Çeliğin tarihçesi insanlığın üretim ihtiyacı hissettiği ilk dönemlerden bu yana kadar uzanan bir yolculukla başlar. Demirin bulunması tahmini olarak milattan 1000 yıl kadar önce gerçekleşti, dünyanın çeşitli yerlerinde ise yakın zamanlarda keşfedildi. Demiri tarihte ilk kullanan toplum olarak milattan 4000 yıl kadar önce Sümerler ve Mısırlılar bilinmektedir. Edinilen bilgilere göre demirin üretimi Anadolu’da ve tahminen Kafkaslar’ın kuzeyinde başlamıştır. Çeliğin tarihçesi de bu yolcuğun son dönemlerinde daha sağlam ve güçlü malzemeler üretilmesi gereken zamanlarda ortaya çıkmıştır.
Toplanan bilgilere göre kullanılan ilk demir materyali yeryüzüne düşen meteorlardan elde edilmiştir. Yeterli miktarda demir cevheri bulunan yerlerde, odun kömürü ile sıvı hale getirilerek fazlaca odun ile birlikte işlenebilir. Bu gibi işleme yöntemleriyle çeşitli demir elde etme yöntemleri geliştirildi. Metalin teknik ve ekonomik öneminden dolayı demir ve çelik özellikleri ile ilgili elde edilen her tecrübe sır olarak tutulmaya çalışıldı. Böylece üretim teknikleri belirli bölgelerde gizli kaldı ve uzun süreler sonrasında başka yerlere yayıldı.
Demir ve çelik özellikleri insanoğlu tarafından avcılık, mızrak uçları, bıçak ve süs eşyaları şeklinde kullanım buldu. Milattan sonra 10. yüzyılda su değirmeninin de kullanılmaya başlaması demir üretiminde bir devrim oluşturdu. Suyun yarattığı güç, cevher yataklarına yakın olmanın önemini artırdı. Böylelikle demiri eritmek için kullanılan ocaklar hep suyun yakınlarına yani vadilere taşındı. Su değirmenleri ile çalışan körüklerin hava basıncı üretebilmesinden dolayı çok daha büyük fırınların elde edilmesine olanak sağladı. Elde edilen fırınların ağırlıkları 100 kilograma ulaşan dövülebilir ve hurda demirden, yeterli ısı kullanılmasıyla birlikte milattan sonra 12. yüzyılda demir cevherinin eritilmesine yardımcı olacak sıcaklıklara ulaşılmış oldu. Bu olay yüksek fırınların kullanılmaya başlamasına vesile oldu. Ortaya çıkan oldukça akışkan olan ürün başlarda istenmemesinden dolayı pig (domuz) olarak adlandırılmıştır. Pik olarak bildiğimiz demir adını buradan almaktadır. Pik demirin yüksek fırınlarda ticari olarak üretimi 14.yüzyıl zamanlarına dayanmaktadır.
DEMİR ÇELİK NASIL ÜRETİLİR?
Çelik nasıl üretilir? sorusu geçmişte yalnızca ustaların bildiği önemli bir tecrübe olsa da günümüzde modern koşullarda üretimi gerçekleştiriliyor. Oksit olmayan filizler kavrularak oksit halini bulur. Devamında ise eritilerek demir oluşur. İndirgeme işlemi ; bir oksidin oksijenini alarak metali meydana çıkarma işlemidir. İndirgeme işi yüksek fırınlarda kok demiri ile yapılır. Orta büyüklükte bir yüksek fırın ,günde ortalama olarak 2000 ton demir cevheri işleyebilir.
Demir üretiminin gelişimi çağlar boyunca cevherin eritilmesi için uğraşılan farklı ocak sistemlerine göre izlenebilir. Ocakların geçmişten günümüze uzanan sıralaması ; demirci ocakları, demirci fırınları, akışkan yataklı fırınlar ve odun kömürü yüksek fırınlar, kok kömürlü yüksek fırınlar, direkt redüksiyon tesisleri, ergitme tesisleri şeklindedir. Geçmiş dönemlerde çelik nasıl üretilir? sorusunun yanıtı daha karmaşık bir üretim zinciriyle yanıt buluyordu. Demirci ocakları ocak taşı, kil veya kaya parçalarından yapılmış fırınlardır. Bu fırınlarda odun kömürü ile birlikte demir cevherleri dövülerek demir haline dönüştürülüyordu. Bu işlem yapılırken cevhere yapışmış olan gang (bir maden yağında değerli filizle karışmış durumda bulunan, çoğunlukla değersiz taş yada mineral) eriyip cüruf olurken , demir katı haline dönüştürülüyordu. İlk başlarda fırınlar doğal hava sirkülasyonları ile çalışırken, sonrasında elle veya ayakla çalıştırılan körükler ile çalıştırılmaya başladı.
Sıvı metalin üremi yapıldığı yerlere ilk olarak “akışkan yataklı fırınlar“ denilirdi. Fırınların boyutları arttıkça “yüksek fırın” terimi kullanılmaya başlandı. 18.yüzyılın başlarında bu fırınlarda odun kömürü kullanılıyordu.
DEMİR ÇELİK FABRİKALARI
Ülkemizde demir çelik fabrikaları kurulmasına yönelik ilk girişimler cumhuriyet döneminde başlamıştır. İlk demir çelik fabrikası da Kırıkkale ’ de kurulmuştur. 1925 yılında Türkiye’de ağır demir sanayisinin kurulmasına ilişkin kanun 17 mart 1926 yılında kabul edilmiştir ve 29 Mart 1926 tarihli Resmi Gazete’ de yayımlanarak yürürlüğe girmiştir. Yapılan araştırmalar ve çalışmalar sonucunda da demir çelik sanayisinin kuruluş yeri için maden kömürü havzası yakınlarındaki Karabük seçilmiştir. 3 Nisan 1937 yılında da temeli atılarak kurulan tesis şimdiki adıyla Kardemir Demir Çelik fabrikası olarak üretimini sürdürmektedir. 1932 yılında Hilmi Konyalıoğlu tarafından temelleri atılan ASKON Demir Çelik fabrikası da 85 yıllık geçmişi ve tecrübesi ile ülkemizin üretim gücüne katkı sağlamaya devam eden önemli demir çelik fabrikaları arasında yerini almaktadır.
Bugüne kadar yapılan araştırmalar sonucunda ülkemizde işletilebilir demir çelik cevherinin az olduğu görülmektedir. Ülkemizin işletilebilir demir rezervinin 115 milyon ton olduğu biliniyor. Entegre demir çelik fabrikalarında kullanılabilecek özellikte yüksek tenörlü (bir cevherin içerisinde bulunan değerli metal miktarını belirtmek amacıyla kullanılan bir terimdir. Bakır, Demir ve benzeri, mineral yapısında yüksek değerlere sahip cevherler, ağırlık yüzdesi (wt%) ile ifade edilir ) demir cevheri rezervleri; Sivas, Malatya, Erzincan, Bingöl, Adana ve Kayseri bölgelerinde görülmektedir.
Ülkemizin 7.1 milyon tonluk yıllık demir cevher üretim kapasitesi bulunmaktadır . Üretim miktarının yaklaşık 6 milyon tonu ülkemizde demir çelik fabrikaları tarafından kullanılmaktadır. Yapılan hesaplamalara göre yeni demir yataklarının tespit edilememesinden dolayı mevcuttaki demir rezervlerinin 7,1 milyon ton yıllık üretim kapasitesine göre 16 yıl sonunda , ihtiyaçlarımızın hepsinin ülke içerisinden tedarik edilmesi durumunda 7 yıl sonunda tükeneceği tahmin edilmektedir.
Bir ülkenin kalkınması için demir çelik sektörünün hammadde ihtiyacını ülke kaynaklarından temin etmesinin önemi büyüktür. Ülkemizde yatırım yapılabilecek düşük demir içeriğine sahip 4 saha mevcuttur.
Malatya – Hasançelebi sahası : %19,5 manyetit içerikli 1,054 milyar ton rezerve sahiptir. Sahanın ruhsat hakları Erdemir Demir Çelik fabrikasına aittir.
Malatya – Hekimhan – Deveci sahası : %39 demir ve %4 manganez içerikli 40 milyon ton siderit rezervine sahiptir. Sahanın ruhsatı da Kolin – Hekimhan A.Ş. bünyesindedir.
Erzincan – Kemaliye –bizimşen sahası : %35-53 içerikli 23 milyon ton manyetit ve hematit rezervi içermektedir. Sahanın ruhsatı Bilfer A.Ş. ye aittir.
Bingöl – Genç - Avnik Sahası : 546 demir içerikli 55 milyon ton manyetit rezervi mevcuttur. Bu rezervin 6 milyon tonu Erdemir Madencilik adına kayıtlıdır.16 milyon tonu Ceylan İnşaat şirketine aittir. 33 milyon tonu ise Dimin Madencilik adınsa kayıtlı sahadadır.
Çeliğin tarihçesi üzerine genel ve kapsamlı bir bakış açısı sunan bir değerlendirme yaptığımızda süreç boyunca geliştirilen teknikler ve her zaman daha iyiye ulaşma arzusunun insanoğlunu başarıya ulaştıran anahtar olduğunu görmekteyiz. Çelik nasıl üretilir? sorusu ve çelik özellikleri alanında tükenmek bilmeyen bir merakla araştırmaya devam eden eden ustalar günümüzde son teknoloji makineler yardımıyla kullandığımız işleme ve üretim yöntemlerinin temelini oluşturdular. Demir çelik fabrikaları da modern işleme yöntemleri ve yeni tasarlanan cihazlar yardımıyla bu sürecin geliştirilmesi ve gelecek nesillere aktarılmasına önemli katkıda bulunmaktadırlar.
