Çelik Üretim Yöntemleri

Çelik üretim yöntemleri, merak edilen yöntemler arasında yerini alırken, endüstrilerde de çeşitli üretim yöntemleri söz konusudur. Çelik esas olarak iki yöntemden biri kullanılarak üretilir. Bunlar ise yüksek fırın veya elektrik ark ocağından üretilen yöntemlerdir. Entegre demir çelik endüstrilerinde bu iki yöntem kullanılırken, yüksek fırın teknolojisinin bir diğer ismi ise oksijen üfleme yöntemidir. Oksijen üfleme yöntemi ile çelik üretimi gerçekleştirilirken, bunun yanı sıra elektrik ark ocağında ise çelik hurdasının girdi hammeddesi kullanılmaktadır.

Çelik Üretim Yöntemlerinde Kullanılan Ekipmanların Tarihçesi

Çelik üretim yöntemleri, geçmişten günümüze farklı şekillerde gerçekleştirilmiştir. Ancak günümüzde, gelişen teknoloji ile beraber üretim yöntemleri de farklılık göstermiştir. Yüksek fırın, demir oksitten çelik yapmanın ilk adımıdır. İlk yüksek fırınlar 14. yüzyılda ortaya çıkmış olmakla beraber, günde bir ton üretilebilir. Gelişmiş ekipman ve daha yüksek üretkenlik ile bile, yüksek fırın içindeki süreç aynı kalır. İlk elektrik ark ocakları ise 19. yüzyılın sonlarında ortaya çıkmıştır. Elektrik ark ocaklarının kullanımı günümüzde daha çok genişlemiş ve şu anda tüm ülkelerde çelik üretiminin %70’inden fazlasını oluşturmaktadır.

Yüksek Fırınlar (Oksijen Üfleme Yöntemi)

Yüksek fırınlar, pik demir üretmek için kok, demir cevheri ve kireçtaşı kullanır. Kömür geleneksel olarak kok üretim sürecinin önemli bir parçası olmuştur. Kömür ezilir ve toz haline getirilir, daha sonra oksijensiz 1800°F’ye ısıtıldığı bir fırına yüklenir. Fırın ısıtıldığında kömür erimeye başlar, bu nedenle yağ, katran, hidrojen, azot ve kükürt gibi uçucu maddelerin çoğu uzaklaştırılır. Bununla beraber ise 18 ila 24 saatlik reaksiyon süresinden sonra kok adı verilen pişmiş kömür fırından çıkarılır. Kok soğutulur ve bir inç ila dört inç arasında değişen parçalar halinde elenir. Kok, bir miktar kül ve kükürt içeren, ancak ham kömüre kıyasla çok güçlü olan gözenekli, sert, siyah, konsantre bir karbon (yüzde 90 ila 93 karbon) kayasıdır. Yüksek enerji değerlerine sahip güçlü kok topakları, demir cevheri, pelet ve sinterin azaltılması ve eritilmesi için gereken geçirgenliği, ısıyı ve gazları sağlar. Günümüzde yüksek fırınlarda, karbon emisyonlarını azaltmak için kok yerine giderek artan şekilde doğal gaz eklenmektedir.

Elektrik Ark Ocağı

Elektrik ark ocaklarında kullanım günümüzde oldukça gelişmiş olmakla beraber, üretimin çoğu bu yöntemle uygulanmaktadır. Elektrik ark ocağında, hurda eritmek için elektrik akımı, çelik üretmek için doğrudan indirgenmiş demir ve/veya pik demir kullanarak erimiş çelik üretmesiyle yüksek fırından farklıdır. Çelik üretim yöntemleri arasında olan elektrik ark ocağında çelik üretimi, daha çok yaygındır.