uygarlığın Çelik basamakları
DESCRIPTION
Çeliğin ÖyküsüTRANSCRIPT
Bülent ŞENLİYİM Makine Mühendisi
ODTÜ, 1983
Çelik;
Hematit Manyetit
Limonit Siderit
Demir cevherinin çıkartıldığı bir maden ocağı….
Demir elementi ile genelde %0,2 - %2,1 oranlarında değişen KARBON bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. Krom, Nikel, Mangan vb elementlerin ilavesi ile çeşitli mekanik ve görsel özellikler kazandırılır. Kullanım amacına göre işlenip değerlendirilir. Çeliğin tasarımı ve kullanım alanları hayal gücümüzün yaratıcılığına bağlıdır.
Küçük bir düzeltme !!
Halk arasında " İnşaat Demiri "
olarak adlandırılan malzemenin
doğru ismi " İnşaat Çeliği " dir.
Günümüzde kitlesel çelik üretiminde yaygın olan farklı iki yöntem vardır;
Hammaddeler
Yüksek Fırın
FINEX®
COREX®
MIDREX®
Sıvı Ham Demir Üretimi
Çelik Üretimi
/ Satış
Ürün
Sıvı Ham Demir
HBI
DRI
Sinter Tesisi
Peletleme Tesisi
Hazırlama
Toz Demir Cevheri
Zenginleştirme
Sinter
Pelet
Toz Demir
Cevheri
Parça Demir
Cevheri
Kömür / Kok
İşlenmiş demir cevherinin, koklaşmış kömür ile Yüksek Fırında eritilmesinden (@2200°C) elde edilen sıcak metal çeliğe dönüştürülmek üzere Konvertöre yüklenerek %20 oranında çelik hurdası ilave edilir. Bu karışıma yüksek debi ve basınçta oksijen üflenerek sıvı çelik elde edilir. Bu aşamada sıvı çeliğin sıcaklığı 1630°C tır. Daha sonra istenilen alaşımı hazırlamak için ikincil metalürji yöntemleri ile uygun katkı malzemeleri ilave edilerek rafinasyon işlemi tamamlanır ve sürekli döküm makinasına gönderilir.
Sıvı metal
Curuf
Sıcak
Blast
Sinter tesisi Kok Tesisi
Cevher Kok Kömürü
Pig Iron Casting
LD (BOF) Plant
Kütük Blum Slab
Pota Ocağı
RH Plant
Desulphurization
Sürekli Döküm
Makinası
Ham Demir
Yarı-ürün Sıvı Çelik
RH PLANT
Hurda
Konvansiyonel Yüksek Fırın Akışı
İnce Slab Döküm ve Haddeleme
Sıcak Rulo Sac
Türkiyede Yüksek fırınlı üç tesis vardır.
Çelik hurdası, Pik demir, Sünger demir kullanılarak Elektrik Ark Ocağında elektrik arkı ile elde edilen 1630°C sıcaklığındaki sıvı çelik, kimyasal kompozisyonunun istenilen analize getirilmesi için Pota Ocağı ve/veya Vakum Ünitelerinde rafine edilir. Amaçlanan alaşıma ulaşıldıktan sonra sürekli döküm makinasında kütük veya blum olarak dökülerek gereken boyda alevli kesiciler ile kesilir.
Sürekli Döküm Makinasından çıkan ürünler Haddehaneler için yarı mamüldür.
Kireç
Hurda 2
Katkılar
Hurda 1
Elektrik Ark Ocağı
Sıcak Rulo Sac İnce Slab Döküm ve
Haddeleme
Pota Ocağı Sürekli Döküm
Makinası
Kütük Blum Slab
Konvansiyonel Elektrik Ark Ocaklı
Tesis Akışı
Türkiye’de faaliyet gösteren 24 EAO’lı tesis vardır.
Kütük/Blum Sürekli Döküm Makinası
Yarı Ürün Kütükler Sıcak Haddelenmiş Rulolar
Çelikhanelerde üretilen kütük, blum ve slab şeklindeki yarı-ürünlerin mekanik özelliği yoktur. İstenilen şekil, kalite ve ölçülere haddehanelerde çekilirler. Haddeleme öncesi yarı ürünler 1200ºC sıcaklıkta tavlanır hadde tezgahlarında ezilerek uygun görülen mekanik özellikler (mukavemet, sertlik vb.), şekil ( yuvarlak, nervür, I-Profil, U-Profil, H-Profil, köşebent, sac, çelik çekme boru vb.) ve ölçülerde üretilirler. İnşaat sektöründe kullanılan düz ve nervürlü çelik ürünler çubuk veya kangal ambalajı ile sevk edilirler. İmalat sektöründe kullanılan yuvarlak, profil çelik ürünler ise sipariş boyuna göre kesilerek açık veya ambalajlı olarak sevk edilir. Sac ürünler ise levha veya rulo halinde kullanıma sunulur.
Türkiye'nin Ürünlere ve Yöntemlere Göre Ham Çelik Üretimi (1.000 ton)
2006 2007 2008 2009 2010 2011 % pay
2011
Kütük 20.302 22.028 22.650 20.524 21.827 24.400 71,5
Slab 3.135 3.726 4.156 4.779 7.316 9.707 28,5
TOPLAM 23.437 25.754 26.806 25.303 29.143 34.107 100
EO * 17.252 19.362 19.772 17.741 20.905 25.275 74,1
BOF ** 6.185 6.392 7.034 7.562 8.238 8.832 25,9
TOPLAM 23.437 25.754 26.806 25.303 29.143 34.107 100
*EO: Elektrik Ocakları ( Elektrik Ark Ocağı-EAO ve İndüksiyon Ocağı-İO)
**Entegre Tesisler - BOF
Grafik-1: Türkiye'nin Yöntemlere Göre Ham Çelik Üretimi
(2006 - 2012-8 ay)
17
.25
2
19
.36
2
19
.77
2
17
.74
1 20
.90
5
25
.27
5
16
.31
4
18
.08
8
6.1
85
6.3
92
7.0
34
7.5
62
8.2
38
8.8
32
5.7
47
6.0
13
23
.43
7
25
.75
4
26
.80
6
25
.30
3 29
.14
3
34
.10
7
22
.06
1
24
.10
1
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2011-8ay 2012-8ay
EO / EF
BOF
Toplam/ Total
1.000 ton
Demir-çelik sanayinin temeli atıldı. Bu yıllarda modern anlamda üretim Kırıkkale’de Askeri Fabrikalar Müdürlüğü’ne bağlı olarak başladı. Türkiye’nin ilk entegre demir-çelik tesisi KARABÜK KARDEMİR kuruldu. KARABÜK KARDEMİR, 150 bin ton çelik üretim kapasitesi ile üretime başladı. Özel mülkiyetli ilk elektrik ark ocaklı tesis olan METAŞ, 20 bin ton kapasite ile İZMİR’ de üretime başladı. EREĞLİ ERDEMİR 470 bin ton üretim kapasitesi ile yassı ürün üretimine başladı. Türkiye’nin üçüncü entegre tesisi olan İSDEMİR faaliyete geçti. Ham çelik üretimi 34 milyon tonu, ihracatta 16 milyar doları aştı.
1939
1937
1930
1960
1965
1977
2011
Türkiye'nin Nihai Mamul Üretimi / Tüketimi (1000 ton)
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2011-8 ay 2012-8 ay * % değişim
(12/11)
%pay-
12
Uzun
Üretim 15.825 19.237 21.810 22.141 20.712 19.671 22.868 14.720 16.743 13,7 42,6
Uzun
Tüketim 9.077 10.536 12.110 10.272 9.699 11.660 13.722 8.889 9.667 8,8 51,9
Fark 6.748 8.701 9.700 11.869 11.013 8.011 9.146 5.831 7.076 5 -9
Yassı
Üretim 3.768 4.122 4.257 4.543 4.421 6.629 9.075 5.873 5.798 -1,3 14,8
Yassı
Tüketim 9.363 10.686 11.661 11.182 8.349 11.944 13.209 8.379 8.944 6,7 48,1
Fark -5.595 -6.564 -7.404 -6.639 -3.928 -5.315 -4.134 -2.506 -3.146 -8 -33
2011 ve 2012 Yılları 8 Aylık Demir Çelik İhracat ve İthalatı
İHRACAT İTHALAT
2011-8 ay
2012- 8 ay *
% değişim
12/11
2011-8 ay
2012- 8 ay *
% değişim
12/11
İhracatın
İthalatı
Karşılama
Oranı (%)
ton 1000$ ton 1000$ miktar değer ton 1000$ ton 1000$ miktar değer
2011 2012
Yarı Ürünler 1.692.096 1.106.992 2.080.640 1.305.976 23,0 18,0 1.429.861 969.211 1.821.152 1.141.949 27,4 17,8 114 114
Kütük 1.637.595 1.069.751 2.064.574 1.295.477 26,1 21,1 1.358.129 919.939 1.499.112 957.301 10,4 4,1 116 135
Slab 54.501 37.241 16.066 10.499 -70,5 -71,8 71.732 49.272 322.040 184.648 348,9 274,8 76 6
Yassı Ürünler 1.779.653 1.475.543 1.171.922 990.901 -34,1 -32,8 4.284.992 4.231.192 4.317.634 3.799.076 0,8 -10,2 35 26
Uzun Ürünler 6.739.200 4.686.073 7.981.338 5.349.900 18,4 14,2 908.716 1.046.642 905.444 966.192 -0,4 -7,7 448 554
Çelik Ürünleri
Toplamı 10.210.949 7.268.608 11.233.900 7.646.777 10,0 5,2 6.623.569 6.247.045 7.044.230 5.907.217 6,4 -5,4 116 129
Borular 1.052.447 1.058.272 1.154.513 1.081.125 9,7 2,2 246.719 438.506 239.379 399.187 -3,0 -9,0 241 271
Diğer 1.072.501 2.654.273 1.196.012 2.801.105 11,5 5,5 248.282 1.206.421 229.536 1.029.942 -7,6 -14,6 220 272
TOPLAM 12.335.897 10.981.153 13.584.425 11.529.007 10,1 5,0 7.118.570 7.891.972 7.513.145 7.336.346 5,5 -7,0 139 157
2012 yılı 8 aylık geçici rakamlara göre demir-çelik ihracatı, bir önceki yılın aynı dönemine göre, miktar bazında %10,1 oranında artarak, 13.58 milyon ton, değer bazında ise %5 oranında artarak, 11.53 milyar USD olmuştur. 8 aylık dönemde, demir-çelik ithalatı miktar bazında %5,5 oranında artarak, 7.51 milyon ton, değer bazında ise %7 oranında azalarak, 7.34 milyar USD olmuştur.
Türkiye, çelik ürünlerinde en çok ihracat ını
Orta-Doğu, Körfez Bölgesi ve Avrupa Birliği
ülkelerine, en çok i thalat ıda Avrupa Birliği ve
Birleşik Devletler Topluluğu ülkelerinden
yapmaktadır.
Ülkemizdeki çelik üretim tesislerinde 2011 yılında yaklaşık 30 milyon ton hurda kullanılmış olup, bunun 21 milyon tonu ithal edilerek 10 milyar USD ödeme yapılmıştır.
TÜRKİYE 35%
GÜNEY KORE 14% ÇİN
10%
TAYVAN 9%
ABD 7%
ABD 6%
HİNDİSTAN 6%
MALEZYA 4%
KANADA 4%
ENDONEZYA 3%
TAYLAND 2%
HURDA İTHAL EDEN ÜLKELER – 2010
ÇELİK SEKTÖRÜNDE İSTİHDAMDAKİ GELİŞİM (KİŞİ)
1990 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 % pay
2011
EO 10.525 9.239 13.153 14.505 16.187 16.205 14.834 17.216 18.293 52,6
BOF 33.145 17.459 17.293 16.264 17.328 16.831 14.948 16.170 16.517 47,4
Toplam 43.670 26.698 30.446 30.769 33.515 33.036 29.782 33.386 34.810 100
Kaynak: Türkiye Demir Çelik Üreticileri Derneği
Dünya Çelik Haritası
Dünyada Çelik Üretimi 1,5 Milyar ton’dan fazla (2012)
Dünya Ham Çelik Üretimi (1000 ton)
2006 2007 2008 2009 2010 2011 %değişim
11/10
%pay
2011
Fransa 19.852 19.250 17.879 12.840 15.414 15.777 2,4 1,0
.Almanya 47.224 48.550 45.833 32.670 43.830 44.288 1,0 2,9
İtalya 31.624 31.553 30.590 19.848 25.750 28.662 11,3 1,9
İspanya 18.391 18.999 18.640 14.358 16.343 15.591 -4,6 1,0
İngiltere 13.871 14.317 13.521 10.079 9.709 9.478 -2,4 0,6
Polonya 10.008 10.632 9.728 7.128 7.993 8.779 9,8 0,6
AB (27) 206.903 210.179 198.195 139.366 172.630 177.376 2,7 11,6
Türkiye 23.315 25.754 26.806 25.304 29.143 34.107 17,0 2,2
Diğer Avrupa 28.205 30.608 31.710 29.076 33.585 38.966 16,0 2,6
Rusya 70.830 72.387 68.510 60.011 66.942 68.743 2,7 4,5
Ukrayna 40.891 42.830 37.279 29.855 33.432 35.332 5,7 2,3
BDT 119.906 124.169 114.345 97.645 108.200 112.554 4,0 7,4
Meksika 16.447 17.573 17.209 14.132 16.870 18.502 9,7 1,2
ABD 98.557 98.102 91.350 58.196 80.495 86.398 7,3 5,7
Kuzey Amerika 131.789 132.618 124.494 82.578 111.565 119.434 7,1 7,8
Brezilya 30.901 33.782 33.716 26.506 32.928 35.162 6,8 2,3
Güney Amerika 45.298 48.232 47.354 37.776 43.873 48.312 10,1 3,2
Afrika 18.695 18.675 16.997 15.326 16.621 14.326 -13,8 0,9
Orta Doğu 15.376 16.452 16.646 17.656 19.590 20.935 6,9 1,4
Çin 421.024 489.712 512.339 577.070 638.743 695.500 8,9 45,5
Hindistan 49.450 53.468 57.791 63.527 68.321 72.200 5,7 4,7
Asya 674.126 757.285 783.040 810.405 915.839 988.170 7,9 64,7
Okyanusya 8.691 8.783 8.424 6.014 8.149 7.248 -11,1 0,5
Dünya 1.248.991 1.347.002 1.341.205 1.235.841 1.430.052 1.527.323 6,8 100,0
AB(27) 11,60%
Diğer 3,10% TÜRKİYE
2,20%
BDT 7,40%
Kuzey Amerika 7,80%
Güney Amerika 3,20%
Çin 45,50%
Diğer Asya 12,20%
Japonya 7%
Dünya Ham Çelik Üretimi Dağılımı – 2011
30
62 64
70
42
57
63 68 70
78
91
70
38 36
30
58
43
33 32 30
22
9
EAO %
Yüksek Fırın %
Elektrik Ark Ocakları & Yüksek Fırınlar
Dünya da üretilen çeliğin kullanım alanları
Ülkemizde 2012 yılı kişi başına düşen nihai
çelik tüketiminin yıllık %12 artışla 375-380kg
seviyesine çıkması beklenmekte olup, bu
rakamın Avrupa Birliği'nde kaydedilen
ortalama nihai çelik tüketiminden (355-
360kg) fazla, dünya ortalamasının ise
(250kg) %50 üzerindedir.
1077
258
501
428
322
401
467
299
418
436
303
130
55
208
1157
285
507
464
323
428
485
313
416
460
342
123
59
218
GÜNEY KORE
A.B.D
JAPONYA
İTALYA
İSPANYA
İSVEÇ
ALMANYA
AVRUPA BİRLİĞİ
KANADA
ÇİN
TÜRKİYE
BREZİLYA
HİNDİSTAN
DÜNYA ORTALAMASI
2010
2011
KİŞİ BAŞINA ÇELİK TÜKETİMİ (Kg/Kişi)
Ülkemizde toplam elektrik tüketiminin %5’i, tüm sektörlerinde %20’sini Çelik fabrikaları tüketmektedir.
Bir ton çelik ürün üretmek için 550-600 kWh elektrik tüketilmektedir.
Yıllık üretimi 1.2 Milyon ton olan bir çelik üretim tesisinin aylık elektrik faturası 7.500.000 USD civarındadır.
Bir ton çelik üretmek için yaklaşık 1400 litre su, 50 metreküp saf oksijen tüketilmektedir.
Hurdadan üretilen 1 ton çelik ile
- 1400kg. Demir cevheri
- 740kg kömür
- 120 kg kireç
tasarruf edilmektedir.
1937 yılında 83.000 ton çelik ile inşa edilen San Francisco’daki Golden Gate Köprüsü, bugünkü teknolojilerle üretilen "yüksek mukavemetli hafif çelik"lerle 40.000 ton çelikle inşa edilebilir.
Bülent ŞENLİYİM
Makine Mühendisi
ODTÜ, 1983