Kordierit esaslı tabak altlığı üretimi ve üretimde kordierit esaslı atıkların kullanımı

Abstract

uı QZET KORDÎERİT ESASLI TABAK ALTLIĞI ÜRETİMİ VE ÜRETİMDE KORDİERİT ESASLI ATIKLARIN KULLANIMI Müzeyyen ŞİRİN Seramik Ana Bilim Dalı Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Şubat 2003 Danışman: Prf.Dr. Ö.Faruk EMRULLAHOĞLU Sert porselen üretirninde bisküi pişirim sıcaklığı 950-1000 C'de gerçekleştirilir. Büsküi üretiminde kullanılan tünel firm arabalarında refrakter olarak kordierit easaslı malzeme tercih edilir. Fırın arabalarının plakalarının yanı sıra büski fırınlarına yüklenecek ham mamullerin fırın arabalarına zaiyatsız olarak ve kolaylıkla yüklenebilmesi için kordierit esaslı tabak altlığı kullanılır. Kullanılan kordierit esaslı altlıklar hem kırılma zaiyatını engelleyecek hem de düz bir zemin teşkil ederek mamulün bisküi pişirimi sırasında deformasyona uğramasını engelleyecektir. Ülkemizde üretim yapan porselen fabrikalarında tabak altlığı olarak büsküi mamul kullanılmakta yada kordierit altlıklar ithal edilmektedir. Büsküi kullanılması durumunda bisküilerin mukavemeti düşük olduğu için zaiyat yüksek olmakta ve porselen ürün olarak değerlendirilecek ürünler altlık olarak kullanılmaktadır. Kordierit esaslı tabak altlıklarının ithal edilmesi ise oldukça maliyetli olmaktadır. Bu çalışmanın amacı kordierit esaslı tabak altlıklarını Kütahya SAN.A.Ş. bünyesinde mevcut imkanlar üretmektir. Ayrıca büskivi araba raflarında ömrünü tamamlayan kordierit esaslı plaka atıklarını da yeniden değerlendirerek bu üretimdeIV kullanmaktır. Başlangıçta şekillendirme yöntemi olarak, pres kalıbı maliyetlerinin yüksek olması sebebi ile döküm metodu tercih edilmiştir. Deneysel çalışmalar üç ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde öncelikle kordierit esaslı plaka atığı ilavesiz reçeteler hazırlanmış, ardından % 65, % 50, % 40 ve % 35 oranlarında plaka atığı malzemenin kullanıldığı reçete çalışmaları yapılmıştır. Bileşimlerin hazırlanmasında ithal kordierit esash tabak altlığının kimyasal bileşimi baz alınmıştır, optimium bileşim belirlenmiştir. Çalışmada kil, kaolen, kalsine kaolen, talk, alüminyum oksit ve plaka atığı hammadde olarak kullamlmıştır. Yapılan fiziksel testlerin sonuçlarına göre bu gruptaki optimium bileşim belirlenmiştir. ikinci bölümde ise kordierit esash plaka atığının kimyasal analizi baz alınarak reçeteler hazırlanmış olup, bu bileşimler % 25, % 50, %75 oranlarında plaka atığı ile kanştmlmıştır. Bu kanşımların fiziksel testleri yapılarak optimum karışımlar belirlenmiştir. Üçüncü bölümde, bir ve ikinci grupta belirlenen optimum karışımlar sinterleştirilerek, küçülme, su emme,eğilme mukavemeti, deformasyon testleri yapılarak sinterlenme davranışları ve mekaniksel davranışları belirlenmiştir. DTA, TG ve XRD testleri ile termal davranışları ve mineralojik yapılan incelenmiştir. Belirlenen optimum reçetelerden tabak altlığı dökülerek 1200 °C de smterleştirilmiştir. Tabak altlıkları dayanım testi için üstlerine bisküi mamuller üstlerine konarak büsküi fırınlarında teste tabi tutulmuştur. Tur sayısı 40'lara ulaşmış olup test devam etmektedir. Sonuç olarak kordiyerit esaslı tabak altlığı, belirli oranda kordiyerit plaka atığı katkısıyla hazırlanan kanşımların döküm yolu ile şekiUendirilmesiyle üretilebilmektedir. İlk üretimlerde döküm yolu ile şekillendirilen mamullerin pres ile üretilmesi araştınlacaktır.

ABSTRACT CORDEERITE BASED PLATE SUPPORT PRODUCTION AND UTILIZING CORDIERITE WASTES IN PRODUCTION Müzeyyen ŞÎRÎN Ceramic Department Afyon Kocatepe University Science Institute February 2003 Supervisor: Prof. Dr. Ö.Faruk EMRULLAHO?LU In hard porcelain production biscuit firing is performed at 950-1000 °C. In tunnel kiln cars cordierite based material is preferred in biscuit production. Together with kiln car slabs, when loading greenware to the kiln car with easiness and without any damage cordierite based supports are used. In one hand these supports prevent breakage losses, in the other by supplying a smooth surface prevent deformation in the biscuit firing of the ware. In our country in porcelain factories biscuit plates are used as supports or cordierite supports are imported. In the case of biscuit plate utilization, losses increase due to low strength of biscuits and biscuits which could be used in porcelain production are used as supports. On the other hand when cordierite based supports are imported the cost increases. The aim of mis study is to produce cordierite based supports in Kütahya Porselen Company's current process conditions. Besides it is possible to recycle and reuse cordierite based slabs whose life period are completed in production. Initially slip casting method is preferred due to high costs of isostatic press dies. Experimental studies consist of three main sections:In the first section recipes were prepared without any additives from cordierite based slab wastes. Afterwards these wastes were used at % 65, % 50, % 40 and % 35 proportions in the recipes. When preparing blends the chemical analysis of imported cordierite based supports were taken as a reference. Optimum blend was determined. In this part of the study, clay, kaolin, calcined kaolin, talc, alumina, and slab wastes were used as raw materials. After performing physical tests the optimum blend was determined. In the second part, the chemical analysis of cordierite based slab wastes were taken as a reference and recipes were prepared accordingly. These blends were mixed in 25 %, 50 %, and 75 % proportions with slab wastes. Optimum blends were determined by r^rforming physical tests. In the third part, the optimum blends which were determined in the first and second part were mixed and their sintering and mechanical behaviour were determined. Their thermal behaviour and minerological structures were determined by DTA, TG and XRD analysis. Supports were produced by slip casting method from the recipes which were determined as optimum and they were sintered at 1200 °C. They were tested in the biscuit kiln by stacking greenware on them. Firing cycle has exceeded 40 and the test continues. As a result; cordierite based setters, can be produced by slip casting forming method by addition of certain amount of cordierite slab wastes.