Günümüzde çelik, dünyada demirden üretilen en önemli ve yaygın olarak kullanılan metallerden biridir. Çelik kullanılarak her türlü demir profiller, ev aletleri, makineler, küçük ve büyük yapılar, her türlü alet ve diğer pratik ürünler yapılmaktadır.
Çelik üretiminin tarihi
Çelik üretiminin tarihi Demir Çağı'nın başlangıcından 4000 yıl öncesine kadar uzanmaktadır. Çeliğin kullanımına ilişkin en eski prototipler M.Ö. 1800 yıllarında kaydedilmiştir ve o zamandan bu yana Roma İmparatorluğu, Spartalılar ve Çin hanedanlıkları gibi çeşitli dönemlerde bugünkü kullanımlarına ulaşmıştır.
Çelik üretiminin tarihi
Çelik üretiminin ilk işaretleri 13. yüzyıldaki demircilerle ilişkilendirilebilir; İlk kez demirciler, demirin içindeki karbon yüzdesinin azaltılmasıyla bu malzemenin daha dayanıklı ve dayanıklı hale geldiğini keşfettiler.
MÖ 6. yüzyıl
Antik Hindistan'daki zanaatkarlar bıçak, mızrak ve kılıç yapmak için çelik kullanıyorlardı. Bu tip çeliklerde wootz adı verilen malzemeler kullanıldığı için wootz çeliği de denilmektedir. Geçmişte Vutz çeliği keskin ve dayanıklı olduğundan her türlü silahın yapımında kullanılıyordu. Bu çeliğe Şam çeliği de denir.
MS 3. yüzyıl
Çin, seri çelik üreticisi olarak biliniyor. Büyük olasılıkla, Çin'de bu dönemde, 19. yüzyılda Avrupa'da popüler hale gelen Bessemer sürecine benzer teknikler (bu süreçten daha sonra bahsedeceğiz) kullanıldı. Çin'deki kaliteli çelik üretiminin örnekleri M.Ö. 2. yüzyıla bağlanabilir; Ancak seri üretimi MS 3. yüzyılda başladı.
MS dördüncü yüzyıl
11. yüzyıl
Şam çeliğinin kullanımı 11. yüzyılda Orta Doğu'da geliştirildi ve çoğunlukla kılıç yapımında kullanıldı. Şam bıçakları Yakın Doğu'da Hindistan ve Sri Lanka'dan ithal edilen çelik külçelerden üretildi. Üretilen ürünler çok keskin kenarları tıraş edebilmesi ve kırılmaya karşı dayanıklı olmasıyla ünlüydü.
12. yüzyıl
Orta Çağ'da Güney Asya'da Bothai çeliği adı verilen bir çelik türü keşfedildi. Bu tür çelik günümüz çeliğine göre daha kırılgandı; Ancak alet yapımı gibi bazı uygulamalarda kullanıldı. 12. yüzyıla gelindiğinde Sri Lanka dünyanın en büyük buthai çeliği tedarikçisiydi.
17. yüzyılda demirin özellikleri herkes için açıktı ancak Avrupa'da artan kentleşme metale olan ihtiyacı artırdı ve 19. yüzyılda metalurjistler demirin genişlemesi için gerekli olan demirin temini hakkında düşünmeye başladılar. demiryolları. Demirin kırılganlığı ve verimsiz üretim süreçleri sorunu çözülmüş olmalıydı.
17. yüzyılda demirin özellikleri herkes için açıktı ancak Avrupa'da artan kentleşme metale olan ihtiyacı artırdı ve 19. yüzyılda metalurjistler demirin genişlemesi için gerekli olan demirin temini hakkında düşünmeye başladılar. demiryolları. Demirin kırılganlığı ve verimsiz üretim süreçleri sorunu çözülmüş olmalıydı.
Kok ilk olarak demir cevherinin büyük miktarlarda eritilmesinde kullanıldı ve daha sonra odun ve odun kömürünün yerini aldı. Bu olayın çelik üretimi için yeni bir başlangıç olduğu söylenebilir.
En eski çelik türlerinden biri, üretimi 17. yüzyılda Almanya ve İngiltere'de başlayan paslanmaz çeliktir. Bu tür çelikler yardımıyla demirin içindeki karbon miktarı arttırılarak sementasyon (hidrometalurji) adı verilen bir işlemle erimiş dökme demir elde edilir. Yaklaşık bir hafta sonra demir, kömürün içindeki karbonu emer.
Yeniden ısıtma, karbonu eşit şekilde dağıtır ve son olarak soğutmanın ardından paslanmaz çelik elde edilir.
Daha fazla karbon, Paslanmaz çelik üretiminin daha verimli hale gelmesine neden olur. Elde edilen çelik, dökme demire göre daha uygun olup, yuvarlanma ve sıkışma özelliğine sahiptir.
Yıl 1712
Thomas Newcomen ilk başarılı ticari buhar motorunu yaptı. Çelik de sektörü sanayi devrimine doğru yönlendirdi.
Yıl 1740
Yukarıda ilk kullanımına değindiğimiz Bothhai çelik tekniği, Benjamin Huntsman adlı İngiliz mucit tarafından geliştirildi. Paslanmaz çelik üretimi 1740'larda genişledi; İngiliz saatçi Benjamin Huntsman, saat yayları için kaliteli çelik üretmeye çalışırken, metalin kil potalarda eritilebileceğini ve sementasyon işleminin geride bıraktığı külü çıkarmak için özel bir eritkenle işlenebileceğini keşfetti.
Bu, sıvı çelik veya döküm işlemlerinin yaratılmasına yol açtı. Ancak yüksek üretim maliyetleri nedeniyle hem paslanmaz çelik hem de dökme çelik yalnızca özel projelerde kullanıldı.
1779'da
Çelik fabrikalarından enerji akıyordu, bu da artık su kullanmaya ihtiyaç duymadıkları ve çeliği başka yollarla haddelemeye başladıkları anlamına geliyordu. Çelik üretiminin geçmişine bakıldığında ve farklı aşamaları incelendiğinde, yeni yöntemlerin kullanılmasıyla çelik üretim sürecinin eskisinden daha verimli hale geldiği anlaşılabilir.
Yıl 1783
İngiltere'den bir kişi olan Henry Cort (Henry Cort), metal üretmek için çelik silindiri icat etti. Demirciler daha sonra, (Henri Cort tarafından 1784'te geliştirilen) su birikintisi fırınlarını kullanarak pik demiri nasıl düşük karbonlu ferforje demire dönüştüreceklerini keşfettiler. Uzun ve kaba aletler, oksijenin karbonla birleşmesine ve ardından onu yavaşça uzaklaştırmasına izin verir. demirin içindeki karbon azalır, erime noktası artar, böylece ocakta demir topakları birikir, bu topaklar haddelenmiş sac veya ray haline getirilmeden önce demirci çekiciyle işlenir.
1794'te
Galli bir mucit olan Phillip Vaughn, bir arabanın aksını desteklemek için bir rulman tasarımının patentini aldı.
18. yüzyıl
18. yüzyılda çelik çok önemli bir malzeme olarak birçok kullanım alanıyla değerli olarak kabul edildi. Ancak üretimi çok pahalıydı ve zırh, alet ve silah üretimi gibi özel uygulamalarda üretildi. 1813 İngiliz mühendis Henry Bessemer, 19 Ocak 1813'te doğdu. Bu konuya daha sonra değinelim.
Yıl 1830
Tarım endüstrisinde yavaş yavaş çelik makineler kullanılmaya başlandı.
Yıl 1855
< Bessemer süreci tanıtıldı. Bessemer süreci, açık fırın üretiminin gelişmesinden önce erimiş demirden çeliğin seri üretimine yönelik ilk ucuz endüstriyel süreçti. Bu yöntemde demirdeki yabancı maddeler oksidasyon yoluyla uzaklaştırılır. Safsızlık ne kadar az olursa çelik o kadar güçlü olur.
Bessemer süreci ve çelik üretiminde sonraki olaylar hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak
1860 yılında Britanya'da 3000'den fazla su birikintisi fırını inşa edildi; Ancak iş gücü yetersizliği ve yakıt yoğunluğunun azalması nedeniyle bu süreç ertelendi. Sonuç olarak, su birikintisi fırınlarında üretilen dökme demir, 19. yüzyıl boyunca İngiliz endüstrisindeki ana metal olarak kaldı.
Dökme demir güçlü bir metaldir; Ancak içerisinde karbon bulunması nedeniyle kırılgan ve kırılgandır ve metalin haddelenmesi ve şekillendirilmesi için uygun değildir. Metalurji uzmanları, demirdeki yüksek karbon içeriğinin onu kırılgan hale getirdiğini fark ettiğinde, karbon miktarını azaltmak ve verimliliğini artırmak için yeni yöntemler denediler.