 60 ını ihraç etmektedir. Türkiye, Avrupa da en büyük üretim ve ihracat yapan birinci ülke konumundadır 120.4 milyon ton ağırlığında ve 203.7 milyon dolar tutarında 8.3 milyon adet ürün ihraç etmiştir.
Çevre Kirliliği, Sağlık gereçleri parça üretimi yıllık 12.500.000 kadardır Bu üretimde toplam maliyetin % 20 lik kısmını enerji giderleri tutmaktadır Çevreye verilen sera gazlarının oranı da aynı miktarda artış göstermektedir Düşük Sıcaklıkta ve hızlı pişirim
Amaç En düşük sıcaklıkta sağlık gereçleri ürünlerini üretmek ve En çevreci seramik üreten ülke olmak
Sağlık Gereçleri Ürünleri Hammadde % miktar Kuvars 20 Na-Feldspat 30 K-Feldspat - Kaolen 25 Kil 25
Üretim Akım Şeması Şekil. Sağlık gereçleri üretim prosesinin akım şeması
SORU 1 Daha hızlı nasıl üretim yapabiliriz? SORU 2 Daha düşük sıcaklıkta nasıl üretim yapabiliriz
Sağlık Gereçlerinde Sinterleme nı Düşürmek İçin, Yapılan Çalışmalar; Tane boyutu Reçete modifikasyonları
Terimler Sinterleme: 5 o /dk ile sinterleme sıcaklığına çıkarak 15 dk bekleme : Sinterleme sıcaklığında 15 dakika bekleme ile üründe % 0.5 veya daha düşük su emmenin elde edildiği sıcaklık Deformasyon(mm): İki destek arasında ürünün salınımı
Standart Reçete Standart reçetede ergitici olarak Na 2 O (Albit) kullanılır 1210 o C süresi 14 18 saat Kaba öğütmede İnce öğütmede (oc) Su Emme (%) 1210 0.45 21 1195 0.03 19 Deformasyon (mm)
Tane Boyutun Etkisi Standart feldispat+ ince kuvars (D 50 = 4,5 µ) Sinterleme Saıcaklığı Deformasyon(mm) ( 0 C) Standart 1210 21 Standart feldispat + ince kuvars 1195 19 Tüm özsüzler sinterleme sıcaklığının düşürülmesi için öğütülmelidirler
Ergitici olarak Na 2 O ile birlikte K 2 O ilave edilirse 1210 o C 1195 o C Optimum Na 2 O/K 2 O oranı: 2.03 (S5 kompozisyonu) ile sinterleme sıcaklığında 25 0 C düşme sağlanmıştır
Optimum Na 2 O/K 2 O oranında tane boyutun etkisi 1195 o C 1160 o C 3 28 2.5 Su Emme (%) 2 1.5 1 0.5 STD S5 ince öğt. STD ince öğt. S5 Deformasyon (mm) 24 20 16 STD S5 ince öğt. STD ince öğt. S5 0 12 1130 1150 1170 1190 1210 1230 1250 1130 1150 1170 1190 1210 1230 1250 Sıcaklık ( 0 C) Sıcaklık ( 0 C) Tane boyutunun düşürülmesi ile Na 2 O/K 2 O oranının etkisi yoktur
Ergiticilerle birlikte CaO ve MgO ilave edilirse, Standart öğütme 1210 o C 1180 o C CaO ilavesi sinterleme sıcaklığında hafif bir yükselmeye neden olmuştur MgO ilavesi sinterleme sıcaklığında hafif bir düşmeye neden olmuştur CaO + MgO ilavesi sinterleme sıcaklığında küçük bir düşmeye neden olmuştur Deformasyon değerleri benzer çıkmıştır
Ergiticilerle birlikte CaO ve MgO ilave edilirse İnce öğütme 1195 o C 1140 o C CaO ilavesi sinterleme sıcaklığında küçük bir düşmeye neden olmuştur MgO ilavesi sinterleme sıcaklığında önemli düşüşe neden olmuştur CaO + MgO ilavesi sinterleme sıcaklığında önemli düşüşe neden olmuştur Standart öğütme ile karşılaştırıldığında; tüm kompozisyonlarda deformasyon değeri %20 daha azdır
Ergiticilerle birlikte Li 2 O ilave edilirse 1195 o C 1170 o C %8 in üzerinde spodümen ilavesi ile sinterleme sıcaklığında 50oC, deformasyonda % 20 düşme görülmüştür
Standart öğütme Li2O Miktarının Etkisi 1210 o C 1150 o C Standart tane boyutu kullanıldığında 2% Spodumenin 1140 0 C de sinterleme için yeterli olduğu görülmüştür
Li2O Miktarının Etkisi İnce öğütme 1210 o C 1120 o C İnce tane boyutunda % 2 3 spodumennin 1120 0 C de sinterleme için yeterli olduğu görülmüştür Deformasyon değerleri standarttan % 30 daha az çıkmıştır
Li 2 O ve Na 2 O Miktarının Etkisi 1210 o C 1130 o C Deformasyonun düşük çıkmasından dolayı hala feldispat ilave şansı vardır
K 2 O ve Na 2 O Miktarının Etkisi 1210 o C 1100 o C Standart ile aynı deformasyon değerinde fakat 110 o C daha düşük sıcaklıkta pişirilen reçete
K 2 O ve Na 2 O Miktarının Etkisi 1210 o C 1110 o C Standart ile aynı deformasyon değerinde, aynı hammaddeler ile fakat 100 o C daha düşük sıcaklıkta pişirilen reçete
Fiziksel Özellikler Döküm hızında değişiklik yok Küçülmede değişiklik yok Termal genleşmeler benzer Deformasyon benzer Yüksek mukavemet Firma Adı Mukavemet (kg/cm 2 ) Standart S13 Vitra 432 549 Toprak Seramik 472 673 Çanakcılar Seramik 428 573 Ege Seramik 678 799 Ece Banyo Seramik 469 366
Enerji grafiğinde Türkiye de 120.4 milyon ton üretim için 1200 o C de 517 milyar MJ enerji 1100 o C de 205 milyar MJ enerji 100 o C lik düşüş ile 312 milyar MJ tasarruf Pişirim sıcaklığında 100 o C düşme ile min. % 33, max. % 42 enerji tasarrufu sağlanmaktadır.
İşletmelerde yapılması gerekenler, Fırınlarda, sıcak boru hatlarında ve yakıt tanklarındaki yalıtım seviyelerinin iyileştirilmesi Fırınlarda çıkan atık ısıların tekrar kullanılması Baca gazı kontrol sistemlerinin kurulması Sıcaklık ve nem kontrollerinin yapılması Araba yüklemelerinin maksimum düzeyde yapılması
Ülke bazında yapılması gerekenler, Enerji Verimliliği Stratejisi gerekçesi hedef ve politikalar göz önüne alınarak revize edilmeli, çalışmalar buna göre yönlendirilmeli Ulusal çevre ve enerji planlarının yapılması Enerji tasarrufunun küçük ölçekli olup olmadığına bakılmamalı, kümülatifteki önemli payı düşünülmeli Enerji verimliliği konusunda teşvik ve destekler arttırılmalı, vergi muafiyetleri yenilemeli Bunun için enerji verimliliğinin artırılmasının yanı sıra Türk sanayisi artık ağır sanayiden hafif sanayiye geçmelidir. Örneğin çok yüksek girdili ithal hammadde ile çalışan, yüksek oranda enerji harcayan, çevreyi çok kirleten ve istihdam katkısı az olan bir sanayi dalı ihracat kapasitesi yüksek de olsa ülkemiz için uygun değildir. Sektör olarak Ar Ge çalışmalarında sıcaklık düşürme projeleri ve enerji tasarrufu projelerine öncelik verilmelidir
Gelecekte daha temiz ve yaşanılabilir bir çevre için şapkamızı önümüze koymanın zamanı Teşekkürler