chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · web viewt.c. yÜzÜncÜ...

62
T.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ CAM ÜRETİMİ HAZIRLAYAN Müge YAYLA DANIŞMAN Yrd. Doç. Dr. Suha Orçun MERT

Upload: others

Post on 28-Dec-2019

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

T.C.

YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ

KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

CAM ÜRETİMİ

HAZIRLAYAN

Müge YAYLA

DANIŞMAN

Yrd. Doç. Dr. Suha Orçun MERT

VAN

2013

Page 2: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

ÖZET

Cam nedir? Bu soruya pek çok farklı tanımla cevap aranmıştır. Cama sadece,

“Kırılgan, sert, parlak ve şeffaf bir malzemedir.” demek yeterli değildir. Daha detaylı bir

tanımlama yapmak gerekirse şu şekilde bir anlatım yerinde olacaktır. Cam yüksek sıcaklıkta

eriyik hâlden hızlı bir biçimde oda sıcaklığına soğutulan ve bu esnada kristalleşme

göstermeyen amorf (yarı düzenli yapıda ) bir malzemedir. Cam genelde silisyum asidi; alkali

veya toprak alkalili oksitler ve az bir oranda da renk verici oksitlerin karışımından meydana

gelir. Cam kumu, soda veya potas, kireç ve renk verici veya ağartıcı maddelerden oluşan

karışımın uygun koşullarda eritilmesiyle elde edilir.

Bu çalışmada, camın tarihi, kimyasal yapısı, üretimi ve üretim prosesleri, çeşitleri ve

ekonomisi hakkında bilgi verilmektedir.

i

Page 3: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

ABSTRACT

What is the glass? This question is investigated number of answer. Glass is not only

a material that fragile, hard, light and transparent. If it is necessary more comprehensive

description for the glass, this description will be true. The glass is material that is quickly

cooled to room temperature from high temperature melt and this time, this amorphous

material is not crystallized. The glass is generally occurred by compound silicon acid,

alkaline oxides or alkaline earth oxides and coloring oxides at the less rate. The glass sand is

obtained by suitable melt of compound from soda or potash, lime and coloring or bleaching

agents.

In this study, it is given information about date of glass, Chemical Structure,

Production and manufacturing processes, Variety and the Economy.

ii

Page 4: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

ÖNSÖZ

Hazırlanan bu raporda camın ham maddeden ürüne kadar geçen zamanda nasıl ve

hangi işlemlerden geçerek üretildiği ve üretim sürecinde ne gibi değişiklikler yapılabileceği

analiz edilmiştir. Bu çalışmada, camın tarihi, kimyasal yapısı, üretimi ve üretim prosesleri,

çeşitleri ve ekonomisi hakkında bilgi verilmektedir.

Çalışmalarım sırasında yanımda olan maddi ve manevi yardımlarını benden

esirgemeyen aileme ve arkadaşlarıma teşekkürü bir borç bilirim.

Rapor çalışmam süresince danışmanlığımı yaparak beni yönlendiren Yrd. Doç. Dr.

Suha Orçun MERT ‘ e teşekkür ederim.

Aralık 2013 Müge YAYLA

iii

Page 5: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

İÇİNDEKİLER ÖZET ................................................................................................................................iABSTRACT.......................................................................................................................iiÖNSÖZ .............................................................................................................................iiiİÇİNDEKİLER ...................................................................................................................ivŞEKİL LİSTESİ .................................................................................................................viiTABLO LİSTESİ ...............................................................................................................viiGİRİŞ ................................................................................................................................1 1. CAMIN TABİATI ...........................................................................................................1 1.1 Camın Tarihçesi .................................................................................................1 1.2.Cama Giriş ..........................................................................................................2 1.3. Camın Özellikleri ...............................................................................................5

1.3.1. Esnemeye Karşı Direnç ..............................................................................5

1.3.2. Işık Geçirgenliği ..........................................................................................5

1.3.3. Sıcaklı Değişimlerine Karşı Direnç ............................................................5 1.3.4. Kimyasal Etkiye Karşı Direnç.....................................................................5 1.3.5. Aşınma Direnci ............................................................................................6

1.3.6. Işığı Kırması ya da Yansıtması ..................................................................6 1.3.7. Optik Özellikler ............................................................................................6

1.3.8. Elektriksel Özellikler ...................................................................................7

1.3.9. Kimyasal Özellikler .....................................................................................8

1.3.10. Isıl Özellikler ..............................................................................................8

1.3.11. Mekanik Özellikler .....................................................................................82. CAM ÜRETİMİ ..............................................................................................................8 2.1. Camın yapısı ......................................................................................................9 2.2. Sıvıların Viskozite Ve Sıcaklık Değişimleri .....................................................10 2.3. Camın Oluşumu ................................................................................................11

3.CAM’IN ÜRETİMİ VE PROSESLERİ.............................................................................11 3.1.Ana Bileşenlerin Hazırlanması .........................................................................11 3.2. Ergitme...............................................................................................................12

3.2.1 Fırın Tipleri....................................................................................................12 3.2.1.1 Havuz Fırın..............................................................................................12 3.2.1.2 Polatlı Fırın..............................................................................................13 3.2.2 Erimiş Camın Özellikleri...............................................................................14

3.3.Biçimlendirme......................................................................................................15

3.3.1. Üfleme (Şişirme) Yöntemi............................................................................15

3.3.2.Dökme-Silindirleme Yöntemi .......................................................................15

3.3.3. Çekme Yöntemi ............................................................................................16

3.3.4. Fourcault Yöntemi .......................................................................................16 iv

Page 6: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

3.3.5. Libbey-Owens Yöntemi ...............................................................................18

3.3.6. Pittsburg Yöntemi ........................................................................................18

3.3.7. Float (Yüzdürme) Yöntemi ..........................................................................19 3.3.7.1 Harman .....................................................................................................20

3.3.7.2. Cam Kırığı.................................................................................................20

3.3.7.3. Cam Ergitme Fırını...................................................................................20

3.3.7.4.Kontrollü Atmosfer...................................................................................21

3.3.7.5. Sıvı Kalay..................................................................................................21

3.3.7.6. Float Banyosu..........................................................................................21

3.3.7.7. Cam Soğutma Fırını ................................................................................21 3.3.7.8. Kesme Koparma .....................................................................................21

3.3.7.9. Otomatik İstifleme....................................................................................21

3.3.7.10. Ambar ....................................................................................................21 3.3.7.11. Nakliye....................................................................................................22

3.3.8. Presleme Yöntemi..........................................................................................22

3.3.9.Lif Haline Getirme Yöntemi ...........................................................................22

3.3.10.Köpük Haline Getirme Yöntemi ..................................................................23 3.4.Tavlama ................................................................................................................23

3.5. İşleme ...................................................................................................................24

3.5.1.Kesim işlemi....................................................................................................24

3.6.Temperleme ..........................................................................................................24 3.7.Rodajlama .............................................................................................................24 3.8. Renklendirme ......................................................................................................25 3.9. Asit ve kumlama .................................................................................................25

3.10. Bombeli Temper ...............................................................................................25

4. CAM SEKTÖRÜNÜN YAPISAL VE EKONOMİK ÖZELLİKLERİ................................26 4.1. Yapısal Özellikleri................................................................................................27 4.1.1. İzabe Teknolojisine Dayalı Enerji-Yoğun Bir Üretim Olması.....................27 4.1.2. Hammadde Yoğun Üretim Yapısı.................................................................27 4.1.3. Kesintisiz Üretim Göstermesi.......................................................................27 4.1.4. Sürekli Yatırım İhtiyacı..................................................................................28 4.1.5. Çeşitli Maddelerin Elde Edilmesinde Kullanımı..........................................28 4.1.6. Teknolojik Gelişme Etkisinin Yüksekliği.....................................................29 4.2. Ekonomik Özellikler.............................................................................................30 4.2.1. Ölçek Ekonomisine Bağımlılığı.....................................................................30 4.2.2. Dikey Entegrasyon Zorunluluğu...................................................................32 4.2.3. İlk Yatırım Maliyetinin Yüksekliği.............................................................32 4.2.4. Başabaş Noktasının Yüksekliği.....................................................................33 4.2.5. Sektörün İleriye ve Geriye Doğru Bağları.....................................................34

v

Page 7: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

4.2.6. Tekelci ve Oligopolistik Yapısı......................................................................35 4.2.7. Küresel Özelliği.........................................................................................35 4.2.8. Sektör ve Çevre İlişkisi...................................................................................36 5. TARTIŞMA.............................................................................................................. 376. KAYNAKLAR.......................................................................................................... 38

vi

Page 8: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Şekil Listesi

Şekil 1.1 Ayna Camı ........................................................................................................3

Şekil 1.2 Pencere Camı ...................................................................................................3

Şekil 1.3. Gözlük Camı ....................................................................................................4Şekil 1.4. Cam sigorta .....................................................................................................7

Şekil 2.1. Sıvıların Viskozite İlişkisi ...............................................................................10

Şekil 2.2. Dört Sıvı Arasındaki Viskozite İlişkisi ...........................................................10

Şekil 3.1. Pencere camı için kullanılan havuz tipi fırının şematik görünümü ...........13

Şekil 3.2. Potalı fırının şematik olarak görüntüsü ........................................................13

Şekil 3.3. Camlaşma özelliği gösteren bir malzemenin hacim-sıcaklık ilişkisi .........14

Şekil 3.4. Dökme Silindirleme yöntemi ile cam üretimi ...............................................15

Şekil 3.5. Çekme yöntemi ile cam çekme .....................................................................16

Şekil 3.6. Fourcault Yöntemi ile cam üretiminin başlangıcı ........................................17

Şekil 3.7. Libbey-Owens yöntemi ile çekme .................................................................18

Şekil 3.8. Pittsbourg yöntemi ile çekme .......................................................................19

Şekil 3.9. Yüzdürme yöntemi ile cam üretimi ...............................................................20

Şekil 3.10. Presleme yöntemi ile cam üretim ...............................................................22

Şekil 3.11. Köpük haline getirme yöntemi ....................................................................23Şekil 4.1 Camın arz talep grafiği.....................................................................................30Şekil 4.2.Talep ve Kurulu Kapasitenin, İthalat Varken, Zaman İçinde gelişimi..........31Şekil 4.3. Basit bir başabaş noktası grafiği...................................................................33

vii

Page 9: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Tablo Listesi

Tablo 1.1 Ayna Camı .......................................................................................................3

Tablo 1.2 Pencere Camı .................................................................................................3

Tablo 1.3. Gözlük Camı ..................................................................................................4Tablo 1.4. Cam sigorta ...................................................................................................7

Tablo 2.1. Sıvıların Viskozite İlişkisi ..............................................................................10

viii

Page 10: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

GİRİŞ

Camın çeşitli kullanım alanları, aynı zamanda bu kullanım alanlarında gereksinim

duyulan nitelikler anlatılacaktır. Ayrıca camın bu nitelikleri; fiziksel ve kimyasal özelliklerini

belirten terimlerle incelenecek ve bazı ürünlerin üretim rakamları ve tahminlerle birlikte cam

sanayindeki üretim metotları kısaca ele alınacaktır.

1. CAMIN TABİATI

1.1 Camın Tarihçesi

Doğal cam dünya üzerinde zaten var olan bir maddedir. Bu maddeler yanar dağ

patlamaları, şimşek çakması ya da meteor düşmesi sonunda eriyen kayaların ani soğuması

sonucu oluşmuştur. Taş devrinden kalan bazı aletlere bakıldığında o dönemden itibaren

camın kulla-nılmaya başlandığını görmek mümkündür. Antik Roma tarihçisi Pliny (MS 23-79)

o dönem taş ticareti yapan tacirlerin MÖ 5000 yıllarında Suriye tarafında camı tesadüfen

keşfettiklerini söyler. Cam insanoğlunun keşfettiği ve ürettiği en eski maddelerden biridir.

Şimdiye değin arkeolojik kazılarda bulunan en eski cam ürün M.Ö. 5500 yıllarına ait olup,

Mısır'da bulunmuştur. Daha sonraki asır ve yüzyıllara ait bulgular ise bir hayli fazladır,

örneğin Mısır'da Firavun Amenotop'un cam gözü.(M.Ö.4000)Ancak daha sonralarına

özellikle M.Ö.1500 yıllarına ait Mısır'daki bulgular bir hayli fazladır; bu dönemde cam sanatı

Mısır'da muhtemelen en parlak devrini yaşamıştır. Daha o devirlerde Mısır’da dekorasyonda

kesme taşı, perdah taşı ve cam kullanılmakta ve cam iplik sarma tekniği bilinmekteydi. Bu

teknik daha sonraları Venedik’te yeniden keşfedilmiş ve en parlak dönemini yaşamıştır.

Mısır’a komşu olan Babil'de de cam sanatı oldukça ileriydi. Bulunan Babil'e ait bir kil tablanın

üzerine bilinen ilk cam reçetesi kazınmıştır: 60 ölçü kum,180 ölçü alg ve deniz yosunu külü, 5

ölçü güherçile ve 3 ölçü tebeşir (kireçtaşı). Yapılan kazılardan camı ilk keşfedenlerin

Asurlular olabilecekleri görülmektedir. Cam yapımı ya fayans endüstrisinin gelişmesi

sonucunda, ya da doğal olarak ortaya çıkmış olmalıdır. Arkeolojik buluntular, glazür ve

fayansın ve bazı cam boncukların Ġ.Ö 4.binden itibaren imal edildiğini, cam kapların ise ilk

olarak Ġ.Ö. 2 binin ortalarında kendini gösterdiğini belirtmektedir. Son yıllarda bu konu

üzerine çalışanlar cam malzemenin Mısırdan önce Kuzey Mezopotamya’da özellikle Hurri

Mitanni bölgesinde yapıl-dığını öne sürmektedirler. Birçok yazıtta bize cam yapımını ve cam

yapım reçetesinden bahsetmektedir. [http://www.grafikerler.net/cam-in-tarihcesi-t35725.html]

1

Page 11: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Tabaka halinde cam üretiminde atılan ilk ciddi adım 1905 yılında Belçika’da

Fourcault’un bir tank içinde camı sürekli olarak çektiği sistemi icat etmesidir.

Birinci dünya savaşından sonra diğer bir Belçikalı mühendis Emil Bicheroux,

erimiş camı iki merdane arasında geçirerek tabaka halinde cam elde etmeyi

başarmıştır.

1910 yılında Fransız bilim adamı Edouard Benedictus iki cam tabakası arasına

selülozik bir madde koyarak camı güçlendirmeyi başarmış ve bu buluşuna “triplex”

adı ile patent almıştır.

Camın tabaka haline getirilmesi ile ilgili önemli bir buluş İkinci Dünya Savaşından

sonra İngiltere’de Pilkington Kardeşler tarafından gerçekleştirilmiştir. Bu yöntemde

erimiş cam erimiş kalay üzerine dökülmüş ve çekilmeden önce yayılarak

düzlenmiştir. 1959 yılında yapılan bu buluş cam konusunda atılan adımların sonu

olmamıştır. Bu konuda yapılan çalışmalar sürekli olarak devam etmektedir.

1.2.Cama Giriş

Cam denildiğinde ilk olarak aşağıdaki maddeler akla gelmektedir.

İçecek içmek için kullandığımız bir gereç (Bardak)

İçinde kendi görüntümüzü gördüğümüz bir gereç (Ayna)

Bir yandan öbür yana bakılan bir gereç (Pencere camı)

Görme kusurlarını düzeltmek için kullanılan bir alet(Gözlük camı)

Yukarıda verilen dört örnekten içmek için kullandığımız bardak değerlendirilecek olursa

camın niteliği için aşağıdaki şeyleri söylemek mümkündür.

Sert olmalıdır

İçindeki içeceği kirletmemeli ya da içecek tarafından eritilmemelidir

Tekrar tekrar yıkanabilmelidir

Rahat içime uygun yapıda olmalıdır.

Peki, ayna yapımında kullanılacak bir camda aranan nitelikler nelerdir?

Görüntüsünün netliği iyi olmalıdır

Sırın cam yüzeyine yapışma kabiliyeti iyi olmalıdır. Yani ayna kaplaması

kullanım esnasında pul pul kalkmamalı, silinmemelidir. Banyolarda kullanılan

aynalar nemli havaya karşı dayanıklı olmalıdır.

2

Page 12: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Şekil 1.1 Ayna Camı

Benzeri şekilde pencere camı düşünülecek olursa

Kış ve yaz mevsimleri arasındaki sıcaklık değişimlerinin etkisine dayanmalı

Yağmurun etkisine dayanmalı

Şiddetli rüzgârlara çatlamaksızın direnç göstermeli

Işığı geçirmeli

Genelde her açıdan bakıldığında diğer taraf net olarak görülebilmelidir

Şekil 1.2 Pencere Camı

Ve son olarak gözlük camı

3

Page 13: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Bir taraftan bakıldığında diğer tarafı rahatlıkla görmemizi sağlamalı

Tekrar tekrar temizlenmesi kolay olmalı

Görme kusurlarına düzeltme kabiliyeti olmalıdır. Bu özellik ışı kırması veya

yansıtması ile sağlanmalıdır.

Şekil 1.3. Gözlük Camı

Tabi bunun yanında camın olumsuz niteliklerinin asla unutulmaması gerekir.

Cam kırılır. Kırılma çoğunlukla aşırı kuvvette bir darbeye maruz kalması ile ya

da ısı etkisi ile olur.

Cam çoğunlukla, en az suyun iki buçuk katı kadar ağırdır.

Camın taşıtlarda, inşaatlarda, ev eşyalarında, tıpta, yiyecek ve içecek sektöründe,

mutfak aletlerinde, bilimsel amaçlı, dekorasyon ve sanatsal amaçlı kullanımları mevcuttur.

Nerede kullanıldığına bağlı olarak camın taşıması gereken özellikler değişmektedir.

Bu durumu pencere camı, resim çerçevesi camı, cam masa, cam raf, otomobil ön camı ve

fırın kapağı camı için detaylı inceleyelim.

1.3. Camın Özellikleri

4

Page 14: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

1.3.1. Esnemeye Karşı Direnç

Resim çerçevesinde kullanılacak bir cam için ne pencere camından ne de araba

camından beklenen yüksek rüzgâr basıncına direnç ya da kahve masasından beklenen

yüklere direnç göstermesi gibi özellikler beklenmez. Bu cam kendi ağırlığından dolayı ufak bir

basınç etkisi altındadır. Fırın kapağı için önemli olan unsur ise fırın sıcaklığında şeklini

muhafaza etmesi ve çatlamamasıdır.

1.3.2. Işık Geçirgenliği

Pencere camı, resimlik cam, otomobil ön camı ve fırın kapağı için öncelikli bir

özelliktir. Cam masa üstü ve raflar için bu özellik gerekli olmayabilir.

1.3.3. Sıcaklı Değişimlerine Karşı Direnç

Resimlik camların ya da cam rafların önemli sıcaklık değişimlerine mazur kala-cağı

düşünülemez. Ancak fırın kapağı camının sıcaklık değişimlerine dayanıklı olması gerekir.

Pencere ve otomobil camları iklimlerle ilgili sıcaklık değişikliklerine dayanıklılık göstermelidir.

Masa camı üstüne kaza ile sıcak bir sıvı dökülmedikçe ya da sıcak bir kap üzeri-ne

konulmadıkça sıcaklık değişimlerine dirençli olması gerekmez.

1.3.4. Kimyasal Etkiye Karşı Direnç

Resimlik camın ya da raf camının kimyasal etkiye karşı dayanıklı olması gerekmez. Bu

durum cam masası içinde geçerlidir. Araba ve bina camlarının sık sık tekrarlanan yıkama

işlemlerine dayanması gerekir.

Fırın kapaklarında karşılaşılan temel problem fırın camına yapışan kirlerin

temizlenmesi amacıyla kullanılan kimyasal ve aşındırıcı maddelerdir. Bu yüzden bu

camlarında kimyasal aşınmaya dayanıklı olması gerekir.

1.3.5. Aşınma

5

Page 15: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Özellikler otomobil ön camının fırlayan taşların yaratacağı darbelere karşı kırıl-maya

direnç göstermesi gerekir. Fırın kapaklarında da fırın içine konulan kapların değmesinden

dolayı aşınma riski bulunur.

Pencere camları ve resimli camlarında aşınma yukarıdaki diğer camlar kadar önemli

değildir. Cam masa ve raflar ise kullanıcını dikkatsizliğine bağlı olarak aşınabilir. Ancak bu

gereksinimde bir araba camındaki kadar önemli değildir.

1.3.6. Işığı Kırması ya da Yansıtması

Bu daha çok banyo bölmelerinde, banyo pencerelerinde ve büro kapılarında daha çok

arzulanan bir özelliktir. Yukarıdaki örneklerden de anlaşılacağı gibi benzer özelliklere

gereksinin duyulsa da bu gereksinimin derecesi kullanım ananına göre değişmektedir.

1.3.7. Optik Özellikler

Camın içinden ışığın geçmesi, geçirgenlik olarak bilinir. Pencere camları için gerekli

bir özelliktir. Camın bir tarafından bakıldığında diğer taraftaki cisimler net olarak görülebiliyor

ise, bu özellikteki cama “saydam cam” denir. Eğer ışık geçirildiği halde cisimler net olarak

görülemezse, bu özellikteki cama “yarı saydam cam” denir. Işığın bir yüzeyden geri dönmesi,

“yansıma” olarak bilinir. Yansıma, cam kullanımında önemli bir optik özelliktir ve özellikler

aynalar ve dekoratif camlar için önemlidir Işığın cam tarafından emilmesi diğer önemli bir

optik özelliktir. Yansımanın hiç olmadığı farz edildiğinde gelen ışığın ancak bir kısmı camın

diğer tarafına geçirilebiliyorsa bu durumda ışığın geri kalan kısmı cam tarafından emilmiştir.

Özellikle Şampanya, bira ve bazı renkli ilaç Şişeleri cam tarafından ışığın emildiği şişelerdir.

Kırılma yani ışığın sapması cam için dördüncü önemli optik özelliğidir. Bu özellikten genellikle

optik aletlerde yararlanılır. En yaygın kullanım alanı gözlüklerdir. Işığın sapma miktarı prizma

ya da merceklerin şeklinin değiştirilmesi ile artırılır.

Aynı zamanda ışığın sapmasını camın kırılma indisinin değiştirilmesi ile artırılması

mümkündür. Camın kırılma indisi onun bileşimi ile ilgili bir büyüklüktür. Camda bulunan

yüksek miktardaki kurşun oksit camın kırılma indisini artırır.

1.3.8. Elektriksel Özellikler

6

Page 16: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Bizim kullandığımız şekli ile cam elektriği iletmez. Bu nedenle camın, yüksek bir

elektriksel dirence sahip olduğu söylenebilir. Çelik telgraf direklerindeki fincanlar,

ampullerimde telin sarılı olduğu parçalar camın elektriksel direncinin kullanıldığı noktalardır.

Şekil 1.4. Cam sigorta

1.3.9. Kimyasal Özellikler

Camın başka maddelerle özellikle gazlar ve sıvılarla reaksiyon verme direnci

kimyasal dayanıklılık olarak adlandırılır. Camın kullanım alanları göz önünde tutulduğunda bu

önemli bir özelliktir. Laboratuvarlarda ya da endüstriyel kimyasal işlemlerde kullanılan

camlarda yüksek dayanıklılığa ihtiyaç vardır. İlaç kapları ve aparatlarında kullanılan camlar

içine konan sıvıların teması ile yaratılan etkilere karşı çok dayanıklı olmalıdır. İklim şartlarına

maruz kalan camlar hasar görebilir. Bu hava etkisine dayanma olarak tanımlanır.

1.3.10. Isıl Özellikler

7

Page 17: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Cam ısı için iyi bir iletken değildir. Bu nedenle camın izolasyon olarak yada düşük ısı

geçirgenliği için en yaygın kullanma şekli; cam elyaf izolasyon yünü ve çift kat pencere

camıdır. Her iki halde de, izolasyon özelliği veren; camların arasındaki mesafe ya da hava

boşluklarıdır. Birçok madde için, ısı ile ilgili önemli bir özellik, ısıl genleşmedir. Isıl genleş-me,

bir madde ısıtıldığında, boyutlarında meydana gelen büyümeyi ifade eder. Bir cam

parçasının bir tarafını ısıtırsanız ya da soğutursanız bir taraf diğer taraftan daha uzun olma

eğilimi gösterecektir. Bu ise camın içinde gerilimler meydana getirecektir.

Gerilimler aşırı olduğu zaman camın kırılmasına sebep olacaktır. Bu ısıl gerilimler

nedeni ile kırılma direnci; TERMİK ŞOK DĠRENCİ olarak adlandırılır. Laboratuvar kapları,

fırın kapları ve ben-zer kaplar için termik şoka dayanıklılığın iyi olması gerekir. Düşük ısıl

genleşme ya da yüksek termik şok direnci bu tip camlarda arzulanan niteliklerdir.

1.3.11. Mekanik Özellikler

Camın fazlaca bir sabit basınca ya da bir raket topu ile ani darbeye maruz kalınca,

kırılmaya karşı göstereceği direnç önemli bir özelliktir. Bu özellik mekanik dayanıklılık olarak

adlandırılır. Diğer önemli bir mekanik özellik; esnemeye karşı gösterilen direnç yani rijitliktir.

Cam üzerinde bulunan bir çizik camında daha kolay kırılmasına sebep olur. Bu açıdan

muhtemel kırılmaları bertaraf etmek için camın yeterli çizilme ya da aşınma direncinin olması

gerekir.

2. CAM ÜRETİMİ

Cam içine konulan hammaddelerin bir bileşimidir. Bu hammaddeler, belli oranlarda

karıştırılır ve fırında 1500ºC üzerine ısıtılır. Hazırlanan cam sonuçta ergimiş ya da sıvı

durumdadır. Çeşitli kontrollü soğutma yöntemleri kullanılarak cama istenen ürün şekli verilir.

Yılda binlerce ton cam kap ve düz cam üretiminin büyük bölümünün mekanize işlemlerle

yapılası gerekmektedir. Birçok cam ürün üretim prosesinden hemen sonra kullanıma

hazırdır. Ancak kurşunlu kristaller ve aydınlatma ampulleri gibi bazı ürünler ikincil bir

işlemden geçirilir.

Cam üretimi için hammadde, yakıt ve nakliye gibi unsurlarında göz önünde

bulundurulması gerekir. Ülkemizdeki milyon tonları bulan cam üretimi için yine yüz binlerce

ton hammaddeye ihtiyaç duyulacaktır. Her yıl yüz binlerce ton hammaddenin tedarik

8

Page 18: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

yerlerinden cam imalatçılarına nakli gerekmektedir. Cam üretimi için gerek duyulan yakıt

oranı 1’e 5 tir. Bu ise ihtiyaç duyulacak yakıt miktarının ne boyutlarda olduğunu gösterir.

Nakliyeler için ihtiyaç duyulan yakıt dikkate alındığında cam endüstrisinin büyük bir enerji

tüketicisi olduğu görülür.

2.1. Camın yapısı

Cam kum, kireç taşı ve soda gibi nispeten yaygın bulunan bileşenlerden üretilir. Bu

bileşenler doğru oranlarda reçetelere göre karıştırılır. Soda-kireç camı olarak adlandırılan bu

camlar, pencere camı ve şişe yapmakta kullanılmaktadır. Camın ne olduğunu anlamak içi,

katı, sıvı ve gaz terimlerine bakmak gerekir.

Her madde moleküllerden yapılmıştır. Bir madde katı halden sıvı hale ya da, sıvı

halden gaz haline dönüştüğü zaman, moleküllerin kendileri değişmez. Sadece hareketlilikleri

ve dizilişi değişir.

Katı bir maddeyi sıvı ya da gaz haline dönüştürmek için maddeyi ısıtmak gerekir. Katı

bir madde ısıtıldığında, enerji alır. Bu enerji, madde moleküllerinin daha hızla titreşmesini

sağlar. Eğer yeterli ısı temin edilirse bazı moleküller, moleküler yapıdan kopmak ve serbest

kalmak için yeterli kuvvetteki titreşime ulaşır. Yani maddenin içinde artık sabit pozisyonda

zapt edilemezler. Sabit pozisyondan kopup dağılmaya Ergime adı verilir.

Daha da ısı verilirse moleküller birbirinden tamamen bağımsız, serbest hale geçme

imkânı bulur ve moleküler yapı tamamen kaybedilir. Bu ise kaynama olarak adlandırılır.

Malzeme katı halde yoğun ve muntazam bir moleküler yapıya sahiptir. Sıvılarda

yoğun bir moleküler yapıya sahiptir fakat bu yapı katılardaki kadar muntazam değildir.

Katılarla karşılaştırıldığında sıvılarda molekül hareketi daha serbesttir. Gazlar yoğun olmayan

moleküler bir yapıya sahiptir; moleküllerin yüksek derecede hareket serbestliği vardır.

2.2. Sıvıların Viskozite Ve Sıcaklık Değişimleri

9

Page 19: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Akmaya karşı gösterilen direnç viskozite olarak adlandırılır. Daha yüksek viskozite,

akmaya karşı gösterilen daha yüksek direnç anlamına gelir. Her ne kadar viskozite için

uluslararası kabul görmüş birimler mevcut ise de camın viskozite birimi olarak POĠSE

kullanılır.

Normal bir sıvının viskozitesi, sıcaklığın artması ile düşer.

Şekil 2.1. Sıvıların Viskozite İlişkisi

Şekil 2.2. Dört Sıvı Arasındaki Viskozite İlişkisi

10

Page 20: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

2.3. Camın Oluşumu

Ergimiş ya da sıvı halde cam yüksek bir viskoziteye sahiptir. 1000ºC’de sıvı haldeki

camın viskozitesi en koyu yağdan daha yüksektir. Böyle bir cam soğutulduğunda, moleküller

sıvı halin moleküler yapı düzeninden katı halin düzgün kristal yapısına geçemez. Çünkü

yüksek viskozite ve ağır molekül hareketleri nedeniyle yeni bir moleküler yapı oluşturabilecek

süreleri yoktur.

Bunun sonucunda sıvı haldeki cam molekülleri, sıvı maddelerin moleküler yapı düzeni

içinde sabit hale geçerler. Camın yapısı sıvı gibi kalmasına rağmen katı madde

görünümündedir.

Cam sıklıkla aşırı soğutulmuş bir sıvı olarak tanımlanır. Camın davranışı katı madde

gibi fakat moleküler yapısı sıvılarınki gibidir. Cam ısıtıldığında viskozite kademeli olarak

düşer, soğutulduğunda ize kademeli olarak yükselir. Bu durum metallerle kıyaslanacak

olursa, metallerin sıvı hale dönüşümü anidir. Camın soğutulması ile viskozitesindeki

kademeli artış cama arzu edilen ürün şeklinin verilmesine fırsat yaratarak diğer metallere

nazaran dana geniş bir çalışma aralığı kazandırır. [Glass Traning LTD., 1993]

3.CAM’IN ÜRETİMİ VE PROSESLERİ

Cam malzeme üretimi sırası ile dört kademeden oluşmaktadır. Bunlar;

Ana bileşenlerin hazırlanması

Ergitme

Biçimlendirme

Tavlama kademeleridir.

3.1.Ana Bileşenlerin Hazırlanması

Camın bileşimine girecek ana maddelerin her şeyden önce yabancı maddelerden

arındırılıp iyi şekilde öğütülmeleri gerekmektedir. Öğütülen ana bileşenler üretilecek camın

türüne göre belirli miktarlarda (camın bileşimine göre) alınıp karıştırıldıktan sonra eritilmek

üzere fırına sevk edilir.

11

Page 21: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

3.2. Ergitme

Cam malzeme üretiminin ikinci kademesi eritmedir. Yüzyıllar boyunca ısıtıldığı zaman

camlaşabilen maddelerin eritilmesi için ile ısıtılan fırınlar kullanılmıştır. Günümüzde ise eritme

işlemi kapasitesi maksimum 2 ton olan krozelerden kapasitesi 1000 ton olan havuz fırınlara

kadar değişebilen farklı yöntem ve olanaklarla yapılmaktadır.

3.2.1 Fırın Tipleri

Cam fabrikaları genelde ya tek tür cam ya da değişik türlerde cam malzeme üre-timi

yaparlar. Tek tür cam üretimi yapan bir fabrikada ürün miktarı önem kazanacağın-dan

kapasitesi yüksek bir fırına gereksinme olacaktır

Değişik türlerde cam üretmesi gereken bir fabrikada ise, cam türleri önem kaza-

nacağından ve her türlü camın da bileşimi farklı olabileceğinden çok sayıda potaya

gereksinme olacaktır. Bu nedenle cam fabrikalarında Havuz fırın veya Potalı fırın olmak

üzere iki ayrı fırın kullanılması gerekmektedir.

3.2.1.1 Havuz Fırın

Çok miktarlarda cam üretilmesi gereken tesislerde kullanılan fırın tipidir. Biçimi yönünden

adeta bir yüzme havuzuna benzediği için havuz fırın denilen bu fırında yaklaşık 800-1000 ton

erimiş cam bulunur. Fırın yüksek miktardaki erimiş camın yapacağı mekanik ve ısıl etkilere

göre tasarlanmış olmalıdır. Fırının tabanı, tabanı ve üstü bu etkilere dayanıklı ateş

tuğlalarından (Silis, alümina, zirkon) oluşturulur. Şekil 3.1.’ de pencere camı için kullanılan

havuz fırın şematik olarak görülmektedir. Camı oluşturan ana maddelerin erime sıcaklığı adi

cam için 1500oC dolayında iken, bu sıcaklık silis camlarında 1700oC‟ın üzerine çıkar.

12

Page 22: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Şekil 3.1. Pencere camı için kullanılan havuz tipi fırının şematik görünümü.

3.2.1.2. Potalı Fırın

Cam türlerinin fazla olduğu, ancak cam miktarlarının az olduğu tesislerde havuz tipi

fırınların kullanılması uygun değildir. Bu nedenle ayrı ayrı cam türlerine ait maddelerin

eritildiği farklı fırınlara gereksinim doğar. Potalı fırınlarda ana bileşen miktarı en fazla 2000 kg

civarındadır. Ancak çok sayıda fırın kullanılan bu üretim süreçlerinde örneğin, Potalı

fırınlarda: potanın birinde renkli cam, diğerinde kurşun camı, ötekinde silis camı üretilebilir.

Pota fırınların; dışı demir, iç kısmı ise ateş tuğlası (silis, alümina, zirkon) kaplı çok sayıda

potadan oluşmaktadır. Şekil 3.2.’ de potalı fırın şematik olarak görülmektedir.

Şekil

3.2.2 Erimiş Camın Özellikleri

13

Page 23: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Erimiş cam hamurunun biçimlendirilme açısından en önemli özelliği onun

viskozitesidir. Camın erimiş halinden camın katı haline kadar viskozitesi değişiklikler gösterir.

Başka bir deyişle cam farklı sıcaklıklarda farklı viskozite değerlerine sahiptir. Viskozitenin

birimi Poise’dir. Camın viskozitesi erime sıcaklığında 102 poise, tavlama sıcaklığında 1014

poise ve cam soğuk durumda ise 1020 poise’dir. Kristal, sıvı ve cam arasındaki ilişkinin daha

iyi anlaşılabilmesi için şekil 3,3’te verilen hacim-sıcaklık arasındaki diyagramın incelenmesi

gerekmektedir. Sıvı faz soğutulurken hacim sürekli ve düzenli olarak küçülür. Sıvının

başlangıçtaki A konumundan itibaren soğuması sırasında hacminde A-B boyunca sürekli bir

küçülme görülür. Eğer ortam da çekirdekler mevcut ise ve soğuma hızı yavaş ise Tm ile temsil

edilen katılaşma noktasında kristallenme başlar. Kristallenmeye B-C aralığındaki hacimsel

küçülme (yoğunluk artışı) eşlik eder ve sıcaklık C-D boyunca düşerken hacimde küçülecektir.

Eğer soğutma hızı yeterince yüksek ise Tm sıcaklığında kristallenme meydana gelmez ve B-

E aralığında aşırı soğumuş sıvı oluşur. Tg ile gösterilen kritik bir sıcaklıkta hacim-sıcaklık

eğrisinin eğiminde önemli bir değişim meydana gelir ve hacimsel değişim olarak kristalin

malzemelere benzerlik gösterir. Tg sıcaklığı “Cam geçiş sıcaklığı” veya “Dönüşüm sıcaklığı “olarak isimlendirilir. Tg sıcaklığına karşılık gelen E noktasının konumu soğuma hızına bağlı

olarak değişir. Bu nedenle E noktası veya Tg sıcaklığını sabit bir nokta olarak değil

“dönüşüm aralığı” olarak tanımlamak daha doğrudur. Malzeme yalnızca Tg sıcaklığının

altındaki sıcaklıklarda cam özelliği taşır. Tg sıcaklığındaki bir viskozite çok yüksek olup

yaklaşık 1013 poise mertebesindedir.

Şekil 3.3. Camlaşma özelliği gösteren bir malzemenin hacim-sıcaklık ilişkisinin

şematik olarak gösterilmesi

3.3.Biçimlendirme

14

Donma SebebiyleBüzülme

Kristalize Yapı

Cam

Aşırı Soğutulmuş Sıvı

Sıvı

Hacim Özellikleri

Sıcaklık

Page 24: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Ana bileşenlerin hazırlanması ve eritme evrelerinden sonra sıra dinlendirilmiş cam

hamurunun biçimlendirilmesine gelir. Ancak adi cam ile yapılacak ürünlerin

biçimlendirilebilmesi için sıcaklığın erime sıcaklığının altına düşürülmesi (≈1100oC) gerekir.

Camın bu sıcaklıkta sahip olduğu viskozite (≈108 poise) “Çalışma sıcaklığı” olarak

adlandırılan bir değerdedir. Cam, sekiz farklı biçimlendirme yöntemi ile biçimlendirilmektedir.

3.3.1. Üfleme (Şişirme) Yöntemi

Bu yöntem, biçimlendirme yöntemleri içinde en eski olanlarından birisidir. Bu

yöntemde bir demir boru ile cam fırınından alınan cam hamurun iki parçalı bir kalıp içine

üflenmesi suretiyle biçim verilir. Bu işlem cam hamurunun iki parçalı kalıp içine üflemesi ile

yapılabileceği gibi, kalıp kullanılmadan demir borunun ucundaki cam hamurunun zaman

zaman döndürülmesi ile de yapılabilir. Bu yöntemle: şişe, damacana ve benzeri cam eşyalar

yapılabilir.

3.3.2.Dökme-Silindirleme Yöntemi

Bu yöntem adından da anlaşılacağı gibi cam hamurunun düzlem bir masaya

dökülmesi ve daha sonra bu cam hamurunun üzerinden bir silindir geçirilerek levha haline

getirilmesi ile uygulanır (şekil 3.4.). Camın kalınlığı masanın iki ucuna yerleştirilen metal çıta

belirler. Bu yöntem ile üretilen camların bir yüzü düz diğer yüzü desenli ola-bileceği gibi her

iki yüz desenli veya düz de olabilir.

Şekil 3.4. Dökme Silindirleme yöntemi ile cam üretimi

15

Page 25: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

3.3.3. Çekme Yöntemi

Günümüzde kullanılan ve direkt olarak düz levha cam elde etmeye yönelik çekme

yöntemlerinin esası, erimiş cam hamuru üzerine yatay durumda bir lama demiri atmak ve

demir lamaya aderans ile yapışan cam hamurunu kohezyon kuvvetine bağlı olarak bir perde

gibi yukarıya çekmeye dayanır. Çekme yön-temi üç farklı adla anılmaktadır.

Şekil

3.5. Çekme yöntemi ile cam çekme

3.3.4. Fourcault Yöntemi

Bu yöntemde camın yukarı çekilmesi lama demiri ile yapılmaktaydı (şekil 3.5). Çekilen

cam, erimiş cam hamuru üzerinde yüzen ateşe dayanıklı (refrakter) malzemeden yapılmış

debitöz denilen ortası yarık bir debi ayarlayıcısı yardımıyla beslenmektedir (şekil 3.6). Cam

levha yukarı doğru yürümekte, iki tarafta bulunan merdaneler birbirlerine ters yönde dönerek

buna yardımcı olmaktadır.

Isınan merdanelerin içinden su geçirilerek soğumaları sağlanmaktadır. Cam levha 12-15

metre kadar yukarı çekildikten sonra yeteri kadar soğumakta ve katılaşmaktadır. Daha sonra

kesiciler yardımıyla standart boyutlarda kesilmektedir.

16

Page 26: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Şekil 3.6. Fourcault Yöntemi ile cam üretiminin başlangıcı

17

Page 27: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

3.3.5. Libbey-Owens Yöntemi

Bu yöntemde Fourcault yönteminde kullanılan debitöz kaldırılmış ve yukarı çe-kilen

cam levhanın kenarlarına birbirine ters doğrultuda dönen ikişer merdane konularak değişiklik

yapmışlardır. Böylece cam levhanın sabit kalması sağlanmıştır. Bu yöntem-deki diğer önemli

değişiklik 1.5 metre yüksekliğe kadar düşey olarak çekildikten sonra bir merdane yardımıyla

90o döndürülerek yatay hale getirilmektedir (şekil 3.7). Cam levhayı 90o döndüren

merdanenin sıcaklığı mümkün olduğunca sabit tutulması gerekmektedir. Sıcaklık düşük

olursa levha kopabilmektedir.

Şekil 3.7. Libbey-Owens yöntemi ile çekme

3.3.6. Pittsburg Yöntemi

Bu yöntem camın düşey olarak çekilmesi ile Fourcault yöntemine, debiözün kaldırılması ile

de Libbey-Owens yöntemine benzemektedir (şekil 3.8). Elde edilen cam üzerinde herhangi

bir iz olmamakta ve mükemmel parlaklıkta bir levha cam üretilmektedir.

18

Page 28: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Şekil 3.8. Pittsbourg yöntemi ile çekme

3.3.7. Float (Yüzdürme) Yöntemi

1960‟lı yılların sonlarına doğru ilk kez İngiltere de uygulanmaya başlanan bu yöntem

ile levha cam üretiminde kullanılan diğer yöntemlere göre daha nitelikli cam üretilebilmiştir.

Bu yöntem ile elde edilen levha camlarda yüzeyler birbirine paralel ol-makta, cam yüzeyleri

çok düzgün ve çok parlak olarak, sonradan herhangi bir parlatma ve benzeri işleme gerek

kalmadan, elde edilebilmektedir. Havuz tipi fırında eritilen ana bileşenler buradan yatay

olarak çekildikten sonra içinde eritilmiş kalay bulunan ikinci bir havuzdan geçirilir. Erimiş cam

erimiş kalaydan daha az yoğun olduğu için cam erimiş kalayın üzerinden adeta yüzerek

çekilir (şekil 3.9). Erimiş kalay üzerinden geçtik-ten sonra cam levha tekrar ısıtılmakta ve

standart boyutlarda kesilerek üretim tamamlanmaktadır.

19

Page 29: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Şekil 3.9. Yüzdürme yöntemi ile cam üretimi

3.3.7.1 Harman

Harman hammadde karışımıdır. Belli bir cam kompozisyonunu hedefleyen reçeteye

göre tartımları yapılan kum, soda, dolomit, kalker, feldspat, sülfat gibi hammaddelerin

homojen olarak karıştırılmasıyla oluşur.

3.3.7.2. Cam Kırığı

Proseste oluşan cam kırıkları bir hammaddedir.

3.3.7.3. Cam Ergitme Fırını

Fırın harmanının katı halden sıvı hale ısı yardımıyla getirildiği refrakter yapıdır.

Ergitme işlemi için doğalgaz kullanılır. Fırında sıcak noktada sıcaklık ~ 1590 o C ulaşır.

20

Page 30: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

3.3.7.4.Kontrollü Atmosfer

Banyo atmosferi artı basınçta, azot ve azot-hidrojen karışımından oluşmaktadır.

3.3.7.5. Sıvı Kalay

Banyo sıvı kalay içeren bir havuzdur. Kalay havanın oksijeninden kontrollü atmosfer ile korunur.

3.3.7.6. Float Banyosu

~1100 o C erimiş cam banyoya kalay üzerinde yüzdürülerek Şekillendirmek için alınır.

Kalınlığı ve genişliği ayalanmış düzcam şeridi ~600 o C banyoyu terk eder.

3.3.7.7. Cam Soğutma Fırını

Soğutma cam şeridinin kontrollü soğutulduğu ve kalıcı gerilimlerinin ayarlandığı

kısımdır.~60 o C şerit sıcak cam bölgesinden camın boyutlandırıldığı soğuk cama geçer.

3.3.7.8. Kesme Koparma

Bu soğuk cam bölümü camın boyutlandırıldığı kısımdır. Genel olarak 321cm en ve

boy X ; X = 110 -270 cm makine ebadı ve X=360-660cm Jumbo olarak adlandırılır.

3.3.7.9. Otomatik İstifleme

Kesme koparmada boyutlandırılan ürünler otomatik istiflenir.

3.3.7.10. Ambar

Otomatik istiflenen camlar özel taşıma araçları ile mamul ambarda doğrudan

kamyonlara ya da sevkiyatları daha sonra yapılmak üzere stoğa konur.

3.3.7.11. Nakliye 21

Page 31: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Mamul ambarında stoklanmış makine ebadı camlar palet üzerinde normal

kamyonlarla, Jumbolar ise özel kasalı TIR’lar ile müşterilere sevk edilir. [Yıldırım H. Vd. ,

2004]

3.3.8. Presleme Yöntemi

Bu yöntemde, genelde iki parçalı bir kalıp içine erimiş cam hamuru konarak ve bu

hamurun preslenerek biçimlendirilmesini sağlanır (şekil 3.10). Bu yöntemle cam döşeme ve

duvar tuğlaları, benzeri yapı malzemeleri ile bazı mutfak eşyaları bu yöntem-le

biçimlendirilirler.

Şekil 3.10. Presleme yöntemi ile cam üretim

3.3.9.Lif Haline Getirme Yöntemi

Camın lif halene getirmesi camın kullanım alanlarını büyük ölçüde genişletmiştir.

Özellikle ısı yalıtımında ve ses emilmesinde cam lifleri önemli yararlar sağlamaktadır. Camın

lif haline getirilebilmesi için önceden bilye haline getirilmiş olan cam, altın-da küçük delikler

bulunan refrakter malzemeden yapılmış bir tekne içine konur. Isıtılarak eritilen cam bilyeler,

teknenin altındaki deliklerden aşağıya doğru akarken büyük bir yüzey gerilimi kazanarak çok

incelir ve lif haline gelirler. Soğuyan ve lif haline gelen cam alttaki bir silindir üzerine sarılır.

Teknede eriyerek akan ve lif haline gelen cam üzerine basınçlı buhar üflendiğinde cam lifleri

birbirine karışır ve adeta pamuk görünüşünü alır.

22

Page 32: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Buna “Cam Pamuğu” adı verilir. Savrulan cam pamuğu şamottan yapılmış bir tambura verilip

dağıtıldığında elde edilen malzemeye “Cam Yünü” adı verilir. Cam liflerinin dokumacılıkta

kullanılacak şekilde üretilen türüne ise “Cam İpeği” adı verilir.

3.3.10.Köpük Haline Getirme Yöntemi

Cam köpük haline getirilmek için saf karbon ile ısıtılarak karbonun gaz çıkarması

sağlanır ve cam köpüğü oluşur. Köpük haline gelen camın, yanmazlık, hafiflik, yüksek

seviyede ısı tutuculuk ve boyutsal değişimlik gibi önemli özellikleri vardır.

Şekil 3.11. Köpük haline getirme yöntemi

3.4.Tavlama

Tavlama biçimlendirmeden sonra gelen ve zorunlu olan bir kademedir. Fabrikasyon

üretim sırasında cam soğurken meydana gelen bir takım iç gerilmeleri gidermek için yapılan

bir ısıl işlemdir. [http://web.sakarya.edu.tr/~toplano/Seramik_malzemeler-3.pdf]

23

Page 33: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

3.5. İşleme

Biçimlendirme sonrasında üretilen cam, kullanılacak niteliklere sahip olmayabilir.

Aşağıda belirtilen yöntemler ve uygulanan işlemlerle camı kullanılacak alana uygun hale

getirilmektedir.

3.5.1.Kesim işlemi

Üretim ardından istenilen boyutlara ulaşmayan camlar istenilen ebat veya şekil

düzeltme amacıyla kesim işlemi yapılmaktadır. Elmas kesimi, CNC kesimi, pürmüz ısıl kesim

kesim türlerinden bazılarıdır. Üfleme yöntemiyle üretilen bardakların uç kısımları düz ve

keskin olduklarından dolayı pürmüz ısıl kesimle düz bir şekle getirilir ve kesici alet

kullanılmadığından dudak kısımları kesici olmamaktadır.

3.6.Temperleme

Isı ve darbeye dayanıklı hale gelmesi istendiğinde cam temperleme denilen bir

prosesten geçirilir. Temperleme prosesi cam panoların özel fırınlarda erime noktasına yakın

derecelerde ısıtıldıktan sonra hızla soğutulması esasına dayanır. Fırında cam 700°C‟ye

kadar ısıtılır ve hava üflenerek soğutulur. Sıcaklığın azalması ile yüzey büzüşür ve sertleşir.

Ancak iç kısım sıcak kalır ve yüzeydeki büzülmeye kendini uydurur. İç kısmın da

soğumasıyla camın her iki yüzünde basınç, iç kısımda ise çekme gerilmeleri oluşur. Ani

soğutma uygulanarak temperlenme işlemlerinden geçen cam 300°C‟lik bir ısıl şoka dayanıklı

hale gelmekteyken temperlenmemiş camda 30-50°C‟lik bir ısıl şok camın kırılmasına neden

olmaktadır. Temperlenmiş camlar sertleştiği için bant rodaj, delme, kesme, lamine vb.

uygulamalarla tekrar biçimlendirme yapılamamaktadır.

3.7.Rodajlama

Camın keskin uçlarına elmas taş ile profil kazandırma işlemidir.

[http://tr.wikipedia.org/wiki/Cam]

24

Page 34: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

3.8. Renklendirme

Şeffaf camlar camın uygulama alanına göre dekoratif bir görüntü oluşturmayacağı için

kullanım alanına göre renklendirilebilirler. Baskı ve püskürtmeli olarak boyanan camlar

gerektiği durumlarda temperlenir ya da tansiyonsal ısıl işlem uygulanarak boya ile camın

iyice tutunması sağlanır. Tansiyonsal ısıl işlemde, giriş sıcaklığı 550°C‟lik fırına gönderilir ve

1,5 saatlik silindirli bant sistemiyle, diğer taraftan 55°C olarak çıkar.

3.9. Asit ve kumlama

Asit ve kumlama işlemi, cam yüzeyinde aşındırma meydana getirerek dekoratif

görüntü verme işlemleridir. Bu görünümün oluşması için cam yüzeyi kâğıt ya da pvc folyo ile

kaplanır. Bu folyolar elle ya da özel kesim makinelerinde kesimi yapılarak yapıştırılabilir. Bu

folyoların üzerindeki deseni ortaya çıkaracak şekilde, kumlama yapılmak istenen

bölgedekilerin cam yüzeyinden kaldırılması ile ve daha sonra da basınçlı boya tabancalarının

nozulları değiştirilerek cam yüzeyine tazyikli hava püskürtmek suretiyle yapılan işleme

kumlama diyoruz. Asit işleminde ise cama etki eden tek asit olan HFL kullanılır. Bunda da

yukarıda anlatıldığı gibi açıkta kalan bölgeye asit dökerek cam yüzeyi ile reaksiyona girmesi

ve o bölgede bir aşınma oluşturulması bir yöntemdir. Diğer bir yöntem ise asit kopartma adı

verilen işlemdir. Bu işlemde, önce kumlama yapılarak tüm yüzeyi aşındırılan cam üzerine

kaynatılarak zamk haline getirilmiş ve bu arada içine bir miktar HFL ilave edilmiş boncuk

tutkalının ince bir tabaka halinde sıvanması ve kurumaya bırakılması ile yapılır. Kurudukça

yüzey gerilimi sebebiyle cam üstünde zar gibi kalkmalar başlar ve kopartma adı verilen işlem

meydana gelmiş olur.

3.10. Bombeli Temper

Bu işlemde temperleme anında ısıl şok uygulanan cam soğutulmadan, belirli redius

(çap) oranında bükülür. Temper makinesindeki soğutma bükülme anında uygulanmaktadır.

Bir kenarı 230mm'den küçük olan camlar silindirler arasında tutunamaya-cağından dolayı

temperleme ve bombeleme yapılamaz. [http://tr.wikipedia.org/wiki/Cam]

25

Page 35: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

4. CAM SEKTÖRÜNÜN YAPISAL VE EKONOMİK ÖZELLİKLERİ

Bütün üretim alanlarında yapısal ve ekonomik özellikler o sektörün genel yapısını

tanımlayan ve diğer sektörlerden ayıran iki ana unsurdur.

Üretim sektörlerinin ayırt edici özellikleri, bu özelliklerin dünya genelindeki temel

eğilimlerle olan ilişkilerinde tutarlı dengeler kurulmasını sağlamaktadır. Sektörün birikim

yeteneğinin korunup geliştirilmesi ve geleceğinin güvence altına alınmasının ön şartı, yapısal

ve ekonomik özelliklerinin iyi analiz edilmesidir.

Cam üretimi ister cam kaplar (container glass) olsun, isterse düzcam (float glass) olsun

modern teknoloji, büyük ölçekli yatırım ve dolayısıyla önemli ölçüde (sermaye yoğun) finans

kaynağı gerektiren bir sektördür. Bu nedenle sektör faaliyetleri oldukça yoğunlaşmış

durumdadır. Bu yoğunluk özellikle 1980'li yıllarda kendini göstermiştir. Bunun sonucu olarak

sektörde yeni yatırımlara ihtiyaç duyulmuş ve yeniden yapılanma sürecine girilmiştir.

Cam sektörünün geliştirilmesi, bu yapısal ve ekonomik özelliklerin bütün kararlarda ve

oluşturulacak kurumlarda gözönüne alınmasını zorunlu kılmaktadır:

Cam sanayiinin ayırt edici yapısal ve ekonomik özellikleri aşağıda özetlenmektedir.

I. Sektörün Yapısal Özellikleri; - İzabe teknolojisine dayalı enerji-yoğun bir üretim olması,

- Hammadde yoğun üretim yapısı,

- Kesintisiz Üretim göstermesi,

- Sürekli Yatırım,

- Çeşitli Kompozit maddelerin elde edilmesinde kullanımı,

- Teknolojik Gelişme Katsayısı.

II. Sektörün Ekonomik Özellikleri; - Ölçek Ekonomisine bağımlılığı,

- Dikey bütünleşme zorunluluğu,

- İlk Yatırım maliyetinin yüksekliği,

- Başabaş noktasının yüksekliği,

- Sektörün ileriye ve geriye doğru bağları,

- Tekelci ve oligopolistik yapı,

- Küresel Özelliği,

- Sektör ve Çevre ilişkisi.

26

Page 36: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

4.1. Yapısal Özellikleri

4.1.1. İzabe Teknolojisine Dayalı Enerji-Yoğun Bir Üretim Olması

Cam sektörünün en önemli özelliği yüksek sıcaklıkta eritme teknolojisine (izabe

teknolojisine) dayanan enerji-yoğun bir üretim alanı olmasıdır.

Cam hammaddeleri belli ölçülere göre karıştırılarak eritme fırınlarına akıtılır. Fırınlar

yaklaşık 1500-1600 0C'de ısıtılarak içlerindeki hammadde cam eriyiği haline dönüştürülür.

Cam eritme fırınları, kampanya dönemleri boyunca hiç söndürülmeden sıcak tutulmak

zorundadır. Kampanya dönemlerinin on yıl gibi uzun bir dönemi kapsadığı göz önüne

alındığında, enerji kullanımındaki sürekliliğin, buna bağlı olarak da enerjiye bağımlılığın

önemi anlaşılır.

4.1.2. Hammadde Yoğun Üretim Yapısı

Cam üretiminde birim ağırlığı fazla olan kum, maliyeti yüksek olan soda, doğada az

bulunan dolamit ve feldspat gibi ham maddeler kullanılmaktadır. Bu ham maddelerin kalitesi

ve saflığı kadar, teminindeki devamlılık da önemlidir. Gerekli spesifikasyonlara uygun

hammadde temininde binde 1'ler oranında bir oynama cam üretimini olumsuz yönde

etkilemektedir.

İçerisinde önemli miktarda enerji absorbe eden ve istenilen kalitede cam üretmenin

temeli olan hammaddenin temini hususu, cam endüstrisinde yapılabilirlik çalışmaları

sırasında önemle ele alınması gerekli bir konu olmaktadır.

4.1.3. Kesintisiz Üretim Göstermesi

Cam eritme fırınlarının yüksek sıcaklıkta çalışmaları, enerjinin maliyet içindeki payının

yüksek olması, bu üretim alanında kesintisiz üretim yapılmasını zorunlu kılmaktadır. 27

Page 37: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Sektörde başabaş noktasının oldukça yüksek bir kapasite kullanımını zorunlu kılması

ve izabe teknolojisinin tam kapasite çalışmayı gerektirmesi üretimde kesintisizliğin önemini

artırmaktadır.

4.1.4. Sürekli Yatırım İhtiyacı

Bugün teknolojide öylesine hızlı değişmeler olmaktadır ki, teknik olarak daha

ömrünün yarısına gelmemiş bir makina- donanımını değiştirmek söz konusu olabilmektedir.

Günümüzde makina-donanım seçiminde göz önünde tutulması gereken temel kriter,

rekabet edebilir ömürdür. Herhangi bir teknik donanım performansını ve rekabet edebilirliğini

kaybettiği zaman, o donanımı değiştirmeden sektörün rekabet gücünün korunması mümkün

değildir.

Teknolojideki hızlı değişmenin meydana getirdiği rekabet edilebilir ömür, beraberinde

sürekli-yatırım olgusunu getirmiştir.

Genel ilke, eldeki mevcut teknolojilerin sonuna kadar kullanılmasından sonra yatırıma

gidilmesidir. Ancak gerektiğinden önce yatırım yapmanın yüksek maliyeti kadar, gerektiğinde

ve tam zamanında yatırım yapmamanın getirdiği yüklerin de dikkate alınması gerekir.

Fırın yenileme, şekillendirme makina donanımlarının modernizasyonu, destek hizmet

üreten gereçlerin yenilenmesi, ölçme-kontrol sistemlerinin geliştirilmesi gibi diğer rekabet

gücünü belirleyen gelişme alanları da dikkate alındığında, cam sektörünün enerji yoğun

üretim alanı olduğu kadar, sermaye yoğun ve sürekli yatırım ihtiyacına dayalı bir alan olduğu

görülür.

4.1.5. Çeşitli Maddelerin Elde Edilmesinde Kullanımı

Cam, 800 değişik bileşeniyle, 43 bin çeşit ürünün elde edilmesinde

kullanılmaktadır. Geniş çapta otomasyona dayanan üretim, beraberinde hammadde ve

cam üretim aşamalarında şartların dengeli olmasını gerektirmiştir. Silika camı basit bir

cam olmasına karşın, kimyasal etkilere karşı dayanıklıdır. Düşük genleşme katsayısına

sahiptir. Bütün bu olumlu özelliklerine rağmen üretimi zordur. Cam sanayiinin üretim

hacminin büyük bir kısmını soda ve kireç camları oluşturmaktadır.

28

Page 38: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Nefelinli siyenitler ise, çeşitli sanayi tipi cam kaplar, cam levhalar, televizyon tüpleri,

lambalar, cam blok ve cam yünü, kimyasal etkilere ve ısıya dayanıklı borasilikat camları

yapımında kullanılır (Kulaksız 1992, 14).

Temel girdi olarak kullanılan kompozit maddeler içinde cam elyafının özel bir yeri

vardır. Bu nedenle, cam elyaf takviyeli plastiklere kadar, cam kökenli optik elyafın da

telekomünikasyonda yarattığı imkânlar, bu sektörün geleceğine olan güveni artırmaktadır.

4.1.6. Teknolojik Gelişme Etkisinin Yüksekliği

Yeni ve daha etkin üretim yöntemleri oluşturuldukça üretim teknolojisi değişir. Ayrıca,

yeni buluşların tüm üretim yöntemlerinin etkinliğini artırması sözkonusudur. Aynı anda bazı

üretim yöntemleri etkinliklerini kaybetmeleri sonucu üretim fonksiyonundan dışlanabilirler. Bu

değişimler teknolojik gelişmeyi oluştururlar (Koutsoyiannis 1987, 97).

Cam sanayiisinde, düzcamlarda ikincil işlemler, cam ev eşyasında yenilikçi yeni ürün

tasarımı, cam ambalajda teknik müşteri hizmeti gibi unsurlar rekabet gücünü etkilemektedir.

Ürün, süreç ve pazarlamada yenilik oluşturmadan, yeniliklerin takipçisi olmadan, cam

sektöründe birikim yeteneğini koruyarak uzun vadeli geleceği güvence altına almanın imkânı

kalmamıştır. Sadece teknik boyutla kısıtlı olmayan, geniş anlamlı AR-GE çalışmaları,

günümüz cam sayiinde de belirleyici ağırlığa sahiptir.

Bu gelişmelerin sonucu mevcut fırınların enerji kullanım etkinlikleri (energy efficiency)

sürekli olarak artmaktadır. Avrupa Birliği ülkelerinde bugün fırınlar yüzde 50'den fazla hurda

cam kullanmaktadır. Bahsi geçen bu teknolojik gelişmeler o kadar önemli boyutlara

ulaşmıştır ki, 1976 yılında günde 70.000 şişe üreten bir makina bugün günde yaklaşık

300.000 şişe üretmektedir. Ayrıca şişelerin ortalama ağırlığı gittikçe azalmıştır. Örnek olarak,

son bir kaç yıl içinde bir bira şişesinin ortalama ağırlığı yüzde 33 oranında düşürülmüştür.

Düzcam sektöründe ise 1980'li yıllarda ortaya konulan teknoloji (float), üretimde etkinliği ve

kaliteyi artırmıştır.

29

Page 39: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

4.2. Ekonomik Özellikler

4.2.1. Ölçek Ekonomisine Bağımlılığı

Üretimde kullanılan girdilerin hepsini aynı oranda artırdığımız zaman çıktıdaki artış bu

orandan fazla ise ölçeğe göre artan, bu orana eşit ise ölçeğe göre sabit, bu orandan az ise

ölçeğe göre azalan bir getiri vardır. Ölçek ekonomilerinin kaynaklarının teknolojik ve

ekonomik sınırları vardır ve bir noktadan sonra bu faktörler maliyetleri etkilemez, hatta

olumsuz yönde etkileyebilir (Koutsoyiannis 1987, 91) (Hacıhasanoğlu 1986,18).

Cam fırınlarının kapasiteleri; fırınların hacimleri, birim üretim için gerekli hammadde,

yarı mamul madde ve işgücü miktarlarına bağlı olarak değişir. Geniş fırınlar küçüklere göre

birim kapasite başına daha az ısı kaybederler çünkü ısı kaybı alana bağlıdır.

İzabe teknolojisi, kesintisiz üretim ve hammadde hassasiyeti nedeniyle, sektörde

ölçek ekonomisi kurallarını belirleyici duruma getirmektedir. Bu nedenle, bütün dünyada cam

üreten tesislerin üretim kapasiteleri katlanarak artmaktadır. Bir yandan da üretimdeki

ihtisaslaşma, bu konudaki eğilimleri daha da arttırmaktadır.

Bir ülkede ya da bölgede cam üretiminde ve ticaretinde liderliğini korumak isteyen bir

kuruluş, talebi aşan bir arz oluşturmak zorundadır.

Cam sektöründe oluşturulan her arz basamaklar biçiminde yükselir. Belli dönemlerde

talebi ithalatla karşılamak, sonra başabaş noktasına gelip talebi aşan üretim düzeylerine

erişmek sektörde kolay yürütülebilecek bir uygulama değildir.

Şekil 4.1 Camın arz talep grafiği

30

Page 40: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Şekil-4.1'de Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerde cam arzı konusunda kapasite

oluşturma politikasının esasları gösterilmektedir. Şekilden de izleneceği gibi, üretim

kapasitesi, yurtiçi talebi aşmak durumundadır. Şekilde taralı alan kadar arzın, bölge yada

ülke talebini aştığı için, dış pazara satılması gerekir.

Zaman zaman rekabetin yoğunlaştığı dönemlerde dışsatımda marjinal maliyeti kurtaran

fiyatlandırmanın altında tam kapasite çalışılması gereği bulunmaktadır.

Şekil-2'de görüldüğü gibi, önce talep, sonra arz oluşturulsun mantığı cam sektöründe

pek geçerli değildir. Bu tür bir politika, iç ya da dış rakiplerin sektöre girişini sağlar. O

nedenle, sektörde caydırıcı etki yapması için birinci şekilde gösterilmeye çalışılan politikalar

uygulanır.

Şekil 4.2. Talep ve Kurulu Kapasitenin, İthalat Varken, Zaman İçinde gelişimi

Sektör ölçeğe dayalı bir yapıya sahip olduğu için oligopol bir pazar yapısı oluşumuna

müsaittir. Bilindiği üzere bu tür piyasalarda staratejik planlama yönetimde temel ilkedir.

Sadece piyasa şartlarına değil, rakiplerin yaptıkları çalışmalara ve izledikleri politikalara bağlı

olarak oluşan belirsizlik cam sektöründe güçlü bir yönetimi ve çağdaş yönetim yöntemlerinin

uygulanmasını zorunlu kılmaktadır.

4.2.2. Dikey Entegrasyon Zorunluluğu

31

Page 41: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Dikey entegrasyon, bir üretim sürecinin girdi temininden tüketiciye ulaşması noktasına

kadar değişik aşamaların aynı firmanın kontrolü altında gerçekleştirilmesidir.

Bu durumun firmaya getirdiği avantajlar ve dezavantajlar bulunmaktadır. Firmalar

arası birleşmeler ve bir firmanın diğer bir firma tarafından satın alınması, diğer faktörlerin

yanısıra maliyetlerin de büyük önemi vardır. Benzer bir şekilde, firmanın dikey bütünleşme

sonucunda maliyet avantajları elde edeceğinin belirlenmesi durumunda firma bu yönde

politikalar uygulayacaktır. Entegre edilmiş üretim, girişi engelleyici bir araç olarak da ilgi

çekicidir. Entegre edilmiş üretimin gerçekleştirildiği bir endüstriye girmek isteyen yeni bir

firma, önemli miktarlarda yatırımı geçekleştirmek durumundadır. (Koutsoyiannis 1987, 175).

Özellikle gelişmekte olan ülkelerde satıcı piyasalardaki örgütlenmenin yetersizliği,

cam endüstrisinde dikey entegre gelişmeyi zorlamaktadır. Örneğin, sektörün önemli girdisi

olan kumu, gerekli spesifikasyonlara uygun üreterek güvenli biçimde arzedebilecek

kurumların oluşmamış olması, sektörü kendi kumunu kendi imkânlarıyla üretmeye

zorlamaktadır.

Sektörde çok zorunlu biçimde katı bir bütünleşme yapısı oluşmaktadır. Konjonktürün

olumlu olduğu dönemde bu entegrasyonun önemli maliyet avantajları vardır. Kriz

dönemlerinde ise sektör bütünüyle sarsıntı geçirebilmektedir. Bütün dünyada, bu sert

bütünleşme yapıları esnetilmektedir. Hatta Çok daha gevşek yapıda örgütler bile, merkezkaç

yönetim ilkesini benimseyerek, her birimi kar merkezi olarak gören bir anlayışa

yönelmektedirler.

4.2.3. İlk Yatırım Maliyetinin Yüksekliği

Cam endüstrisinin bir diğer özelliği de ilk yatırım maliyetinin yüksek, kar marjlarının düşük olmasıdır. İş hacmine kıyaslandığı zaman, bir buzdolabı fabrikasına göre cam endüstrisinin cirosu çok daha düşük kalmaktadır. ABD'de petrol şirketlerinden sonra en büyük ölçekli kuruluşlar cam üreticileri olduğu halde, ciroları ve karları bakmınıdan Fortune'nin her yıl düzenlediği dünyadaki Gerek ilk yatırım maliyeti, gerekse modernizasyon ihtiyaçları, camda sermaye-yoğun yatırım karakterinin giderek daha baskın hale geldiğini göstermektedir.

Sürekli yatırım ihtiyacı olan, sermaye yoğun karakteri gelişen ve sermaye

maliyetlerine karşı duyarlılığı giderek artan böylesi bir üretim alanında, stokları artıracak,

talebi daraltacak yanlış kararların etkisinin boyutu kolaylıkla kestirilebilir.

Bu özellikler ve daha önce değinilen ölçek ekonomisi, dikey bütünleşme gibi yapısal

özellikler nedeniyle sektöre giriş ve çıkış çok azdır. Bütün dünyada sayıları on kadar olan 32

Page 42: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

büyük cam üreticileri sektörün yüzde 80'inden fazlasına sahiptir. Diğer bir deyişle dünya cam

piyasası oligopol bir yapı göstermektedir. Ülkelerde ise yurt içi piyasalar genellikle tekelci bir

yapıya sahiptirler. Dolayısıyla sektörde rekabet daha ziyade uluslararası olarak

algılanmaktadır. Bu durum hükümetlerin izledikleri dış ticaret politikalarının sektördeki

rekabet gücünü doğrudan ve son derece etkili bir şekilde belirlemelerine yol açmaktadır.

4.2.4. Başabaş Noktasının Yüksekliği

Başabaş noktası analizi, bir projenin mali yeterliliğini tehlikeye sokmadan

çalışabileceği en düşük verim ve/veya satış seviyesini bulmak amacıyla yapılır. Başabaş

noktası deyimi bir projenin ne kar ne de zarar ettiği çalışma seviyesini ifade etmek için

kullanılır. Başabaş noktası toplam gelirler ile toplam maliyetin birbirine eşit olduğu durumda

gerçekleşir. Bu noktada firma ne kar ne de zarar etmektedir. Bu noktadan sonra yapılacak bir

birimlik artış bile firmanın kara geçmesi için yeterli olacaktır. Aynı şekilde bu noktanın altına

düşen satışlar firmayı zarar eder hale getirecektir. Bu noktayı değişik şekillerde izah etmek

mümkündür. Yaygın olarak kullanılan göstergeler şunlardır:

- Üretilen veya satılan birimlerin miktarı,

- Satışların parasal değeri

- Tesisin Kapasite kullanım oranı

Şekil 4.3. Basit bir başabaş noktası

Cam sektöründe önemli bir özellik olarak başabaş noktasının yüksek olduğu kabul

edilmektedir. Cam çeşitlerine göre farklılık göstermesine karşın, üretimde ağırlığı olan

ürünlerde başabaş noktası kapasite kullanım oranının yüzde 75'i düzeyindedir. Bu durum

33

Page 43: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

sektörde üretim yapan firmaların giriş çıkışını kısıtlamakta, riski artırmakta ve oligopol bir

piyasa yapısının oluşmasına katkıda bulunmaktadır. Sektörün karlılığı daha önce belirtilen

sürekli üretimin güvence altına alınması kadar, tam kapasite çalışma şartlarına da bağlıdır.

Bu nedenle, üretimin güvenceye alınması kadar, dağıtım ve müşteri potansiyelinin güvence

altında tutulması da son derece önemlidir. Üretici firmalar zaman zaman kapasite fazlasını

maliyetin altında dampingli fiyatlarla satarak dünya pazarlarında yeni pazar arayışlarına

girmektedirler.

Diğer izabe teknolojisine dayalı sektörlerde olduğu gibi, cam üretiminde de işin

yavaşlaması ya da grev gibi zorunlu duruşların endüstri üzerinde yıkıcı etkisi çok yüksektir.

Ayrıca, yanlış işletme politikası ya da makro-ekonomik kararlar nedeniyle, sektörde talebin

daralması, olğanüstü stoklar oluşturmakta, bu nedenle sektörde maliyetler çok fazla

artabilmektedir. Bu durum yeni korumacılık yöntemlerinden olan anti-damping vergilerini de

gündeme getirmekdir.

4.2.5. Sektörün İleriye ve Geriye Doğru Bağları

Herhangi bir sektördeki üretim artışının diğer sektörler üzerinde iki türlü etkisi vardır.

Birisi üretim nedeniyle sektörün diğer sektörlerden talep ettiği yeni girdi miktarı ile ilgili, diğeri

ise bu sektörde artan üretimin diğer girdi kullanan sektörlere arz ettiği girdi ile ilişkilidir.

ir sektörün üretim artışı nedeniyle diğer sektörlerden sağladığı girdi talebini etkilemesi

geri bağlar olarak tarif edilebilir. Bu bağın gücü girdi-çıktı katsayılar matrisindeki ilgili sektörün

sütün toplamı ile belirlenirse, buna geri bağın gücü, aynı şekilde ters Leontief matrisindeki

aynı sütun toplamı ile belirlenirse buna da geri bağın doğrudan dolaylı toplam gücü adı

verilmektedir.

İleri ve geri bağların analizlerinin en önemli yararı, kalkınma sürecine nisbi olarak en

çok katkısı olan sektörlerin seçilmesine imkan sağlamasıdır.

Sektörün ileriye ve geriye doğru etkileri zayıftır. Cam sektörünün girdi aldığı sektörler

sınırlı olduğu gibi, girdi verdiği sektörlerin sayısı da çok fazla değildir. Bu nedenle sektör öncü

sektör sayılamaz. Ancak cam sektörü, niteliği ve gelişmelere adaptasyonu açısından, bir

yandan olgunluk dönemi yaşarken, öte yandan geleceğin sektörü olma özelliklerini de

bünyesinde taşımaktadır.

4.2.6. Tekelci ve Oligopolistik Yapısı 34

Page 44: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Rekabetçi piyasalardan beklenen, kaynakların etkin dağıtımını sağlaması ve

dolayısıyla tüketicinin talepleri doğrultusunda hazırlanmış ürünleri göreceli maliyetleri

yansıtan fiyatlarla sattırmasıdir. Ürün piyasalarının yanısıra sermaye piyasalarının da

rekabetçi olması durumunda etkin girdi kullanımıyla, maliyetlerini minimize edemeyen

şirketlerin değer yitirerek el değiştirmesi veya piyasadan tamamen çekilmesi beklenir. Ancak

açıkça görülmektedir ki, pek çok piyasada tam rekabet koşulları yoktur ve şirketlerin karını

maksimize eden stratejiler aynı zamanda tüketicinin refahını maksimize edememektedir.

Liberal ekonomilerde hükümet müdahalelerinin temel gerekçesi de, piyasaların kendi

dinamiklerine bırakıldıklarında rekabet koşullarını sağlayamamaları olmaktadır. Devlet

müdahaleleri ya Türkiye'de uzun yıllardan beri KİT'lerle uygulanan devletin doğrudan üretim

yaparak piyasayı yönlendirmesi veya yasal düzenlemeler şeklinde olmaktadır. Türkiye'de son

on yıldır piyasalarda rekabeti tesis etmek adına en sık başvurulan yasal düzenleme ise

gümrük duvarlarının indirilmesi veya indirilebileceği tehdidi ile yerel piyasaların dış rekabete

açılmaya zorlanmasıdır (İktisat, Mayıs 1993).

İzabe teknolojisi, enerji-yoğun karakteri, sermaye yoğun yatırım ihtiyacı, tam kapasite

çalışma zorunluluğu gibi etmenlerle zaten az sayıda firmanın egemen olduğu cam

sektöründe, oligopolleşme eğilimi gelecek günlerde yeni bir yapıyı gündeme getirecektir.

4.2.7. Küresel Özelliği

Sektörde kullanıcılar üretimin yeri ne olursa olsun, düzgün ve dünya kalitesinde

(uniform) mamül talep etmektedir. Bu talep, cam üreticilerini faaliyetlerinde küreselleşmeye

zorlamaktadır. Buna ek olarak, sektörün dünya pazarının genişliği, bu sektördeki yatırımların

büyük ölçekli olarak yapılmasını gündeme getirmiş, üreticilerin daha önce genelde tek bir

kıtayla sınırlanan pazarlarını dünya geneline taşımıştır.

Cam ambalaj nisbi olarak daha az küresel olmasına karşın, cam ev eşyası, cam elyafı

ve düzcamlar küresel nitelikli ürünlerdir. Düzcamlarda sermaye, talebin olduğu yere hızla

giderken, cam ev eşyasında belli bir merkezde yapılan üretim dünya ölçüsünde

dağıtılabilmektedir.

Bu özellikler cam elyafı için de geçerlidir. Bu da, firmalararası satın alma, birleşme,

işbirliği ve ortak yatırım konularında hızlı davranılan bir sektör olma özelliği yaratmaktadır.

Gelişmekte olan ülkelerde dinamik cam sektörlerinin gelişmelerini önleme (destabilize etme)

stratejisi büyüklerin belirgin stratejilerinden biridir.

4.2.8. Sektör ve Çevre İlişkisi

35

Page 45: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Günümüzün teknolojisi, tüketim alışkanlıkları, değişen yaşam standartları, kentleşme,

nüfus artışı ve sanayileşmeye parelel olarak artan kentsel ve endüstriyel atıklar önemli bir

çevre problemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Atık yönetimi konusu, atıkları geri kazanmak,

atık miktarını arttıran üretim ve tüketim türlerini sınırlamak gibi hususları da kapsayan ve

giderek önemi artan bir konu haline gelmiştir.

Bilindiği gibi cam kaplar kolaylıkla yenilenebilir (recycling, re-use) özelliğe sahiptirler.

Bu da, sektörde önemli ölçüde enerji ve hammadde tasarrufu sağlamaktadır. Zaten artan

enerji maliyetleri ve çevre korumaya yönelik olarak ortaya konan yapısal düzenlemeler,

yenilenebilir camların önemini oldukça artırmıştır.

Cam, yeniden dolum ve dönüşüm özelliğini bir arada bulunduran tek malzemedir.

Cam ambalajın büyük bir bölümü, özel şekilde ve işaretli olduğundan (depozitolu) dağıtım

toplama örgütlenmesi içinde geri dönüp, temizlenerek tekrar doluma girer (Süt, bira,

meşrubat şişeleri gibi).

Bunun dışında kırılmış parçalar ise, renk ayırımı, temizleme ve öğütme işlemlerinden

geçirilerek harmana belirli oranlarda katılır. Birçok ülke kırık camların toplanarak yeniden

üretime kazandırılması konusunda yarış halindedir. Örneğin bazı Batı Avrupa ülkelerinde

cam dönüş oranları: Avusturya`da yüzde 50, Fransa`da yüzde 34, Almanya`da yüzde 39,

İngiltere’de yüzde 15, İspanya`da yüzde 23 olurken bu ülkelerin ortalama yüzde 33 dolayında

gerçekleşmektedir. Ülkemizde ise tüketilen camın yüzde 27'si geri dönerek tekrar

kullanılmaktadır (Yiğit 1994, 2).

Cam kapların çok kolay yenilenebilir özelliğinden dolayı bazı ülkeler bunu teşvik

etmektedir. Örneğin Danimarka`da yalnızca yeni şişeler üzerine vergi konulmaktadır. Bu

vergi, kullanılan şişelerin toplanma ve temizlenme maliyetlerini karşılayacak kadar yüksek

orandadır. Plastik şişeler üzerindeki vergi oranı ise, karton ve ince levhalar üzerindeki vergi

oranları ile karşılaştırıldığında, oldukça yüksek düzeyde bulunmaktadır. Sektördeki bu özellik

enerji tasarrufu açısından da çok önemlidir. Yeniden üretime kazandırılan her bir ton hurda

cam yaklaşık olarak 1,2 ton hammadde ve 100 Kg. fuel-oil tasarrufu sağlamaktadır.

5. TARTIŞMA

36

Page 46: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

Bazı sektörler Türkiye'nin hızlı büyümesinde ve uluslararası piyasalarda yer

edinmesinde öncülük görmektedir. Bunun örneklerinden biri cam sektörüdür.

Cam üretiminde kullanılan en önemli girdiler, kum, soda, dolomit, kuvartz

maddeleridir. Ülkemizin bu kaynaklar açısından zengin olması nedeniyle, Türk cam sanayi %

98 oranında yerli hammadde kullanmaktadır. Sektörde ürün çeşidinin fazlalığı, kullanım

alanlarının genişliği gibi nedenlerle, yeni ürünler geliştirme (Ar-Ge) çalışmalarının önemli

olduğu görülmektedir. Cam ürünleri arasında özellikle "cam ev eşyası" ve "cam elyafı" belli

bir merkezde üretilerek, bütün dünyaya dağıtılabilen "küresel nitelikte" ürünlerdir. Esasen

düzcam ve cam ambalajlar da küresel niteliktedir; ancak, bu iki ürün cam ev eşyasına göre

daha yerel özelliktedir. Bu nedenle, cam sektörüne yönelik politikalarda hammaddeden, son

tüketiciye varana kadar bütün aşamalarda birbirini bütünleyen bir anlayış ile hareket edilmesi

gereklidir.

Cam sanayii, imalat sanayinin bütününde hemen her sahada ortalama yüzde 1,5

oranında bir ağırlığa sahiptir. Ancak, cam sanayinin önemini bu orana göre değil iç talebi

karşılama düzeyi, ihracat imkanları ve verimlilik düzeyine göre belirlemek daha doğru

olacaktır. Bu ölçütlerin ışığında, cam sanayii; teknolojik düzeyi, verimlilik düzeyinin yüksekliği,

yüksek ihracat kapasitesi ve kapasite kullanım oranının yüksekliği ile dinamik bir sektör

yapısına sahiptir. Cam sektörü kapasite kullanım oranı imalat sanayine göre yüksek düzeyde

olsa da, bu oran optimum seviyesinin altındadır. Mevcut kapasitenin tam olarak kullanımı,

üretimin ve verimliliğin artmasını sağlayacağı gibi, birim maliyetleri düşürerek cam ürünlerinin

iç piyasadaki payının artması ve ihracat gücünün pekiştirilmesinde etkin rol oynayacaktır.

6. KAYNAKLAR

37

Page 47: chemeng.yyu.edu.trchemeng.yyu.edu.tr/dosyalar/ornek_diplomaprojesi.docx · Web viewT.C. YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

[1] Andrade, L.H., Utsunomiya, R.S., Omori, A.T., Porto, A.L.M. and Comasseto, J.M.

2006. Edible catalysts for clean chemical reactions: Bioreduction of aromatic ketones

and biooxidation of secondary alcohols using plants. Journal of Molecular Catalysis B:

Enzymatic, Vol. 38, pp.84–90.

[2] Anonymous. 2011. Web Sitesi: www.sigma-aldrich.com, Erişim Tarihi. 3/10/2011

Atkins, R.C. ve Carey, F.A. 2003. Organik Kimya. Bilim Yayıncılık, Ankara.

[3] Bird, R.B., Stewart, W.E. and Lightfoot, E.N. 1960. Transport phenomena. Wiley, New York.

[4] Chulalaksananukui, W., Condoret, J.S and Combes, D. 1992. Kinetics of geranyl acetate

synthesis by lipase-catalyzed transesterification in n-hexane. Enzyme and Microbial

Technology, Vol.14, pp.293-298.

38