Demir nasıl üretilir?
Ek olarak bazı sülfürlü, sülfatlı ve karbonatlı demir cevherlerine de ön zenginleştirme işlemleri uygulanarak, demir çelik üretimine ...
Demir, yeryüzünde en fazla bulunan metallerden biridir. Demir, doğada çok az ölçüde saf hade bulunurken, genel olarak oksit bileşikleri biçiminde bulunmaktadır. Demir, dünya içinde çok sektörde (otomotiv, beyaz eşya, inşaat vb.) en bilinen kullanılan metaldir. Saf demirin mekanik özellikleri düşük olduğundan ötürü çoğunlukla üretimde demir alaşımları tercih edilir. En fazla kullanılan demir alaşımları ise dökme demir ve çeliktir. Demir alaşımlarının ana alaşım elementi karbondur ve karbon içeriği demirin cinsini belirlemektedir. Demirdeki karbon oranı %0,2-2 arasında ise çelik, %2-6,65 (genelde %2-4 arasında tercih edilir) arasında ise çelik olarak adlandırılır.
Limonit: H2FeO4(H2O)
Hematit: Fe2O3
Magnetit: Fe3O4
Ek olarak bazı sülfürlü, sülfatlı ve karbonatlı demir cevherlerine de ön zenginleştirme işlemleri uygulanarak, demir çelik üretimine münasip hale getirilebilirler. Bunlar:
Demir cevherinden demir ve çelik üretimi için yüksek fırın diye adlandırılan fırınlara ihtiyaç vardır. Türkiye'de sadece üç fabrikada (İsdemir, Erdemir ve Kardemir) yüksek fırın bulunur. Bu fabrikalar dışında demir çelik üretimi yapan firmalar, hurda demir ve çelik kullanarak üretim yapmaktadırlar.
Demir çelik üretiminde en fazla kullanılan demir cevherleri:
Siderit: FeCO3
Melenterit: FeSO4
Protin: FeS
Pirit: FeS2
Demir Cevherinden Demir ve Çelik Üretimi
Yüksek fırında sıcak hava vasıtasıyla hammaddeler ergitilir ve bu işlem nihayetinde elde edilen demire ham dökme demir veyahut pik demir denmektedir.
Elde edilen bloklar, haddehanelerde yassı ürün (levha) veya uzun ürün (profil) şekline getirilir.
Elde edilen pik demirin karbon oranı yüksektir ve içerisinde istenmeyen empürüteler (yabancı maddeler) bulunmaktadır, o nedenle mukavemeti düşüktür. Pik demirin, dökümhanelerde; indüksiyon ocakları yahut kupol ocaklarında karbon miktarı %4'ün altına düşürülerek ve istenmeyen empürüteleri giderilerek dökme demir elde edilir. Dökme demirin de değişik çeşitleri bulunur.
Devamlı dökümde; sıvı çelik yahut dökme demir belli bir sıcaklıkta dökülerek katı blok parçalar biçimine getirilir.
İlk başta yüksek fırına beslenecek hammaddeler hazırlanır. Bunlar; demir cevheri, kok kömürü ve kireçtaşıdır.
Yüksek fırından elde edilen pik demir, çelikhanelerde bulunan bazik oksijen fırınlarında, alaşım elementlerinin miktarları ayarlanarak sıvı çelik üretilir.
Sıvı çeliğin sıcaklığı ve kimyevi bileşikleri kontrol altında tutularak devamlı döküme kullanıma hazır duruma getirilir.