BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIMLARIN ÜRETİMİNDE OPTİMUM TESİS TASARIMI

BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIMLARIN ÜRETİMİNDE OPTİMUM TESİS TASARIMI

Baha Vural KÖKMehmet YILMAZİlyas TURHAN

Baha Vural KÖKMehmet YILMAZİlyas TURHAN

ÖZET

• BSK’ların performansını artırmak için kullanılacak katkılara ait ekonomik analizlerin yanı sıra yapılması gereken bir başka analiz ise BSK üreticilerini yakından ilgilendiren tesis maliyetleridir. Üretilecek miktara göre en uygun tesisin tespit edilmesi BSK üretimi için ileriye dönük hedeflerin belirlenebilmesinde çok önemli olacaktır. Bu çalışmada, agrega ve daha sonrasında bitümlü sıcak karışım üretimi ele alınmış, bu süreçlerde kullanılan ekipmanlar hakkında bilgiler verilmiştir. Çeşitli kapasitelerde olan çok çeşitli kırıcıların agreganın değişen aşınma değerlerine ve farklı üretim miktarlarına ve plent tiplerine göre hangi dizilimle kullanılmalarının ekonomik olacağı binlerce alternatif arasından bilgisayar programı ile tespit edilmiştir.

GİRİŞ

• Ulaşımın %95’inin karayolu ile yapıldığı ülkemizde 65382 km yol ağı bulunmakta bunun 46462 km’si sathi kaplama 15277 km’si ise bitümlü sıcak karışım olarak yapılmaktadır. Bitümlü sıcak karışım kaplamalı yol uzunluğunun artırılabilmesi üretimin her aşamasında yapılacak olan ekonomik analizleri gerektirmektedir.

• Bitümlü sıcak karışımların üretimi için önce uygun vasıfta agregaların temin edilmesi gerekmektedir.

• Bu amaçla taş ocaklarından çıkarılan uygun büyüklükteki kayalar konkasör tesislerinde kırılarak agrega üretilir

KONKASÖRLER

• Primer konkasörler

Kırıcıları genellikle çeneli ve darbeli kırıcılar olan konkasörlerdir. Çeneli kırıcılar malzemeyi biri sabit diğeri hareketli iki çenesi arasında sıkıştırarak kıran en çok kullanılan eski bir kırıcı tipidir.

• Sekonder konkasörler

Kırıcıları genellikle konik, düşey milli kırıcılar, dik milli kırıcılar, kübikser ve tersiyer tipte olan konkasörlerdir. Primer darbeli kırıcılara yardımcı kırıcı olarak kullanılan bu kırıcılar, konkasör kapasitesini arttırmak, kırılacak malzemeyi istenen granülometriye getirebilmek ve ara agrega zayiatını önlemek için kullanılır.

• Konik kırıcılar

Genellikle sekonder ve tersiyer konkasör olarak kullanırlar. Değirmen tipi konkasörler diye de adlandırılırlar. Ortada eksantrik hareket eden hareketli konik bir çene ile bunun dışında şasiye monte edilmiş sabit bir çeneden oluşmuşlardır

KONKASÖRLER

• Dik milli kırıcılar

İnce malzeme üretmek amacıyla, sekonder kırıcı olarak kullanılır. Kırıcı, yüksek devirde ve dik dönen rotor üzerindeki çekiçler tarafından fırlatılan malzemeyi, makine gövdesinde yer alan özel alaşımlı bloklara, oradan da diğer aşınma parçalarına çarptırarak kırma olayını gerçekleştirir

• Kübikser kırıcılar

Primer çeneli kırıcı gibi çalışır. Agrega çapını küçültmek için kullanılır.

• Düşey milli kırıcılar

Agrega yapısı sert olan (Los Angeles aşınma değeri <%20) dere veya taş ocaklarında malzemeyi inceltmek ve kapasiteyi arttırmak için kullanılırlar.

• Tersiyer kırıcılar

Genellikle geri dönüşte (elek üzerinde kalan ve tekrar primer kırıcıya gönderilecek olan) kullanılır. Çene içerisindeki rotor ile cidar arasına malzemenin sıkıştırılması yoluyla kırma işlemi gerçekleştirilir.

ASFALT PLENTLERİ ve BSK ÜRETİMİ

• En hassas ve en iyi sonuç, harman tipi plentlerden sağlanır. Harman tipi plentler, mikserinin kapasitesi kadar karışım malzemesini üzerine alıp bunu belli süre karıştırarak boşaltan ve sonraki karışıma hazırlık yapan ünitelerdir. Bu tip plentlerde dizaynda yüksek başarı ancak mikser kapasitelerinin sınırlı olması nedeniyle üretimde düşük kapasite elde edilir

• Agregalar ilk önce primer kırıcı olarak adlandırılan farklı kapasitelerdeki çeneli yada darbeli kırıcılarda kırılmakta daha sonra birbirini takip eden sekonder kırıcılardan geçmektedir. Bitüm ve agreganın buluştuğu plentler ise farklı kapasitelerdeki harman tipi mobil ve yarı mobil tiplerine göre farklılık arz etmektedir. Şekil 1’de agrega üretilmesinden itibaren BSK üretiminin akış şeması verilmiştir.

Şekil1 BSK üretimi akış şeması.

EKONOMİK ANALİZ

• Kapasitesi artan makinelerin yatırım maliyetleri artarken işletme maliyetleri azalabilmektedir.

• Bunun yanı sıra kırılacak olan agreganın sertliği seçilecek olan kırıcıların tipini, üretim miktarını, kırıcılar dizisinin sıralamasını ve işletme maliyetlerini etkilemektedir.

• Üretilecek olan BSK miktarı da seçilecek makine tertibatını etkilemektedir. Çalışmada BSK üretiminin yılın 240 günü (1 sezon) yapılabileceği plentlerin de günde 20 saat çalışacakları göz önüne alınmıştır. 1,5 milyon ton üretime kadar 1 sezon, 2,5 milyon ton üretime kadar 2 sezon, 2,5 milyon ton ve daha üstü üretim için 3 sezon plentin çalışma süresi olarak ele alınmıştır.

• Kırıcı ve plentin, kapasitelerine göre (agrega LosAngeles aşınma değerleri %10-20 , %20-30 ve %30-40 aralığı için), yatırım, bakım ve işletme maliyetleri

• Hesaplamalarda konkasörlerde ve plentte çalışacak işçi sayısına göre saatlik işçilik masrafları da dikkate alınmıştır.

Şekil 2 Program akış şeması.

Şekil 3 Üretim miktarı – toplam maliyet ilişkisi.

Şekil 4 Agrega aşınması - toplam maliyet ilişkisi.

Şekil 5 Üretim miktarı-birim maliyet ilişkisi.

SONUÇ

• Bu çalışmada, çeşitli kapasitelerde olan çok çeşitli kırıcıların agreganın değişen aşınma değerlerine ve farklı üretim miktarlarına göre hangi dizilimle kullanılmalarının ekonomik olacağı bilgisayar programı ile tespit edilmiştir.

• Agrega üretiminde primer kırıcı olarak sert agregalarda çeneli kırıcının orta ve yumuşak agregalarda darbeli kırıcının, birinci sekonder kırıcı olarak genellikle dik milli ve düşey kırıcıların, ikinci sekonder kırıcı olarak ise sert agrega için tersiyerin orta ve yumuşak agrega için ise kübikserin ekonomik olduğu tespit edilmiştir. Plent olarak yarı mobil ve mobil asfalt plentlerinin hiç bir tipi program çıktısında yer almamış en ekonomik plent 200 ton/saat ve 240 ton/saat kapasiteli sabit tip asfalt plentinin olduğu tespit edilmiştir.

• Bitümlü sıcak karışım üretim miktarı ile toplam maliyet arasındaki ilişkinin lineer olduğu, üretimin 500 bin tondan 3 milyon tona yani 6 kat artmasının toplam maliyetleri 2 ile 1,6 kat arasında artırdığı, özellikle üretim miktarının artması ile sert agrega içeren karışım maliyetlerindeki artışın daha fazla olduğu, buna karşın üretim miktarları artarken birim maliyetlerin 2,9 ile3,7 kat arasında azaldığı tespit edilmiştir.