Farin pişebilirliğine tane boyunun etkisinin incelenmesi
Investigating the effect of particle size on the burnability of cement clinker raw meal
- Tez No: 952668
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN DÜNDAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Çimento üretiminde kalker ocaklarında üretilen kalker ile kil veya marn gibi hammaddeler kırıldıktan sonra kimyasal analiz sonuçlarına göre belirlenmiş oranlarda karıştırılıp öğütülür. Karışımın kimyasal özelliklerine göre yardımcı hammadde olarak eksik kalan demir, alüminyum, silis içeren cevherler veya benzer kimyasal analizi olan çeşitli alternatif hammaddeler de ilave edilebilir. Öğütülmüş hammadde karışımına farin adı verilir. Farin, günümüz şartlarındaki pişme prosesinde önce ön ısıtıcı kuleye, sonra kalsinatöre ve sonrasında da döner fırına beslenir. Malzeme döner fırın çıkışına kadar kademeli olarak pişirilir ve istenilen kimyasal bileşiklerin oluşması sağlanır. Döner fırından çıkarken soğutulan malzeme klinker adını alır. Klinker pişme prosesinde, farin bileşenleri kimyasal farklılıklarından dolayı farklı sıcaklıklarda pişme eğilimi gösterirler. Kaliteli bir klinker üretmek için farin bileşenlerinin belirli oranlarda karıştırılması gerekir. Bu oranlar Silikat Modülü (SM), Alümina Modülü (AM), Kireç Standardı (KST) gibi modüler ile belirlenmektedir. Fabrikalarda bu modüllerin optimize edilmesi sonucunda pişme prosesinin verimi arttırılarak yakıt kaynaklı karbon salımının azaltılması ve daha kaliteli klinker üretimi hedeflenmektedir. Bu çalışmada iki farklı çimento fabrikasından temin edilen farin numuneleri üzerinde pişme testleri gerçekleştirilerek; farin kimyasal kompozisyonunun ve tane boyunun pişebilirlik üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, fabrikalardan birinden alınan farin numuneleri alt boyut fraksiyonlarına ayrılarak 1.400°C, 1.450°C ve 1.500°C'de pişme testlerine tabi tutulmuştur. Pişme sonucu elde edilen klinkerleşmiş numunelerin serbest kireç değerleri belirlenerek pişebilirlik yönünden değerlendirilmiştir. Pişme sonucu ortaya çıkan ana klinker fazları kalsiyum oksitin diğer oksitlerle gerçekleştirmiş olduğu tepkimelerin bir neticesidir. Pişme sonucunda arta kalan serbest kireç tepkimeye girmeden kalan kalsiyum oksittir. Pişme sonucu kalan serbest kireç miktarı pişebilirliğin zorluk derecesini ifade etmekle birlikte KST değeri ile ilişkilidir. Yüksek KST ye sahip tane boyu fraksiyonlarının pişme sonucu serbest kireç değerleri daha yüksek çıkmış ve pişebilirliklerinin daha zor olduğu görülmüştür. En alt boyut fraksiyonunda öğütülebilirliğine bağlı olarak yüksek oranda kalsiyum oksit bulunmaktadır. Bunun sonucunda pişme sırasında diğer oksitlerle tepkimeye girmeden kalan yüksek miktarda kalsiyum oksit ortaya çıkmaktadır. Farklı bir çimento fabrikasından alınan farin numunesi ise farklı inceliklere öğütülerek, aynı kimyasal kompozisyondaki farinin pişebilirliğinin tane boyuna göre değişimi incelenmiştir. Farin numunesi 2, 4, 6 ve 8 dakika öğütülmüş ve pişebilirlik testi yapılmıştır. Tane boyunun incelmesiyle birlikte pişme sonucunda serbest kireç miktarının azaldığı görülmüştür. Aynı kimyasal kompozisyonda, tane boyunun incelmesiyle birlikte pişebilirliğin kolaylaştığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In cement production, raw materials, such as limestone, are produced in quarries. Limestone, clay, or marl is then crushed and ground in proportions determined by the results of chemical analysis. Depending on the chemical analysis of the mixture, iron, aluminum, silica, or various alternative raw materials can be added. The ground raw material mixture is called Raw Meal. In the burning process, firstly, the raw meal is fed to the preheater; then it goes to the calciner and finally to the rotary kiln. The material is gradually burned until it exits the rotary kiln, and the desired chemical compounds are formed. The material leaving the rotary kiln is cooled down, which is referred to as clinker. In the clinker burning process, raw meal components tend to burn at different temperatures due to their chemical differences. To produce high-quality clinker, the raw meal components should be mixed in certain proportions. These proportions are determined by modules such as Silica Module (SM), Alumina Module (AM), and Lime Saturation Factor (LSF). As a result of optimizing these modules in cement plants, it is aimed to increase the efficiency of the burning process that leads to reduce fuel-related carbon emissions and produce better quality clinker. In this study, burnability tests were performed on raw meal samples obtained from two different cement plants in order to investigate the effects of raw meal chemical composition and particle size on burnability. In the first stage of the study, raw meal samples taken from one of the plants were separated into sub-size fractions and subjected to burnability tests at 1,400°C, 1,450°C and 1,500°C. The free lime content of the clinker samples produced from the burning process was determined and evaluated in terms of burnability. The primary clinker phases that emerge from burning result from the reactions of calcium oxide with other oxides. Any remaining free lime after burning indicates the calcium oxide that did not react. The amount of free lime indicates the degree of difficulty of burnability and is related to the LSF value. It was observed that the free lime values of the size fractions with high KST were higher after burning and their burnability was more difficult. Due to its grindability, a significant amount of calcium oxide exists in the finest size fraction, resulting in a high quantity of unreacted calcium oxide during the burning process. A raw meal sample from an another cement plant was ground to varying finenesses to investigate the effect of particle size on burnability, while maintaining the same chemical composition. The sample was ground for 2, 4, 6, and 8 minutes, followed by burnability tests. The results indicated that as the particle size reduced, the free lime content decreases. It has been observed that with the same chemical composition, burnability of the raw meal becomes easier as the particle size becomes finer.
Benzer Tezler
- Farin değirmenlerinin anatahrik motorunun harcadığı elektrik gücünün yapay sinir ağları kullanılarak tahmin edilmesi
Estimation of the electrical power expended by main drive motor of raw mills by using artificial neural networks
OSMAN OZAN YAGIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR SAMİ TEZEKİCİ
- Çimento hammadde karışım prosesinin yapay sinir ağları ile matematiksel modellemesi
Mathematical modelling of mixture of cement raw material with artificial neural networks
AYSUN EĞRİSÖĞÜT
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RECEP KAZAN
- Düşük alkali içerikli farin tozunun betonun basınç dayanımı üzerindeki etkisi
The effect of low- alkaline cement kiln dust on compressive strength of concrete
SEDAT LALOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ ŞAHİN
- Çimento sektöründe farin öğütme optimizasyonu
Optimisation of farine grinding in cement industry
YASEMİN ÇANKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Maden Mühendisliği ve MadencilikSüleyman Demirel ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. E. CAFER ÇİLEK
- Bir çimento fabrikası farin değirmeni enerji optimizasyonu
Cement plant farine mill enerhy optimization
FATİH ALAGAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Maden Mühendisliği ve MadencilikEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR UÇBAŞ