Çelik

Çelik bir alaşımdır. Demir (Fe) ve Karbon (C) alaşımından oluşmaktadır.

Ağırlıklı olarak demir elementi ve %0,02 - %2,1 oranında karbon alaşımından oluşmaktadır. Karbon oranı, çeliğin sınıflandırılmasında etkin rol oynar. Karbon genel olarak alaşımlayıcı maddesi olsa da karbon yerine magnezyum, krom, vanadyum ve volfram gibi elemenler de kullanılabilir. Bu yapı malzemesinin günümüz koşullarında son derece kapsamlı bir şekilde kullanıldığı bilinmektedir.

Çelik Nasıl Üretilir?

Çelik dünyada en çok kullanılan metallerdendir. Dünya çapında yılda 800 milyon ton üretimi yapılan çelik, çimento ile en çok üretilen ikinci emtiadır. Tamamen geri dönüştürülebilir olup üretmek için az enerji gerektirir. Enerji tüketimi ve karbondioksit emisyonları, günümüzde olabildiğince azaltılmıştır. Bu da çeliğin çevre dostu olduğunun ve sürdürülebilirliğinin göstergesidir.

Günümüzde çoğu çelik üretimi firması iki yöntem ile üretim yapmaktadır. Bu noktada çeliğin son zamanlarda sıklıkla karşımıza çıkan bir malzeme olduğunu rahatlıkla ifade edebiliriz. Esasında bu durumun oluşmasında çeliğin içeriğindeki karışımların çok daha başarılı bir şekilde uygulanıyor olması etkilidir.

Oksijen Üfleme Yöntemi

Bu yöntem en yaygın kullanılan yöntemdir. Oksijen konvertörleri dikey şekilde konumlandırılır. İç tarafında ısıya dayanıklı refrakter (ısıya ve ateşe dayanıklı malzeme) astarlar, dış kısmında ise sac bulunur. Ham maddenin doldurulması ve cufurun dökülebilmesi için fırın yatay konuma getirilir. Ham demir fırına alındıktan sonra oksijen üfleme yöntemi ile karbon uzaklaştırılır. Oluşan yüksek ısıdan refrakteri korumak için hurda ilavesi yapılır. Üfleme işlemi 20 dakika kadar yapılır.

Elektrik Ark Ocaklarında Üretim

Temel oksijen metodunun aksine ark ocağında sıcak metal kullanılmaz. Soğuk hurda çelik metal ile doldurulur. Ark ocağına üstten vinç ile hurda çelik boşaltılır ve ocağın kapağı kapatılır. Bu kapak ark ocağına indirilen üç adet elektrot taşır. Elektrotların üzerinden geçen akımlar ark oluşturur ve açığa çıkan ısı hurdayı eritmeye başlar. Bu işlemde kullanılan elektrik enerjisi 100.000 kişilik bir şehrin elektrik üretimine eş değerdir. Eritme süresinde diğer metal alaşımlar gerekli kimyasal kompozisyonunu karşılamak için ilave edilir.

Kimyasal kompozisyonun kontrolü için örnekler alınır. Örnekler incelendikten sonra ark ocağı yana yatırılıp erimiş çeliğin üzerindeki cüruf dökülür. Bu işlemden sonra ocak diğer tarafa döndürülür ve erimiş çelik bir potaya aktarılır. Buradan Caster’a nakledilir. Günümüzde standart bir ark ocağı 300-400 ton kadar hurda işleyebilir. Bu işlem yaklaşık 90 dakika kadar sürmektedir.

Çelik Nerelerde Kullanılır?

Günümüzde birçok alanda tercih edilen bir metal olan çelik, ağırlıklı olarak inşaat firmalarının yapı malzemesi olarak kullanılmaktadır. Üretimi ve geri dönüşümü kolay olan bu madde inşaat alanında gökdelenlerden, köprülere kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Bunların dışında otomotiv, tıbbi malzemeler, mutfak gereçleri gibi sektörlerde de ağırlıklı olarak kullanılmaktadır. Her sektöre göre çelikler farklı standartlarda üretilmektedir.