1.GİRİŞ

Kimya Mühendisliği Bölümü; işletme stajımı Çimsa Çimento San. ve Tic. A.Ş.’nde

yapmış bulunmaktayım. 15 iş günü olan stajım sırasında Çimsa Eskişehir Çimento

Fabrikası’nın tüm üretim birimlerinde bulunup, bu bölümlerin çalışma prensiplerini ve üretim

tekniklerini ayrıntılı bir şekilde inceleme fırsatını elde ettim.

Çimsa Eskişehir Çimento Fabrikasında çimentonun, hammaddeden paketlenmesine

kadar hangi aşamalardan geçerek ürün haline getirildiğini izleme fırsatını yakaladığım

stajımda amaç; okulda teorik olarak edindiğimiz bilgilerin işletmede nerelerde ve ne şekilde

kullanıldığını ve pratik olarak uygulamalarını öğrenmekti. Staj sürecinde birlikte çalıştığım

mühendis ve teknisyenlerin yardımıyla, bu stajımın amacına ulaştığına inanmaktayım.

Bu stajımın sonunda edindiğim deneyim; mezun olduktan sonra karşılaşacağımız

çalışma ortamını, insan ilişkilerini ve edineceğim mesleğin uygulamalarını ayrıntılı bir şekilde

gözlemleyebilmektir. Bu stajımın meslek yaşantım için bana tecrübe kazandırdığını

düşünmekteyim.

2.FABRİKA TANITIMI

2.1. Eskişehir Çimento Fabrikası

Eskişehir Çimento Fabrikası yaklaşık 1800 dönüm arazi üzerinde, 4 Nisan 1957

tarihinde, 150000 ton klinker/yıl kapasiteyle; faaliyete geçmiştir. Bu kapasite ile 1976 yılına

kadar Eskişehir ve çevre illerin talebini karşılayabilmiş olmasına rağmen gelişen teknoloji ve

değişen ülke koşulları çerçevesinde fabrika; 1976 yılında 800 ton klinker/gün (275000 ton/yıl)

olan kapasitesini, döner fırın hattı ilavesi ile 425000 ton klinker/yıl’a çıkartmıştır. Üretiminde

fuel-oil kullanılan II. Döner fırın (kuru sistem) ünitesinde 1980 yılında yerli yapım dik

değirmenin devreye alınması ile tamamen kömür kullanılmaya başlanmıştır.

1987 yılında II. Döner fırın ünitesi üretim kapasitesi 1500 ton klinker/gün düzeyine

çıkartılarak, I.döner fırın ünitesi tamamen durdurulmuştur. Bu kapasite artışına karşılık; 350

ton/saat kapasiteli ikinci bir hammadde kırıcısı devreye alınarak 1 nolu kırıcı tamamen alçı

taşı ve tras kırma işlemlerine tahsis edilmiştir. Kırılmış kalker veya kilin stok hole nakli için

de 400 ton/saat kapasiteli ikinci bir hammadde nakil hattı yapılmıştır. Mevcut 4x8 m. tek

kamaralı bilyalı farin değirmeni girişine çekiçli kırıcı ünitesi konularak farin hazırlama

kapasitesi 130 ton/saat‘ e çıkarılmış ve ön ısıtıcı binasındaki tüm mekanik aksam sökülerek

1

prekalsinasyonlu dört kademeli ön ısıtıcılı sisteme geçilmiştir. Bu kapasite artışıyla birlikte;

elektro filtre giriş ve çıkışında düzenlemeler yapılmış, soğutma kulesi ve bacaya kadar olan

tüm sistemin gaz boruları ile ön ısıtıcı ve elektro filtre çıkış vantilatörleri yenilenmiştir.

1988-1990 yıllarında, mevcut 3,4 x 15 m iki kamaralı açık tip 60 ton / saat kapasiteli II

nolu çimento değirmeni Sepol 250/4 seperatör ile kapasitesi 85 ton/ saat ‘e çıkarılmıştır.

II. Döner fırın yakıt sistemi için merkezi 500 m3 ‘lük bir hazır kömür silosu ana brülör

ve kalsinatör brülörü için iki ayrı kömür dozaj ve sevk sistemi mevcuttur. Fırın ana brülörü,

yenilenmiş ve % 100 doğalgaz yakma sistemi kurulmuştur.

Farin hazırlama ünitesinden II. çimento değirmenine kadar olan tüm ünitelerde tam

otomasyona geçilmiştir. Kimya Laboratuarı ve Proses Kontrol Laboratuarı modernize edilerek

kalite kontrol daha sistematik hale getirilmiştir. Klinker hammadde homojenizasyona numune

alma sistemi yatırımı ile standart sapma değerleri azalmış, numune alma işlemi daha

sistematik ve kolay hale getirilmiştir. Bununla birlikte ocaktan nihai ürünlere kadar her

noktada kalite kontrol takibi standartlaştırılmıştır.

Şirket son 10 yılda yapmış olduğu yatırımlarla Türkiye’deki yaklaşık 40 klinker üretici

fabrika içinde;

- Baca gazı temizliği, tozsuzlaştırma ve çevre temizliği yönünden öncü kuruluşların

başında gelmektedir.

- Ülkemizde kuru sistem üretim hattına prekalsinasyonlu sistemle kapasite artışına

giden ilk beş fabrikadan biridir.

- Klasik sistem laboratuara ve üretim hattına proses otomasyonu uygulayan ilk 3

fabrikadan biri olup bugün içinde bu konudaki teknolojisiyle ilk beş fabrika içindedir.

Tesiste 122’si Fabrika, 108’i müteahhit personeli olmak üzere 230 kişi çalışmaktadır.

Üretim kapasitesi 500000 ton klinker / yıl veya 700000 ton çimento/yıl’dır. Pazar payına bağlı

olarak, bu potansiyelin % 80 – 90 ‘ı değerlendirilmektedir. İşletmede PÇ 42.5 (Portland

Çimento), PKÇ 32.5, PKÇ 42.5 ve MC 12.5 olmak üzere dört çeşit çimento üretimi

yapılmaktadır. Bu üretiminin % 40 – 45 ‘i dökme, kalan kısmı ise torbalı olarak satılmaktadır.

2

2.2. Yönetim Organizasyon Şeması

Şekil 1- Yönetim - Organizasyon Şeması I

3

Yönetim Kurulu

Genel Koordinatör Araştırma Bölümü Şefi

Genel Müdür

Hukuk Bürosu

Genel Müdür Yardımcısı(Teknik)

Elektronik Bakım Şefi

Üretim Müdürü

Çevre Şefi

Mamül Şefi

Yönetim Temsilcilikleri

Yönetim Asistanlığı

Üretim Grup Müdürü

Yarı Mamül Şefi

Mekanik Bakım Müdürü

Bakım Grup Müdürü

Makine Bakım Şefi

Koruyucu Bakım Şefi

Enerji Müdürü

Elektrik Bakım Şefi

Proje Yatırım Şefi

Laboratuar Şefi

Kalite Kontrol Müdürü

Şekil 2- Yönetim - Organizasyon Şeması II

4

Muhasebe Müdürü

Muhasebe Şefi(maliyet)

Muhasebe Şefi(genel)

Muhasebe Şefi (iç denetim-bütçe)

Ticaret Müdürü

İç Hizmetler Şefi

Satınalma Şefi

Pazarlama Şefi

Ambar Şefi

İnsan Kaynakları Müdürü

İnsan Kaynakları Şefi

Bilgi İşlem Müdürü

Dış Ticaret Şefi

Bilgi İşlem Şefi

Eğitim Şefi

Genel Müdür

2.3. Üretim Hattı Şeması

5

Kalker Ocağı Kil Ocağı

Kil BunkeriKalker Bunkeri

III Nolu Kırıcı

Stokhol

I. Tesis

II. Tesis Kalker Bunkeri

II. Tesis Kalker Bunkeri

II. Tesis Kalker Bunkeri

Farin Değirmeni

Farin Stok Silo

Siklon Grubu

Kalsinatör

Döner Fırın

Soğutma Odası

Çekiçli Kırıcı

Elektro FiltreBaca

Klinker Bunkeri Klinker Stokholü

1 2

Kömür 1

Kömür 2

ID Fan3

Soğutma Kulesi

Elektro Filtre

Baca

Şekil 3- Üretim Hattı Şeması

6

1 2

Kamyon ve Vagon Yükleme

Noktası

Klinker Bunkeri

Roller Press

I Nolu Kırıcı

Klinker BunkeriKalker Bunkeri

Alçı Bunkeri

Tras Bunkeri

Bilyalı Değirmen

Seperatör

Torbalı Filtre Baca

Silo

Kömür Stokholü Kömür Bunkeri

Metal Dedektör

Çöp Bunkeri Kömür Değirmeni3

Torbalı Filtre Baca

I. Tesis Kömür Bunkeri

Kalsinatör Kömür Bunkeri

Fırın Kömür Bunkeri

Kömür 1 Kömür 2

2.4. Yönetim Sistemi

Kuruluşundan itibaren “Kalite” anlayışını yönetimin her kademesinde bir şirket

kültürü olarak benimseyen Çimsa Çimento San. Ve Tic. A.Ş. “TS-EN-ISO 9001:2000 Kalite

Sistem Belgeleri”ni alarak kalite anlayışını uluslararası bir referansa bağlamıştır. Bu belge iç

pazarda prestiji arttırırken, dış pazarda güvence sağlamaktadır. Çimento üretimini yapabilmek

için TSE tarafından zorunlu kılınan “ İmalat Yeterlilik Belgesi ve Ürün Uygunluk Belgeleri ”

mevcuttur.

Çimsa Eskişehir Çimento Fabrikası, Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği( T.Ç.M.B.)

Kalite ve Çevre Kontrol Kuruluşu’nun verdiği “ Kalite Kontrol İşareti ” ni tüm ürünler için

kullanma hakkına sahiptir. Bununla ilgili çalışmalar “ Kalite Kontrol Belgesi Kullanma Hakkı

Prosedürü ” ne uygun olarak gerçekleştirilmektedir.

Ayrıca, üretilen ürünlerin Avrupa standartlarına uygunluk anlamına gelen

“Comformite Europenne ( CE )” belgesini CEM 1 42,5 R Gri Portland Çimentosu için

almıştır.

Çimsa, aşağıda üretmekte olduğu bütün çimento ve beton ürünleri için TSE Türk

standardlarına uygunluk belgelerine sahiptir;

TS EN 197-1 CEM I 42.5 R Gri Portland Çimentosu

TS EN 197-1 CEM II/A-M (P-L) 42.5 R Portland Kompoze Çimento

TS EN 197-1 CEM IV/ B (P) 32.5R Puzolanik Çimento

TS 22-1 ENV 413-1 MC 12,5 X Harç Çimento 

Çimsa Eskişehir Çimento Fabrikası olarak fabrikanın teknik ve idari tüm birimlerinde,

sağlıklı ve güvenli bir çalışma ortamının sağlanması ve geliştirilmesi amaç edinilmiştir. Bu da

OHSAS 18001 İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetim Sistemi ile sağlanmaktadır.

7

3.ÇİMENTO

3.1. Çimento Sektörünün Kısa Tarihi

Dünyada yapı malzemelerinin en önemlisi olarak kabul edilen çimento, ilk kez

İngilizler tarafından yapılmış ve kullanılmaya başlanmıştır. Joseph Aspdin adlı bir İngiliz,

günümüzde kullanılan çimentoyu, kil ve kalker karışımını basit bir fırında pişirerek elde

etmiş ve İngiltere yakınlarındaki Portland Adası'nda çıkarılan ünlü yapı taşlarına benzemesi

nedeniyle de bu ürüne Portland Çimentosu adını vermiştir. 1824 yılında, İngiltere'deki bu ilk

üretimden sonra 1869 yılında, Amerikan Keystone Firması'nca ilk ticari üretimi

gerçekleştirilmiştir.

Çimento üretimi 20000 ton/yıl kapasiteli Darıca'da Aslan A.Ş. ile Eskişehir'de

Portland Çimentosu ve Su Kireci A.Ş. Fabrikaları'nın kurulması ile başlamıştır. Sanayi,

sürekli savaşlar ve ayaklanmalar içinde bunalan ülkede 1925 yılına dek önemli bir gelişme

gösterememiştir. 1950'lerde özel kesim ve kamu ayrı ayrı yeni fabrikalar oluşturmaya

başlamışlar ve bu çerçevede Devlet, 1953 yılında Türkiye Çimento Sanayii A.Ş.

(ÇİTOSAN)'ı kurmuştur. 1957 yılından başlayarak ithalat kesilmiş ve Cumhuriyet temel bir

sanayide kendi kendine yeterliliğin ilk adımını atmıştır. 1989’da ise ihracata başlanmış ve

günümüzde de giderek artan bir taleple ihracata devam edilmektedir.

3.2. Çimento Üretimi

3.2.1. Çimento Hammaddeleri

3.2.1.1. Kalker

Doğada fazla miktarda bulunan CaCO3’in bütün jeolojik formasyonları çimento

klinkeri üretiminde kullanılabilir. Özgül ağırlıkları 2,2 - 2,9 g/cm3 arasındadır.

Kalkerin kimyasal kaynaklı tipleri suda çözünmüş kalsiyum bikarbonatın aşağıdaki

reaksiyona göre çökelmesi şeklindeki inorganik proses sonucu meydana gelirler:

Ca (HCO3)2 Ca CO3 + CO3 + H2O

Kalker başlıca, kalsit ve aragonit olarak adlandırılan iki mineral halinde bulunur.

3.2.1.2. Kil

Killer klastik sedimentler olup, önceleri kayaç halinde iken havalandırma ve/veya

erozyon sonrası parçalanma sonucu oluşlardır. Yapılarının ana bileşimi silis ve alüminyumlu

8

(alüminyum silikatlar) bileşiklerdir. Kilin içine giren bu maddeler kile renk verirler. Demir

oksit içeren killer kırmızı renklidir. Organik maddeler içeren killer mavimsi ve alüminyum

oksit içerenler sarımtrak renkte olurlar.

3.2.2. Üniteler ve Üretim Aşamaları

3.2.2.1. Ocaklar ve Konkasörler

Çimento üretimi için gerekli olan iki temel hammadde kil ve kalkerdir. Bu hammaddeler

fabrikanın hemen üst tarafındaki ocaklardan temin edilir. Kalker vagon drille delinen

deliklerin patlatılmasıyla üretilir. Her patlatmadan yaklaşık 10000 ton cevher çıkar. Bu

malzeme iş makineleri vasıtası ile kırıcı haznesine taşınarak boşaltılır ve burada 10 – 70 mm.

olacak şekilde kırılır. Kırılan kalker lastik bantlarla stokhole taşınır. Kil ise kalker ocağının

hemen altından çıkarılarak kamyonlarla kademe kademe stoklanır. Belirli bir kompozisyon

sağlandıktan sonra kırıcıdan geçirilerek bantlarla stokhole nakledilir. Klinkerin istenilen

mineralojik yapıda oluşabilmesi hammadde kompozisyonuna bağlı olduğundan hammaddede

bulunması gereken bazı minerallerin azlığı ya da yokluğu klinkeri ve dolayısıyla üretilen

çimentoyu etkileyeceğinden hammaddeye bazı düzeltici maddeler katılır. Fabrikamızda

kullanılan düzeltici madde % 1– 2 gibi düşük oranlarda kullanılan demir cevheridir (şist). Bu

düzelticiler de kırıcıdan geçirilirler.

Ocaklardan stokhole gidene kadar hammaddeleri kıran ve taşıyan iki adet kırıcı ve bant

sistemi vardır. I nolu kırıcı yardımcı maddeler olan tras ve alçıyı; II nolu kırıcı ise ana

maddeler olan kil ve kalkeri kırarak stokhole bantlarla taşınmasını sağlar. Kırıcılar iki

kademelidir. İlk kırma işlemi konik kırıcıda gerçekleşir, ikinci kademe de ise çift motorlu

çekiçli kırıcı vardır. Kırıcıdan geçirilen malzemelerin boyutları 0–70 mm. arasında

değişmektedir.

Eskişehir çimento fabrikası kalker ocağından kalker kendi içinde karışıma tabi tutulup

sisteme verilirken, kil için değişik kil aynalarından alınan killer katman katman yığılarak bir

nevi basit ön homojene sistemi oluşturulmuş ve kilden gelecek hammadde dalgalanmaları

asgari düzeye çekilmiştir.

9

Şekil 4- Homojene Kil Pastası

Ocak işletmesi için kamyon, iş makinesi (kazıyıcı, yükleyici, paletli), vagondril, patlayıcı

ve yeterli sayıda eleman (patlama işi için patlatma ehliyeti bulunan), kompresöre ihtiyaç

vardır ve bunlar kırıcıları kesintisiz besleyebilecek yeterlilikte olmalıdır. Yine çalışma

yapılacak sahalar için düzgün bir yol oluşturulmalıdır. Ocak işletmeciliğinde etkinliği

sağlayan faktörlere gelince:

-İnsan faktörü

-İş düzeni

-Hava koşulları

-Parça ve servislerin dağılımı

şeklinde sıralanabilir.

3.2.2.1.1. Kalker Ocağı

Kalker kimyasal bileşimi CaCO3 olan maddedir. Ancak için de safsızlıklar da

bulunabilir. Kalsit ve aragonit şeklinde bulunabilir. Eskişehir çimento fabrikası ocaklarındaki

kalkerin yapısı kalsit şeklindedir.

Ocakta gerekli kontroller yapıldıktan sonra çalışma aynası tespit edilip gerekli ölçümler

yapılır ve enine boyuna 2-3’er metre aralıkla Vagon-drill ile delikler açılıp her deliğe AN-FO

(NH4NO3+Fuel Oil) dolgusu ve dinamit konulmasıyla patlatma yapılarak kalker zeminden

kopartılır. Çıkan kalkerde kırıcıdan geçemeyecek büyüklükteki iri parçaları ayrılarak tekrar

küçültmeye tabi tutulur. Burada kalker aynasının yüksekliği yaklaşık 10 m. seviyesinde

olmalıdır. Elde edilen kalker kendi içinde görüntüsüne göre karıştırılarak kırıcılara gönderilir.

10

Burada patlayıcıların gördüğü fonksiyondan da kısaca bahsedecek olursak;

patlayıcılardaki katı maddeler infilak sırasında, yüksek ısıda gaz haline geçip çevrelerine

büyük basınç yaparlar, dolayısıyla çok büyük şiddetle güçlerin oluşmasını sağlarlar.

Patlayıcıdan çıkan enerji değişik türlerine dönüşür. Bunlar ısı enerjisi, sismik enerji, yeni bir

yüzey enerjisi, molozun kinetik enerjisi, çarpma ve gürültüdür.

3.2.2.1.2 Kil Ocağı

Kil de içinde değişik oranlarda farklı mineraller barındırır. Yinede ağırlıklı olarak

kalsiyum, demir, silisyum, alüminyum oksitleri ve az miktarda magnezyum oksit ve alkali

oksitleri bulunur. Burada da ocak taraması yapılıp çalışma sahaları tespit edilir ve malzeme

yumuşak olduğundan çoğunlukla patlatmaya gerek kalmadan kazıyıcılarla sökülüp kepçeyle

yükleme yapılır.

Kalker ve kil ocakları tamamen homojen değildirler ve içlerinde değişik safsızlıklar

bulunmaktadır. Bunun için kalker, kil ve düzeltici maddeler için ön homojene sistemleri

kurulup sisteme daha homojen karışım gönderme imkanı vardır ve birçok işletmede de

sonradan kurulmuştur. Hatta ilave olarak bu sistemden alınan malzemeyi sürekli takip eden

analiz cihazları konup malzemenin kontrolü yapılmaktadır. Buradan da anlaşılacağı gibi

hammadde, üretilecek ürünün kalitesi için çok önemli olup mutlaka çok sıkı takip ve kontrol

isteyen bir iştir. Yani çıkacak ürünün kalitesini ve ara aşamaları doğrudan etkileyen bir

faktördür.

3.2.2.2. Kırıcılar

Çimento imalatı için, gerekli hammaddelerin kırıcı ve hammadde değirmenlerinde

kırılarak ufaltılması gerekmektedir. Genel olarak, ocaktan geldiğinde 1 metre büyüklüğe

kadar irilikte olabilmekte ve fırında da pişme için en az 0,2 mm.ye kadar ufaltılması için

ufaltma işi tek bir operasyonla olmaz. Bunun için ocaktan gelen malzeme tek kademe veya

çift kademe kırıcıdan geçirilerek ufaltılırlar.

Kırıcılar gördükleri işleve göre veya çalışma prensiplerine göre çeşitlere ayrılırlar:

-Çeneli kırıcılar

-Jirasyonlu kırıcılar

-Valsli kırıcılar

-Darbeli kırıcılar

-Çekiçli kırıcılar

11

Kırıcıların çalışmasını etkileyen belli başlı faktörler ise:

-Malzeme karakteristikleri (sertlik, kırılganlık, rutubet, vs.)

-Kırıcının üretim kapasitesi

-Kırıcı besleme boyutları

-Ocakta kullanılan ekipmanın verimi (beslenen parça boyutu)

-Hava koşulları

Eskişehir Çimento Fabrikasında 1957 yılında kurulan iki kademeli (jirasyonlu ve çift

rotorlu çekiçli) kırma işini yaparken 1987 den itibaren sadece yardımcı (alçı, tras) maddelerin

kırılmasına tahsis edilmiştir. Kapasitesi 100 t/h tir. Jirasyonlu kırıcı eksantrik dönen bir şaft

mile bağlı dişlerle sabit dişli muhafaza arasına sıkıştırarak ufaltılan malzeme lastik bant ile

çift rotorlu çekiçli kırıcıdan geçirilerek ikinci bir kırmaya tabi tutulmaktadır. Burada ufaltma

max. 50 mm. parça büyüklüğüne kadar yapılmaktadır. Çekiçlerde veya çekiçlerin altındaki

ızgaralarda ısınma varsa yedeği ile değiştirilmektedir. Burada çalışmayı güçleştiren

malzemenin rutubet ve sertliğidir.

1987 yılında kurulan çift rotorlu çekiçli kırıcı ise hammadde kırma işine tahsis

edilmiştir ve kapasitesi 450 t/h tir. Ters yönde dönen iki rotorundaki çekiçlerin çarpıp

savurduğu malzeme kırılarak altındaki ızgaralardan geçerek sevk bantına dökülmektedir.

Burada max. 70 mm. olacak şekilde malzemeler kırılmakta olup eğer ızgaralarda aşınma

varsa, çekiçlerde aşınma varsa yedeği ile değiştirilmektedir. Malzemenin rutubeti ve sertliği

çalışmayı zaman zaman güçleştirmektedir. Kırıcıdan geçen malzemeler lastik bantlarla

stokhole sevk edilmektedirler

Birinci kırıcıda ocak alçısı ve seramik fabrikasından gelen kırık açıların kırma işlemi

gerçekleştiriliyor.

İkinci kırıcıda sadece kalker ve kil kırılır. İki motoru vardır. Saatte toplam 400 ton

kırabilir. Yalnızca I. kırıcı arızasında yada farin eğirmeni nakil hattında arıza olduğunda

çalıştırılır.

Üçüncü kırıcıda kalker ve kil kırılır ve mix haline gelmesi için belirlenmiş olan LSF

ve silis modülü değerleri için uygun miktarlarda şist de konulur.

3.2.2.3. Gezer Vinçler ve Stokhol

Klasik olarak ilk fabrikaların kuruluşunda var olan klinker ve hammadde stokholü,

daha sonra hammadde için homojene stok sahaları ve klinker stoğu için de klinker siloları

12

kurularak gezer vinçlerin yükü, işlevi azaltılmıştır. Aynı zamanda hem enerji tasarrufu, hem

işçilik tasarrufu, hem de tozsuzluk sağlanmıştır.

Eskişehir Çimento Fabrikasında 1957 yılında kurulan stokhol-gezer vinç düzeni bazı

ilavelerle muhafaza edilmektedir. Uzunluğu 220m., genişliği 34 m. Yüksekliği ise 14 m. olan

stokholde 2 adet gezer vinç raylar üstünde ileri-geri ve sağ-sol istikametinde hareket edip

stokhol içinde malzeme hareketini yapmaktadır. Gezer vinçlerin kepçe kapasitesi malzeme

cinsine bağlı olarak değişmekle birlikte 3,5-4 tondur. I nolu gezer vinç döner fırın akışındaki

klinkerin tahliyesi, ön ezicinin beslenmesi ve çimento değirmenlerine ait alçı ve tras

bunkerlerinin beslenmesi görevlerini yerine getirir. II nolu gezer vinç ise taşkıranlardan gelen

kalker ve kilin tahliyesini yapar.

Kırıcılardan gelen malzeme doğrudan bunkerlere gelmekte, (kalker ve kil aynı

zamanda direkt değirmen bunkerlerine de çekilebilmekte) kalanı ise ayrı ayrı stoklanmaktadır.

Kalker ve kil stok sahası toplam 15000 ton kapasitededir. Klinkeri stokhol içinde stoklama

kapasitesi ise 60000 tondur. Stokhol içinde kalker ve kil bunkerlerinin yanında çimento

değirmenleri için alçı, tras ve klinker bunkerleri de vardır.

Gezer vinç operatörü hammadde ve klinkeri naklederken ve beslerken aynı zamanda

kalitesini (rengi, rutubeti) de dikkate alır. Uygunsuz klinker çıkışı varsa ayrı aktarılır. Çimento

değirmen beslemelerinde beslenecek klinkerin sıcaklığı ve tanecik boyutu verilen talimatları

doğrultusunda alınarak yapılır. Gezer vinçler fabrikanın ara istasyonudur.

3.2.2.3.1. Hammadde Stokholü

Ocaktan gelen kil ve kalker hammadde nakil sistemi ve gezer vinçler yardımıyla

birbirine karışmayacak şekilde bunkerlere stoklanır. Kalkerin stok sahası 8000 ton, kilin stok

sahası ise 7000 ton’dur. Kalker ve kil için iki ayrı bunker de yine bu bölümde bulunmakta

olup bir tane de 800 – 1000 ton kapasiteli tras bunkeri mevcuttur.

3.2.2.3.2. Klinker Stokholü

Döner fırından çıkan klinker gezer vinçler vasıtasıyla 60000 ton kapasiteli stokhole

aktarılır. Burada çimento değirmenlerinde kullanılacak malzemeler için 6 adet bunker

mevcuttur.

3.2.2.4. Farin Değirmeni

Farin hazırlama ünitesi, ocaktan gelen kalker, kil ve düzeltici maddenin öğütülüp fırın

için pişmeye hazır hale gelen malzemenin hazırlandığı birimdir.

13

Doğada bulunan hiçbir malzeme düzenli bir homojenlikte bulunamaz. Bunun için

hammadde hazırlama, iyi bir klinker ve çimento üretiminin temel şartlarındandır. İyi malzeme

hazırlığı için sisteme analiz cihazları yerleştirilerek daha stabil, homojen farin üretimi

yapılarak üretilen klinkerinde iyileşmeler sağlanmakta, pişirme maliyetleri aşağı çekilmekte,

fırında pişirme esnasındaki rejim değişiklikleri önlenerek kalitenin sürekliliği sağlanmaktadır.

Eskişehir Çimento Fabrikasında farin öğütme için valsli değirmen kullanılmaktadır.

200 ton/saat kapasiteli olan bu değirmene kalker, kil ve düzeltici maddeden oluşan mix

beslemesi yapılır. Valsli kırıcıda ısının ve ezilmenin etkisi ile öğütülen malzeme dinamik

seperatörden geçirilip incesi ayrılır, istenilen boyuta gelmeyen farin valsli değirmene

öğütülmek üzere geri gönderilmektedir. Burada sistemdeki malzeme hareketini emiş fanları

sağlamaktadır. Emiş fanlarından geçen malzeme dinamik seperatörlerden geçerek incesi

sistemi terk ederken irisi tekrar sisteme geri dönmektedir. Burada önemli olan faktörler

şunlardır:

-Beslenen malzemenin iriliği

-Beslenen malzemenin rutubeti

-Beslenen malzemenin sertliği

-Beslenen malzemenin öğütülebilirliği

-Değirmen hava sirkülâsyonu

Bunlar çalışma şartlarıyla alakalı faktörlerdir.

Değirmene beslenen malzemenin kimyasal içerik olarak kontrollü beslenmesi

gerekmektedir. Çimento üretiminde gerekli olan CaO , SiO2 , Al2O3 , Fe2O3 karşılamak için

kullanılan hammaddeler rastgele karıştırılmaz. Bu maddelerin belirli oranlarda olması gerekir.

Bu oranların tayini için bazı değerler geliştirilmiştir.

Silikat Modülü:

SIM =  

Silikat Modülünün ; 2,3 – 2,7 arasında olması gerekir.Silikat modülü arttıkça pişirme

süresi de artar.

Alüminyum Modülü:

ALM =

Alüminyum Modülünün; 1,3 – 1,6 arasında olması istenir.

14

Kireç Standardı :

LSF =

LSF değerinin 95-99 arasında olması gerekir. İdeal değer 96’dır. LSF değeri arttıkça

pişirme süresi artar ve dolayısıyla yakıt tüketimi artar.

Silikat Modülü , Alüminyum Modülü ve Kireç Standardı değerleri, yukarıda belirtilen

sınırlar içinde olacak şekilde kalker ve kil oranları ayarlanır. Bu değerler işletilen ocağa göre

değişebilmekle beraber, kalker % 70 – 80 kil ise % 30 – 20 aralığındadır.

Kil içindeki Fe2O3 yetmediği durumlarda dışardan demir cevheri, SiO2 yetmediği

durumlarda silis kumu ve Al2O3 yetmediği durumlarda ise düşük dozajlarda boksit ilave

edilebilir.

Farinin kimyasal bileşiminin yanında incelik ve rutubeti de kontrol edilmektedir. Bu

arada günlük olarak ve belirli zaman aralıklarında değirmenin performansı (tonaj, enerji sarfı,

plaka ve bilya tüketimi) kontrol edilerek sürekli takip altında tutulmaktadır.

Farin İçinde Kontrol Edilmesi Gereken Oksitler:

MgO: MgO, kalkerde genellikle dolomit halinde bulunur. Bazen yüksek fırın curufunda da

görülebilir. Bu bileşen %2 oranına kadar klinker fazları ile bağlanabilir. Bu miktarın fazlası

klinkerde serbest MgO olarak kalır. MgO, çimentonun hidratasyonu sırasında su ile birleşir:

MgO standartlarda ağırlıkça %5 ile sınırlandırılmıştır. Çünkü, fazlası klinkerde fazlara

bağlanamayacağı için , betonda genleşmeye neden olur.

Alkali (Na2O+K2O): Betonda alkali-agrega reaksiyonuna gireceğinden, alkali genleşmesi

olur.

Klorür (Cl): Standarda max. %0,1 olması istenir. Çünkü hem betonda korozyona sebep olur,

hem de proseste yapışmalara sebep olur.

Kükürt (S): Fazlası klinkerde CaSO4 olarak çıkar ve alçı taşı miktarına sınır getirir; baca

gazında SO2 miktarı artar, ön ısıtıcıda tıkanıklara ve fırında kemer oluşumuna sebep olur.

3.2.2.7. Homojenizasyon ve Homojene Siloları

Stok silo 12 m. çapında ve 24 m. yüksekliğinde olup 5000 ton farin kapasitelidir. Silo

altında sürekli hava ile kaynatmaya tabi tutulan farin aynı zamanda havalı bantlar vasıtasıyla

15

silo çıkışına farini hareketlendirir. Silo çıkışındaki havalı bant vasıtasıyla farin elevatör ve ara

bunkerden sonra tartım kantarı ve sevk sistemleri vasıtasıyla fırın siklonlarına beslenir.

Fabrikada 600’er tonluk iki adet homojene silo ve bunların hemen altında 4700 tonluk

stoksilo bulunmaktadır. Farin değirmeninden çıkan ürün homojene silolarına gider.

Laboratuarca istenilen kompozisyona gelindiğinde ve belirli bir doluluk seviyesine

ulaşıldığında silo, hava kompresörleriyle yaklaşık bir saat havalandırılıp homojene olması

sağlanır. Stok siloya boşaltılır. Stok silodaki farin artık fırına beslenmeye hazırdır. Stok silo

içindeki farin üç adet havalandırma kompresörü ile çıkışındaki havalı bantlara gönderilir ve

farin besleme ünitesindeki ana farin bunkerine beslenir. Besleme ünitesindeki farin, ana

bunkerden havalı bantlarla tartım kontrollü bantlarına gelir. Buradan sevk helezonu, sevk

kompresörü vasıtasıyla fırının dördüncü kademe siklonlarına gönderilir.

3.2.2.5. Döner Fırın Ünitesi

İşletmede bulunan 3.5 m çaplı, 55 m uzunluğundaki 3o eğimli döner fırına dönme hareketini,

tahrik motoru dişli bağlantısı ile 3 tane ring-gale vasıtasıyla yapar. İç kısmı dış mantoyu

koruyan magnezit ve alümin esaslı tuğlalarla kaplıdır. Magnezit esaslı tuğlalar fırın

kafasından itibaren 25 metrelik bölümde örülüdür. Isı iletkenliği daha fazla olan bu tuğlaların

üzerinde 20–30 cm. kalınlığında koruyucu kabuk oluşur. Bu sayede ısı etkisinden hem tuğla

hem de manto korunmuş olur. Saatde 100 ton klinker üretim kapasitesi olan döner fırının

önünde beş siklon ve bir kalsinatörden oluşan ön ısıtıcı grubu ve çıkışında ızgaralı soğutucu

vardır.

Yakıt olarak kömürün kullanıldığı fırında, toz halinde öğütülen yüksek kalorili (6500 – 7000

kcal/kg) kömür brülörler yardımıyla fırına verilir. Bu brülörler kombine olduğundan

gerektiğinde fırına kömürle birlikte doğalgaz veya sadece doğalgaz da verilebilmektedir.

Ayrıca brülörler alevin şeklini ayarlayabilen düzeneklerle donatılmışlardır.

Fırında yakılan yakıtın verdiği ısının hareketi Abgaz denilen vantilatörün emişiyle sağlanır.

Isı fırın kafasından bacaya doğru çekilirken fırına beslenen farin 4.kademe siklonlarında 380-

420°C de ısınarak aşağıya doğru iner. 2.kademe siklonlarından sonra kalsinatöre giren

malzeme oluşan ısı alışverişi ile içindeki su buharını ve bazı gazları atarak kalsinayonunu

tamamlar ve 1000 – 1100°C de fırına girer. Döner fırında fırının döngüsel hareketi ve

eğimiyle ilerleyen malzeme 1400 – 1500°C deki sinterleşme bölgesinden geçer ve klinker

olarak 1000 – 1200°C de soğutmaya dökülür.

16

Soğutma dört bölmeli ve ızgaralıdır. Fanlar yardımıyla soğutulan klinker 50 – 60°C de

soğutmadan çıkar. Soğutma esnasında I. ve II. bölmeden elde edilen sıcak gaz sekonder ve

tersiyer hava olarak tekrar kullanılır. Bu havanın yüksek sıcaklıkta (800–1200°C ) olması

istenir. Bu arada iri parçalar çekiçli kırıcı tarafından kırılır. Klinker buradan nakliye zinciri ve

kovalı bant taşıma sistemleriyle stokhole taşınır. Klinkerin soğutma işlemi klinker

mukavemetini etkileyen fazların (C2S, C3S, C3A, C4AF) oluşumu açısından önemlidir. Bu

nedenle soğutma hızlı olmalıdır. Gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar şunlardır,

Buharlaşma Bölgesi:

100-400°C

H2O + ısı H2O(g) H= + 44.2 kj/mol

Kil Dehidrasyon Bölgesi:

350-650°C

Kil kristal suyunu yitirmeye başlar.

2SiO2.Al2O32.H2O + ısı 2SiO2.Al2O3 + 2H2O H= +274 kj/mol

Al4[(OH)8Si4O10] 2(Al2O3.2SiO2) + 4H2O

kaolinik metakaolin

Metakaolin yüksek sıcaklıklarda bozunarak Al2O3 ve SiO2 gibi çok etkin oksitlere

dönüşür.

400°C

Magnezyum karbonat bozunmaya başlar.

MgCO3 + ısı MgO + CO2 H=+ 120 kj/mol

Organik bileşikler ve sülfidler buharlaşır ve yükseltgenir.

2FeS2 + 7/2O2 Fe2O3 + 4SO3

550°C

Çimento hammaddelerinin %74-79’unu oluşturan CaCO3 bozunmaya başlar

(kalsinasyon). Asit ortam ve SiO2 Al2O3 gibi serbest kireçle tepkimeye giren diğer oksitler

varlığı CaCO3’ün bozunmasına yardımcı olur.

Kalsinasyon (Dekarbonizasyon) Bölgesi

900°C

Bu sıcaklıkta ayrışma basıncı 1 bardan büyük olduğu için CaCO3 hızla CaO ve CO2’ye

ayrışır.

17

CaCO3 CaO + CO2 H= +474 kj/mol

Oluşan serbest kireç ortamda bulunan diğer oksitlerle tepkimeye başlar.

2 CaO + SiO2 2 CaO. SiO2 H= - 143 kj/mol

2 CaO + Al2O3 2 CaO. Al2O3

2 CaO + Fe2O3 2 CaO Fe2O3

CaO. Al2O3 + CaO 3CaO. Al2O3 ( C3A olarak tanımlanır)

CaO. SiO2 + CaO 2 CaO. SiO2 (C2S olarak tanımlanır)

Serbest CaO anhidrit oluşturmak üzere SO3 ile tepkir.

CaO + SO3 CaSO4

Bu anhidrit kilden gelen alkalilerle tepkiyerek alkali sülfatları oluşturur.

CaSO4 + Na2O CaO + Na2SO4

CaSO4 + K2O CaO + K2SO 4 ya da 3K2SO4 .Na2SO4

Çoğunlukla SO3 miktarı alkalilerin tamamı ile birleşmek için yetersizdir.

Na2O + C3A NaC8A3.K2O + C2S KC23S12

Klinkerleşme Bölgesi

1200°C

Belit (C2S) oluşumu

2CaO + SiO2 2CaO. SiO2 H= -125 kj/mol

C12A7 kireçle zenginleşir ve C3A’ya dönüşür.C2A ve C2F bir katı eriyik oluştururlar.

C4AF H= -50.4 kj/mol

1250-1450°C

Sinterleşme, klinkerleşme tepkimesi oluştururlar.(sıvı evre) Bu ortamda C2S serbest

kireçle birleşir ve C3S(Alit) oluşur.

CaO + C2S C3S H= -125 kj/mol

Trikalsiyumsilikat = Alit = C3S klinkerin ana ve en değerli bileşenidir. Çimentonun

dayanım kazanmasını sağlar.

Alkali sülfatlar alkali ve SO2 oluşturarak bozunur.

R2SO4 + ısı R2O + SO2 + ½ O2

Anhidrit CaO ve SO2’ye ayrışır.

CaSO3 + ısı CaO + SO2 + ½ O2

İndirgen ortamda demir 3 oksit demir 2 oksite dönüşür.

18

Fe2O3 2FeO + ½ O2

Sinter eriği içinde C3S ve C2S katı evreler olarak bulunurlar. Sıcaklık > 1400°C

olduğunda diğer oksitler sıvı evre içindeler.

Eriğin (bağlayıcının) yaklaşık bileşimi

C = 56 S = 7 A = 23 F= 14 (ağ%)

Aşağıdaki koşullar bu tepkimeleri hızlandırır.

Sıvı evrenin oranını arttırmak

Sıvı evrenin kıvamını azaltmak

Farin içindeki iri tanelerin oranını düşürmek

Soğutma Bölgesi

1450-1250°C

1 biçimindeki C2S su ile kolay birleşebilen C2S biçimine dönüşür.

C3A ve C4AF kristalleşir, erimiş bulunan sülfatlar kristalleşir.

Sinterleşme tepkimelerinin tersinmesini önlemek için klinker hızla soğutulur. Böylece

oluşan C3S miktarı da olabildiğince korunur. Bir başka deyişle klinkerleşme sıcaklığında

sağlanan denge ‘dondurulur’. Soğutulan klinker bileşimi fırında sinterleşme sıcaklığında

üretilen klinkerle aynıdır.

Klinkeri 100-150°C’lere dek hızla soğutmak

Alit miktarını korur, böylece reaktif=etkin bir klinker elde edilir.

Çimento yapmanın son basamağında klinker alçıtaşı ile birlikte öğütülürken daha iyi bir

öğütülebilirlik sağlar.

Alüminat ve ferrit evrelerinin diğerleri arasında dağılıp kristalleşmeleri çimentonun

daha yavaş sertleşmesini sağlar.

Farin içindeki MgO >%2,5 olduğunda genleşmeyi önler. Fazla MgO çatlamalara

neden olur

Fırın çıkışında oluşan yarı mamul klinkerin ana bileşenleri:

* TrikalsiyumSilikat (C3S) 3CaO.SiO2

* DikalsiyumSilikat (C2S) 2CaO. SiO2

* TrikalsiyumAlumirat (C3A) 3CaO.Al2O3

* TetrakalsiyumAluminaferrit (C4AF) 4CaO.Al2O3.Fe2O3

19

ID fan vasıtasıyla çekilen sıcak gaz (380–420°C) atılmak üzere siklonları terk eder. Bu

atık gazın gerektiği kadarı farin ünitesinde kullanılır. Kalanı da soğutma kulesinden geçirilir.

Soğutma kulesinde 14 saat düzeden su püskürtülerek sıcak gazlar 150°C ye kadar soğutulur.

Bu gaz farinden gelen gazla birlikte elektro filtreden geçirilip içindeki toz tutularak 110–120

°C de bacadan atılır. Elektro filtreye giren tozlar manyetik ortamda elektrostatik olarak

yüklenerek toplama plakalarında toplanır ve toz taşıma sistemiyle sisteme geri kazandırılır.

Teorik klinker bileşimi:

CaO % 63-68

Si02 % 21-23

Al2O3 % 5-7

Fe2O3 % 2-4

MgO % 1-5

SO3 % 0,1-2

Klinker üretiminde dikkat edilecek hususlar:

-Homojen bir farin

-Fırında iyi bir rejim (sıcaklık profili, alev karakteristiği, fırın atmosferi, yakıt tipi)

-Hammaddenin pişebilirlik davranışı

-Klinker granülasyonu

-Sıvı fazın miktarı ve niteliği

3.2.2.6. Kömür Stokholü ve Yakıt Hazırlama

3.2.2.6.1.Kömür Stokholü

Döner fırında kullanılan kömürlerin stoklandığı yerdir. Farklı cinsteki kömürler

birbirlerine karışmayacak şekilde ayrı ayrı stoklanır. Kömür stoku yapılırken hava alıp kendi

kendine yanmaması için maksimum 3 metre yükseklikte yapılır.Stok sahanın kapasitesi

yaklaşık 20000 tondur.

Karayolu ve demiryolu ile gelen kömürler talimatla belirlenen harman için belirli

oranlarda kamyonlarla kömür değirmen bunkerine beslenir.

20

3.2.2.6.2. Yakıt Hazırlama Sistemleri

3.2.2.6.2.1. Kömür Değirmeni

İşletmede kömür değirmeni olarak valsli değirmen kullanılmaktadır. Kamyonlarla

kömür bunkerine gelen kömür değirmene beslenerek sıcak hava yardmıyla öğütülür. İstenilen

inceliğe ulaşan tanecikler dinamik seperatörden geçerek kömür silolarına sevk edilir.

Değirmen hava süpürmeli değirmendir. Değirmenden çekilen gaz filtreden geçirilir,

tutulan tozlar pompa yardımıyla çıkan ürünle birlikte kömür silosuna gönderilir. Filtre

basınçlı havayla silkelenerek temizlenir. Filtre iki gözlüdür ve her gözde 50’şer torba vardır.

3.2.2.6.2.2. Kömür Silo ve Sevk Sistemi

Kömür silosu 300 ton kapasitelidir ve öğünmüş kömürün stoklandığı silodur.

Değirmenlerde öğütülen kömür buraya gönderilir. Buradan da poldos sevk sistemiyle ana

rülöre, pfhister sevk sistemiyle de kalsinatöre gönderilir.

Kömür silosunda oluşabilecek fazla basınç için emniyet kapağı ve oluşabilecek

yanmaya karşı inert (CO2) gaz sistemi mevcuttur. Silodaki fazla havanın dışarı atılması için

silo üzerinde torbalı filtre bulunur. Bu filtre de basınçla silkelemeyle çalışır ve içinde 26 torba

vardır.

Kömür sevk sistemine ait yine silo üzerinde torbalı filtre bulunur.

3.2.2.7. Çimento Değirmenleri ve Çimento Öğütme

Öğütme, sisteme verilen materyali, önceden belirlenmiş bir girdi hızıyla istenen tane

büyüklüğüne getirmek demektir. Bu da değirmenlerle olmaktadır. Çimento öğütmek için:

-Bilyalı değirmenler

-Düşey milli değirmenler

-Horomil değirmenler kullanılmaktadır.

Yukarıdaki değirmenlerden en yaygın kullanılanı bilyalı değirmenlerdir.

Çimento fabrikaları çok fazla enerji tüketen tesislerdir. En fazla enerji tüketen birimler

de öğütme tesisleridir. Bir çimento fabrikasında tüketilen enerjinin 2/3’ si öğütücülerde

tüketilmektedir. Öğütücüler içinde en fazla tüketimi ise çimento değirmenleri yapmaktadır.

Bunun için öğütme enerjisini düşürebilmek için gerek yeni teknolojiler takip edilip

uygulanmakta, gerekse bazı ilavelerle hem kapasite artışı sağlanmakta, hem de enerji

maliyetleri aşağı çekilmektedir.

Düşey milli değirmenler çoğunlukla hammadde ve kömür öğütülmesinde

kullanılmakla birlikte çimento öğütmede de kullanılmaktadır. Birim enerji tüketimleri

21

düşüktür. Bir öğütme yatağı ve hareketli valslerle malzemenin sıkıştırılıp ezilmesi esasına

dayanır.

Horomil ise yeni bir teknoloji olup yatay bir milin bir yatak içinde hareketi ile

malzemenin sıkıştırılıp yüksek basınç altında ezilmesi esasına dayanır.

Yukarıdaki dik değirmenler ve horomil tipi öğütücülerden daha fazla kullanılan

bilyalı değirmenler ise değişik çap ve ebatta olup, çoğunlukla iki kamaralıdır. Açık sistemle

çalışıldığı gibi kapalı sistem (seperatör ilaveli) çalışan tipleri de vardır. Açık sistem çalışan

değirmenlerin öğütme verimleri daha düşüktür. Öğünme üzerindeki kontrol mekanizması

daha zayıftır. Seperatörlü değirmenlerde ise incelik kontrolü seperatör vasıtasıyla yapılmakta,

iri malzeme tekrar öğütülmek üzere değirmene beslenmekte dolayısıyla hem değirmen

kapasitesi artmakta hem de daha kontrollü çimento öğütülmektedir.

Bilyalı değirmenler çoğunlukla iki kamaralı olup, arada ızgaralı diyafram mevcuttur.

Birinci bölmede daha iri dağılımlı bilyalar bulunurken esas öğünmenin yapıldığı ikinci

bölmede daha ince dağılımlı bilyalar bulunmaktadır. Yine çıkışta belirli açıklığa sahip ızgara

plakalar bulunur. Değirmen belirli bir hızda dönerken, öğünen malzeme hava emişi vasıtası

ile çekilip sepere edilir veya doğrudan sevk sistemi ile silolara gönderilir. Tozlu hava da filtre

edilerek dışarı atılır.

Değirmen verimini etkileyen belli başlı parametreler şunlardır:

-Klinkerin iriliği,

-Klinkerin dansitesi,

-Klinkerin sıcaklığı

-Klinkerin öğütülebilirliği

-Katkının iriliği

-Katkının sertliği

-Katkının rutubeti

-Katkının öğütülebilirliği

Değirmenler yoğun enerji tüketen sistemler olduğundan enerji maliyetlerini aşağı

çekebilmek için çimentocular sürekli uğraş vermektedir. Bunlardan bir tanesi de klinkerin

yüksek basınç (100–130 bar) altında ezilip değirmenlerin öğütme kapasitesini % 20–30

oranında artıran Roller Pres dediğimiz ezicilerdir. Eskişehir Çimento Fabrikası 1994 yılı

ortasında eziciyi devreye almış olup 200 ton/h kapasitelidir. İki adet vals arasından yüksek

basınç altında geçirilen klinker ezilmiş 20 mm.lik pastalar halinde klinker bunkerlerine

beslenmektedir.

22

Yine enerji maliyetlerini aşağı çekebilmek için öğütme kolaylaştırıcı ve kalite artırıcı

kimyasallar kullanılmaktadır. 1–2 kg/ton çimento aralığında değirmene beslenen kimyasal,

bilyaların üstünü kaplayarak öğünmede % 10–15 oranında artış sağlamaktadır. İlave olarak ilk

dayanımlarda da belirli bir artış sağlamaktadır.

Çimento değirmenlerinde özellikle bilya aşınması fazla olduğundan belirli aralıklarla

değirmen içine girip kontroller yapılmakta ve eksik şarj varsa ilave yapılmaktadır. Yine plaka

aşınma ve olası kırılmaları takip edilmektedir.

3.2.2.7.1. Ön ezici (Roller-press)

200 ton/saat kapasitelidir. İçinde bulunan iki yuvarlak disk sayesinde arasından geçen

klinkeri ezmekte ve ezilen klinkeri, klinker bunkerlerine beslemektedir. Bu sayede

değirmenlerin öğütme kapasiteleri artmıştır. Klinkerin daha iyi preslenebilmesi için geri

dönüş klapesi ayarı vasıtasıyla sistemden geçen klinkerin bir kısmı tekrar eziciden

geçirilmektedir. Bu sayede ezicinin verimi arttırılmakta dolayısıyla da değirmenlerin

öğütmesinde kolaylık sağlanmaktadır.

3.2.2.7.2. I. Çimento Değirmeni

1954 yılında 27 ton / saat kapasiteyle üç bölmeli olarak devreye alınan bilyalı

değirmen 1996 yılında iki bölmeye dönüştürülmüş olup bugünkü kapasitesi 45 ton / saat

seviyesindedir. Değirmenin I. bölmesinde 40-80mm. arasında toplam 27 ton bilya bulunmakta

olup burada daha çok kırma işlemi yapılmaktadır. II. bölme ise öğünme işleminin

tamamlandığı bölmedir. Burada 17-50 mm. arasında toplam 62 ton bilya mevcuttur.

Bu değirmen 2.6 m. çapında 15 m. uzunlukta olup iç çeperi değirmen mantosunu

koruyan ve bilyaların daha iyi savrulmasını sağlayan plakalarla kaplıdır. Değirmene beslenen

ve öğütülen malzeme hava emişi vasıtasıyla değirmeni terk etmekte ve sarsak elek , fuller

pompa ve sevk kompresörü yardımıyla çimento silolarına gönderilmektedir. Değirmenden

emilen tozlu gaz, torbalı filtreden geçirilerek tozları tuttuktan sonra bacadan atılmaktadır. I.

çimento değirmeninde PKÇ ve PÇ tipi çimentolar üretilmektedir.

3.2.2.7.3. II.Çimento Değirmeni

3.4 m. çaplı ve 15m. uzunlukta olan bu bilyalı değirmen 1976 yılında 55 ton/ saat

kapasiteli olarak devreye alınmış olup 1988 ‘ de yüksek verimli (dinamik) seperatör ilavesi ile

ve 1994 ‘te roller pres (ön ezici) yardımıyla 90–95 ton/saat öğütme kapasitesine ulaşmıştır.

23

II. çimento değirmeni de I.çimento değirmeni gibi iki bölmelidir. I.bölme iri bilyaların

(60–90 mm. ebatlı toplam 57 ton) bulunduğu bölmedir ve kırma işlemi burada gerçekleşir. II.

bölme ise esas öğütmenin yapıldığı bölmedir. Burada daha küçük ebatlı (17-50 mm. ebatlı

toplam 75 ton) bilyalar vardır. Değirmenin iç çeperi yine astar plakalarla kaplıdır.

Değirmenden emilen hava, filtreden geçirilip içindeki tozlar filtrede tutulduktan sonra

bacadan dışarı atılmaktadır. Filtrede tutulan çimento tozları, çimento silolarına

gönderilmektedir. Bu değirmende ise PÇ, PKÇ ve MC tiplerinde çimentolar üretilmektedir.

Çimentoların tiplerine göre ortalama bileşenleri ise şöyledir:

*Portland Çimentosu ( PÇ 42,5 ) : % 96 Klinker + % 4–5 Alçı Taşı

*Portland Kompoze Çimento ( PKÇ/B 32,5 R) : %62 Klinker + %35 Kompoze Karışım +

%3–4 Alçı Taşı

*Portland Kompoze Çimento ( PKÇ/B 42.5 ) : %75 Klinker + %20 Kompoze Karışım + %3–

4 Alçı Taşı

*Harç Çimentosu (MC 12,5 X) : % 40 Klinker + % 55–60 Kompoze Karışım + %2 Alçı Taşı

Her tip çimentodan saatlik olarak incelik ve sıcaklık tespiti yapılır. İncelik daha

önceden belirlenmiş sınırlar içerisinde tutulur. Sıcaklık ise maksimum 120 °C olmalıdır. Fazla

olması çimentonun donma özelliğini bozar.

Çimentolarda kullanılan kompoze karışımlar birkaç maddenin belirli oranlarda

harmanlanmasıyla oluşur (%70 Tras + %15 Kalker + %15 Cüruf gibi).

Değirmenlerde öğütülen bazı çimento tipleri için kimyasal katkı kullanılmaktadır.

Bunlardan öğütmeyi kolaylaştırıcı, kalite arttırıcı olarak yararlanılmaktadır. Kimyasal

katkıların kullanımı ve oranı daha önceden belirlenmiştir.

3.2.2.8. Yardımcı Birimler

3.2.2.8.1. Sevkiyat

Fabrikamızda altı adet çimento stok silosu vardır. Bunlarda beş tanesi 1700 ton ve bir

tanesi de 1000 ton kapasitelidir. Silolardan torbalı ve dökme olarak yükleme yapılmaktadır.

Çimento silolarının altında bulunan havalı bantlar ve elevatör yardımı ile çimentolar

paketleme kantarına sevk edilir. Buradan da 50 ‘şer kg. lık torbalarla kamyonlara yükleme

yapılır. Paketleme işlemi iki adet kantar ve her kantarda bulunan 12 adet kurna yapılmaktadır.

Her iki kantarın da yükleme kapasitesi 100 ton / saattir.

24

3.2.2.8.2. Merkezi Kumanda Odası

PLC kontrolü yapılan kumanda odasında fabrikanın otomasyon kontrolü

sağlanmaktadır. Hammadde konkasör ( III ), hammadde homojene sistemi, I. ve II. döner

fırınları ile farin değirmenleri, kömür değirmeni ve çimento değirmenleri otomasyonu

sağlanır.

25

4.KÜTLE VE ENERJİ DENKLİKLERİ

4.1. KÜTLE DENKLİĞİ

Hava Z kmol Bacagazı

X kg Kömür 100 kg Klinker

Y kg Hammadde

Farin Bileşimi (%)CO2 35,24SiO2 13,02Al2O3 3,33Fe2O3 2,31CaO 44,15MgO 0,89SO3 0,6H2O 0,46

Klinkerin Yapısındaki Uçucu Olmayan Oksitler (mol)

SiO2 21,18AL2O3 5,36Fe2O3 3,66

Kömür Bileşimi (%)C 76,57H 6,58S 1,79O 5,86N 0,5Nem 1,7Kül 7

Klinker Bileşimi (%)

SiO2 21,18AL2O3 5,36Fe2O3 3,66CaO 66,52MgO 1,41SO3 1,87

Bacagazı Bileşimi (%)CO2 29,75O2 3,5CO 0,2N2 66,55

Bacagazı Mol C (mol) O2 (mol)CO2 29,75 29,75 29,75O2 3,5 - 3,5CO 0,2 0,2 0,1N2 66,55 - -TOPLAM 100 29,95 33,35

26

Döner Fırın

CaO 66,52MgO 1,41TOPLAM 98,13

Kütle Denkliğinin Hesaplanması:

a kg Kömür, b kg Farin , c kmol baca gazı

Temel = 100 kg klinker

Bileşen Denklikleri:

Karbon Denkliği :

Karbon , kömür ve farin içindeki CO2 ile sisteme girmektedir. Çıkışta karbonun tamamı fırın gazları içinde yer almaktadır. Bunun için sistemde karbon denkliği kurulmalıdır.

Fırına Giren C mol Sayısı:

Kömürden gelen C miktarı : ( 0,7657 a ) / 12 = 0,0638 a kmol C

Farinden gelen C mol Sayısı: 0,3524 b kmol C

Fırından Çıkan C mol Sayısı :

Bacagazı içindeki C : (0,2975.c)+(0,02.c) = 0,3175 kmol C

Fırına giren ve çıkan C ‘ lar arasında madde denkliği kurulursa ;

0,0638 a + 0,096 b = 0,0897 c

Oksijen Denkliği:

Hava ve farin içindeki karbonatlardan oksijen gelmektedir. Havadan gelen O2’ yi hesaplamak için sisteme giren hava mol sayısı hesaplanmalıdır . Fırın gazı içindeki N2

Hammaddenin Yapısındaki Uçucu Olmayan Oksitler

(mol)CO2 -SiO2 13,02Al2O3 3,33Fe2O3 2,31CaO 44,15MgO 0,89SO3 -TOPLAM 63,7

Kömür Mol Yüzdesi Mol yüzdesi / MA Teorik O2C 76,57 76,57 / 12 =6,37 6,37H 6,58 6,58 / 2 =3,29 1,65S 1,79 1,79 / 32 =0,06 0,06O 0,5 0,5 / 28 = 0,02 -N 5,86 5,86 / 16 = 0,37 -Nem 1,7 1,7 / 18 = 0,09 0,37

27

havadan gelmektedir. Bu durumda sisteme alınan hava mol sayısı oksijen denkliğinden hesaplanmaktadır.

Sisteme giren O2 :

Fırına Giren Hava : ( 0,6655 c ) . 100/79 = 0,842 c kmol hava

Hava ile giren O2 : ( 0,842 c ) . 21/100= 0,177 c kmol O2

Hammadde ile Gelen O2: 0,3524b+0,0046b+0,006b=0,363b kmol O2

Sistem Giren Toplam O2:

( 0,177 c + 0,363 b ) kmol O2

Sistemden Çıkan O2 Miktarı:

Çıkan O2 Kuru Fırın Gazı içinde yer almaktadır.

( 0,2975.c) + (0,035.c ) + (0,01.c) = 0,3425 c kmol O2

Net Hidrojeni Yakmak için Gerekli O2:

a kg kömür içindeki hidrojeni yakmak için harcanan O2: 0,0658 a kmol O2

Kömür içindeki Kükürdü Yakmak için Gerekli O2:

Kömür içindeki kükürt : % 1,79

1 mol kükürt yakmak için 1,5 mol O2 harcanır.

a kg kömür içinde bulunan kükürt mol sayısı = ( 0,0179 a) / 32 = 0,000559 a kmol S

Bu kükürdü SO3 haline kadar yakmak için gerekli O2;

(0,000559 a) . 1,5 = 0,000839 a kmol O 2

Fırından Çıkan Toplam O2:

28

0,000839a+0,0658a+0,3425c kmol O2

O2 Denkliği:

Sisteme Giren Toplam O2 = Sistemden çıkan toplam O2

0,000839a+0,0658a+0,3425c=0,363b+0,177c

0,0666 a – 0,363 b + 0,1655 c = 0

Uçucu Olmayan Oksitler Denkliği:

Uçucu olmayan oksitler , farin ve kömür külünden gelmektedir. Bunların tamamı klinker içinden çıkmaktadır.

Hammadde İçindeki Uçucu Olmayan Oksitler :

( 0,1302+0,0333+0,0231+0,4415+0,0089) b = 0,637 b kg uçucu olmayan oksitler.

Kömür içinde Uçucu Olmayan Oksitler: 0,07 a kg

Uçucu Olmayan Oksitler Denkliği:

0,637 b + 0,07 a = 98,13

Denklemlerin ortak çözümü yapılırsa;

a = 66,0456 kg kömür

b = 146,8066 kg farin

c = 176,2153 kmol kuru fırın gazı elde edilmektedir.

Yapılan hesaplamalar sonucunda 100 kg klinker üretimi için 66,0456 kg kömür, 146,8066 kg farin ihtiyacı ve 176,2153 kmol baca gazı çıkışı saptanmıştır. Bulunan değerler fabrika değerleri ile karşılaştırıldığında sebebi tarafımca tespit edilemeyen büyük bir sapma sözkonusudur.

29

4.2. ENERJİ DENKLİĞİ

Temel: 1 kg klinker

Kömürün rutubeti : % 1,7 0,0116. (100-1,7)/100 = 0,114 kg kömür

1 kg klinker elde etmek için gerekli kuru kömür miktarı =0,114 kg

0,114 . (7 / 100) = 0,008 kg kül / kg klinker

Külün klinker içinde absorbe edildiği kabul edilir. Buna göre farinden elde edilen klinker

1 – 0,008 = 0,992 kg / kg klinker

Farin Kızdırma Kaybı: %36

Kızdırma kaybı öncesi farin miktarı = 0,992/ 1-(36/100) = 1,55 kg farin/ kg klinker

Siklonlarda toz kaybı= %4

Siklonlara giren farin miktarı = 1,55/1-(4/100) = 1,615 kg farin / kg klinker

Farinin yapısındaki H2O = %0,46

Farindeki su miktarı = 1,615. 0,46 / (100-0,46) = 0,008 kg H2O / kg klinker

Kömürün Potansiyel Isısı:

Kömürün brüt kalori değeri = 7300 kcal / kg

Kömürün yanması ile sağlanan ısı = 7300 . 0,114 = 832,2 kcal / kg klinker

30

Hammaddelerdeki Potansiyel Isı:

Kuru hammadde % 0, 05 yanabilir organik C içerir.

0,05 / 100 . 1,615 = 0,0008 kg C / kg klinker

Karbonun kalori değeri = 7828 kcal / kg

Karbonun yanmasıyla elde edilen ısı = 0,0008 . 7828 = 6,26 kcal / kg klinker

Kömür İçin Kütle Denkliği:

Kömürdeki C yüzdesi = 76,57

Oluşacak CO2 miktarı = 0,114. (76,57 / 100) .( 44 / 100) = 0,32 kg CO2

C + ½ O2 CO2

2S + 3O2 2SO3

2H2 + O2 2H2O

0,114. (6.58/100). (36/4) = 0,0675 kg su buharı

0,114. (1.79.100) . (160/64) =0,0051 kg SO3

Yanma için 1 kg klinker başına gereken O2:

0,114 [(76/57).(32/12)+(6,58/100).(32/4)+ (1,79/100).(96/64)]= 0,296 kg

Farindeki % 0,05 organik karbon yanarken;

0,05/100. 32/100. 1,615 = 0,002 kg O2 / kg klinker

0,05/100. 44/12. 1,615 = 0,003 kg CO2 / kg klinker

Kömürdeki O2 yüzdesi =5,86

Kömürden gelen O2 miktarı 0,114. 5.86.100 = 0,0067 kg

Yanma için gerekli teorik O2:

0,296 + 0,002 – 0,0067 = 0,2913 kg O2 / kg klinker

O2 ile giren havadaki N2 miktarı:

0,2913. 79/21 =1,096 kg N2 /kg klinker

Kömürdeki N2 yüzdesi =0,5

31

N2 miktarı = 0,114. 0.5.100 = 0,00057 kg N2 /kg klinker

Aşırı havayla giren O2 ve N2 miktarı :

Fırında %25 aşırı hava kullanılır

Aşırı havayla giren N2 miktarı: 1,096. 25/100 =0,274 kg N2 /kg klinker

Aşırı havayla giren O2 miktarı: 0,274. 21/79 =0,073 kg O2 /kg klinker

1 kg kuru havada yaklaşık olarak 0,05 kg su buharı bulunur

Fırına giren toplam hava: ( O2yle giren N2 miktarı + teorik O2 miktarı ) + ((O2 + N2) miktarı . 25/100)

=(1,096 + 0,2913 ) + ( 1,096 + 29,13) . 25/100 = 1,734 kg hava / kg klinker

Hava ile sisteme beslenen H2O: 1,734. 0,005 = 0,0087 kg H20 / kg klinker

Farin kızdırma kaybı, karbonatların CO2 oluşturmasından kaynaklanır.Kızdırma kaybıyla oluşan CO2 miktarı = 1,55 . 36/100 =0,558 kg CO2 / kg klinker

Soğutucu Çıkış Gazları:

Soğutucudan 43 kN m3 / st hava çıkmaktadır

1 m3 hava 1,293 kN m3 tür.

43000 N m3 . 1,293 kg /m3 = 56000 kg /st . 1 st/60 dk = 933 kg /dk

1 saatte 65 ton klinker üretilir.

60 dk/65000 kg =0,009 dk / klinker

Soğutucudan çıkan hava miktarı = 933 kg hava / dk . 0,0009 dk /kg klinker = 0,84 kg hava / kg klinker

Soğutucudan çıkan havanın içerdiği spesifik ısı : (250 oC ;Cp hava = 0,2425)

Q = 0,84 . 0,2435 . (250-20) = 46,83 kcal /kg klinker

Yakma havasının spesifik ısısı :

(Yakma havası + hava fazlalığı + soğutucu atık havası ) =1,734 + 0,84 =2,574 kg

Q = (25-20 ). 2,574 . 0,24 =3,089 kcal / kg klinker

32

Hammadde spesifik ısısı :

Farin giriş sıcaklığı = 50 oC farin Cp değeri 0,2

Qhammadde = 1,615. 0,2. (50-20) =9,69 kcal / kg klinker

Fırın girişinde ısı içeriği :

H2O miktarı: Beslemeden gelen miktar = 0,008 kg

Kömür beslemesiyle gelen miktar = 0,002 kg

Kömürün yanmasıyla oluşan miktar = 0,0675 kg

Havayla sisteme giren = 0,0087 kg

Toplam = 0,0862 kg

CO2 miktarı: Farinden gelen = 0,56 kg

Kömürün yanmasıyla oluşan = 0,32 kg

Toplam = 0,88 kg

N2 miktarı: Kömürden gelen = 0,0006 kg

Yanma havasından gelen = 1,096 kg

Fazla havadan gelen 0,274 kg

Toplam = 1,3706 kg

Kömürün Yanmasıyla oluşan SO3 = 0,051 kg

Fazla havadan gelen O2 = 0,073 kg

Sisteme giren farin miktarı 1,615 kg farin / kg klinker,

Toz kaybı = 0,0646 kg farin / kg klinker

Farin kızdırma kaybı = 0,56 kg farin / kg klinker

Fırına beslenen kömür miktarı = 0,116 kg kömür /kg klinker

Kömürdeki nem kaybı = 0,002 kg kömür /kg klinker

Kömürdeki kül kaybı = 0,008 kg kömür /kg klinker

33

Klinkerin Spesifik Isısı :

Klinkerin soğutucudan çıkış sıcaklığı: 100oC ve bu sıcaklıktaki Cp değeri: 0,186

Spesifik ısısı = 1. 0,186. (100 - 20) = 14,88 kcal / kg

Teorik Reaksiyon Isısı :

QT = 2,22A + 6,48Mc + 7,646 Cc – 5,116S -0,59F

QT = Teorik ısı ( kcal / kg klinker)

A: 100 gr klinkerdeki AL2O3 =5,36 gr

Mc: 100 gr klinkerdeki MgO = 1,41 gr

Cc: 100 gr klinkerdeki CaO = 66,52 gr

S: SiO2 yüzdesi = 21,18

F: Fe2O3 ve Mn2O3 yüzdesi = 3,66

QT = 2,22.5,36 + 6,48.1,41 + 7,647.66,52 – 5,116.21,18 – 0,59.3,66 = 419,132 kcal /kg Klinker

Sistemdeki suyu buharlaştırmak için gerekli ısı :

Sistemdeki suyun 20 oC de buharlaştığını varsayalım.

Suyun 20 oC de buharlaşma ısısı =586 kcal / kg

Beslemeyle sisteme giren suyu buharlaştırmak için gerekli ısı =586. 0,0008 = 4,688 kcal

Kömürün nemini gidermek için gerekli ısı = 586. 0,002 = 1,172 kcal

Yanma tepkimesi sonucu oluşan suyu gidermek için gerekli ısı = 586. 0,0671 = 39,555 kcal

Toplam = 45,415 kcal

Toz kaybıyla sistemi terk eden ısı :

Toz kaybının 400 oCdeki Cp değeri :0,23

Q toz kaybı : 0,0646. 0,23. ( 400 – 20 ) = 5,65 kcal / kg

34

Siklondan çıkan gazlarla birlikte sistemi terk eden ısı miktarı :

Siklon çıkışında sıcaklık 400 oC de

400 oC deki gazların Cp değerleri : H20 :0,463 , CO2 : 0,238 , SO3 :0,157 , N2 : 0,252 , O2 : 0,23

H2O için = 0,0862 . 0,463 ( 400- 20 ) = 15,166

CO2 için =0,0881 . 0,238 ( 400- 20 ) = 79,678

SO3 için = 0,051 . 0,157 ( 400- 20 ) = 3,043

N2 için = 1,3706 . 0,252( 400- 20 ) = 131,249

O2 için 0,073 . 0,23 ( 400- 20 ) = 6,380

Toplam = 235,516 kcal / kg klinker

Yanma tam olmamasından kaynaklanan ısı kaybı

Aşırı havayla giren O2: 0,073 kg O2 / kg klinker

CO giderildikten sonra O2 miktarı = % 3,49

CO ile birleşecek O2 miktarı =0,073. ( 3,5 – 3,49)/3,49 =1,171 kg CO

Karbonun yanarak CO2 yerine CO meydana gelmesinden dolayı oluşan ısı kaybı : 2,417 kcal / kg CO

Yanmanın tam olmamasından kaynaklanan ısı kaybı

Q = 1,171 kg CO /kg klinker. 2,417 =2,83 kcal /kg klinker

ISIL DENGE

Giren ısıkcal/kg klinker

Kömürün yanmasıyla oluşan ısı 832,2Kömürün spesifik ısısı 0Farinin spesifik ısısı 9,69

Farindeki organik maddenin yanmasıyla oluşan ısı 6,26

35

Havanın spesifik ısısı 3,089Toplam: 851,239

5. SONUÇ

Çimsa Eskişehir Çimento Fabrikasında yapmış olduğum staj sonucunda elde ettiğim

bilgi ve verileri raporumda ayrıntıları ile sunmaya çalıştım.

Genel olarak bakıldığında çimento üretiminde uygulanan işlemler kısaca; Hammadde

hazırlama, farin öğütme ve homojenizasyon, pişirme, çimento öğütme ve paketlemeden

oluşmaktadır. Üretilen çimentonun, istenilen ürün çeşidi formunda müşterinin sunumuna

hazırlanması şeklindedir.

Edindiğim gözlemler sonucu; fabrikanın üretimde gelişmiş son teknolojiyi yakından

takip ettiğini söyleyebilirim.

Çimsa Eskişehir Çimento Fabrikasında yapmış olduğum stajımı hem ilerideki çalışma

hayatımda bana büyük tecrübe kazandıracak deneyimler ve bilgiler edinerek, hem de ast üst

ilişkilerini gözlemlemiş olarak tamamlamış bulunmaktayım. Burada edindiğim tecrübelerin

mesleki hayatımda faydalı olacağı düşüncesi içerisindeyim.

Çıkan ısı kcal/kg klinker

Teorik reaksiyon ısısı 419,132Farindeki suyun giderilmesi 4,688Kömür neminin giderilmesi 1,172

Yanma sonucu oluşan suyun giderilmesi 39,555

Siklondan çıkan gazların spesifik ısısı 235,516Soğutucudan çıkan gazların spesifik ısısı 46,83Klinker spesifik ısısı 14,88

Kaynağı saptanamayan ısı kayıpları 80,986Tozdan kaynaklanan kayıplar 5,65Yanmanın tam olmamasından kaynaklanan kayıplar 2,83Toplam: 851,239

36

6. KAYNAKLAR

*Kuleli, Ö., Çimento Mühendisliği El Kitabı, TÇMB, 2010, Ankara

*http://www.cimsa.com.tr ( 26.02.2011)

*ÇİMSA Çimento Fabrikası Dökümanları

*Türker, P.,Ertün, T., Çimento Kimyası, TÇMB, 2007, Ankara

37