Çelik Rehberi Kitabı: Neleri İçeriyor?

ÇELİK REHBERİ

Geniş kullanım alanı ve geri dönüştürülebilme özelliklerinden dolayı çelik, bugünün ve yarının endüstrisinde sürdürülebilir gelişmenin ana direklerindendir.

Kitabımız değer anlamında malzemeler içerisinde başta gelen çeliğin değerini ve tüm detaylarını ele almaktadır.

Başlangıçta; neden bugünün ve yarının malzemesi olduğu irdelenmekte ve tüm mühendislik dalları için gerekli kullanım alanları olan çeliğin gelişmelerine değinilmiştir.

Dünyada ham çelik üretimi ve diğer malzemelerin üretimleri ile kıyaslanan tablolara yer verilmiştir. Çelik üretimi konusunda öncü olan Almanya'nın dış ve iç çelik piyasası ele alınmıştır.

İlerleyen sayfalarda çelik konusunda temel bilgilere yer verilmiştir. Ana metali demir olan çeliğin yapısındaki demir atomlarının kimyasına, mekanik özelliklerine, demir atomlarının kübik hacim ya da yüzey merkezli düzenli dizilimlerinin detayına kadar ayrıca, demirin kafes boşluklarında çökelmiş alaşım elementlerinin karbür dizilimlerinin çizimlerine kadar irdelenmiştir.

'Fe-C Denge Diyagramı'na özellikle detaylarıyla yer verilmiş ve içeriğindeki çeşitli karbon oranlarına göre çeliklerin mikroyapılarına yer verilmiştir.

Çeliklerin; kimyasal bileşimine, çalışma şartlarına, kullanımına, kimyasal özelliklerine ve de mekanik özelliklerine göre sınıflandırılmalarına değinilmişitir.

Yeni bölümde çeliklerin çeşitlerine değinilmiştir ve bu içerikte; Alaşımlı, Alaşımsız, Paslanmaz, Diğer Alaşımlı Çelikler şeklinde sınıflandırılmalara yer verilmiştir.

Çeliklerin tanımlama sistemlerine, isimlendirilmelerine, numaralandırılmalarına, çelik gruplarına ayrıntısıyla değinilmiştir.

Demir - Çelik üretiminde hammaddelerin yeri, detayları ve önemine değinilmiş, ayrıntılarıyla anlatılmıştır. Bu bağlamda; demir cevherleri öncelikle ele alınmış, türlerinden, kalite koşullarından, ön işlemlerinden bahsedilmiştir.

Hammaddelerin devamında, hurdalara yer verilmiş kategorileri anlatılmıştır. Yine hammaddeler olarak redükleyici maddeler, flakslar, refrakterler detaylandırılmıştır.

'Çeliğe Giden Yollar' bölümümüzde Yüksek Fırın Konverter yöntemi ki içeriğinde; Kok Metalurjisi, Kömür Metalurjisi ele alınmıştır. Elektrik Ark Fırını Yöntemi'nde Sünger Demir (DRI) Metalurjisine, Hurda Metalurjisi'ne yer verilmiştir. Ayrıca, İkincil Metalurji'ye ve Özel Gelişmeler'e yer verilmiştir.

Bir diğer bölümümüzde Demir Cevherlerinin Redüksiyonu ele alınmış bu bağlamda; sıvı metal üretimi ki içeriğinde yüksek fırın tesisi, yüksek fırın içindeki prosesler, yüksek fırın ürünleri,  yüksek fırın malzeme ve kütle denkliği, proses kontrolü şeklinde detaylandırılmıştır. Aynı zamanda direkt redüksiyon prosesleri de ele alınmış ve içeriğinde gaz redüksiyon prosesleri, katı hal redüksiyon prosesleri, izabe redüksiyon prosesleri, sıvı metal ön işlemi detaylandırılmıştır.

İlerleyen sayfalarımızda; Çelik Üretimi ana başlıklı konuya değinilmiş içeriğinde şarj malzemeleri, oksijen ile çelik üretimi ki burada; rafinasyon işlemi, rafinasyon işlemindeki gelişmeler, modern rafinasyon prosesleri, konvertör tipleri, proses otomasyonu na değinilmiştir. Elektrik ile çelik üretimi ki içeriğinde; elektrik ark ocağı (EAO), ergitme işlemi, elektrik ile çelik üretiminde diğer yöntemler e değinilmişir.

Siemens- Martin Yöntemi, İkincil Metalurji ki içeriğinde; ana ilkeler, ikincil metalurji işlemleri, özel rafinasyon işlemleri, özel ergitme yöntemlerin ele alınmıştır.

Geleceğe yönelik görünüm başlığında ise; özellikle elektro curuf ergitmenin özelliklerine değinilmiştir.

Çelik Döküm Posesleri ana başlığımızda; sürekli döküm prosesi ve çeşitleri ki burada otomasyon, nete yakın biçimde döküm, yatay sürekli döküm ele alınmıştır.

İngot Dökümü, Püskürtme ile Şekillendirme yöntemleri ayrıca açıklanmışır.

Demir ve Çelik Dökümleri başlığında ise; Dökme demir ki içeriğinde, lamel grafitli dökme demir, küresel grafitli dökme demir, vermiküler grafitli dökme demir, temper dökme demir'e değinilmişitir. Çelik Döküm ise detaylarıyla ele alınmıştır.

Çeliğin şekillendirilmesi başlığımızda çeliği haddeleme ki içeriğinde birincil şekillendirme ve ikincil şekillendirme deformasyon ele alınmıştır. Rekristalizasyon, sıcak şekillendirme, soğuk şekillendirme irdelenmiştir. Haddeleme esnasında basınçla, itme-basma/çekme-basma ile çekme, bükme ve kesme ile şekillendirme çeşitlerine yer verilmiştir. Alt başlıklarında ise; boy, dikey, eğik haddeleme şekilleri açıklanmıştır. Lama ve profil haddeleme ise detaylandırılmıştır.

Haddelenmiş çelik ürünler; lama, uzun ve diğer ürünler şeklinde sırası ile açıklanmıştır.

Haddehane tesisleri hadde ayakları, haddehane terminolojisi, hadde ayağının merdaneleri şeklinde açıklık getirilmiş, haddehanelerin çeşitleri; sıcak çekme haddehaneleri,soğuk çekme haddehaneleri şeklinde açıklanmıştır.

Ayrıca; sıcak & soğuk hadde gruplarına açıklık getirilmiştir. Haddeleme işleminin son bölümü olan hazırlama ve bitirme bölümü anlatılmıştır.

Çeliğin sıcak haddelenmesinde üretim basamakları ele alınırken yarı ve bitmiş ürünlerin haddelenmesine açıklık getirilmiş. Bitmiş ürünlerin haddelenmesinde; profil ve lama haddeleme grupları için detaylara yer verilmişitr.

Diğer Çelik Şekillendirme İşlemleri bölümümüzde, dikişsiz çelik boruların üretimi, kaynaklı çelik boru üretimi, dövme ve resleme açık kalıpta dövme, yatay-eksenel ring haddeleme, kapalı kalıpta dövme, ekstrüzyon, preste sertleştirme yöntemleri detaylandırılmıştır.

Çeliğin soğuk şekillendirilmesi başlığında ise; soğuk haddeleme yönteminden bahsedilmiş ve içeriğinde; asitleme hattı ile ardışık hadde hattının birleştirilmesi, özel bantların imalatı, parlak çelik, soğuk boşluklu çekme ele alınmıştır. Ayrıca; çeliğin soğuk şekillendirilmek için diğer yöntemler detaylıca anlatılmıştır.

Çeliği ayırma teknikleri; alevle veya şaloma ile kesme, ark ile kesme, plazma ile kesme, lazer kesim, toz kesim şeklinde açıklanmıştır.

Çeliği birleştirme teknikleri; kaynak (elektrik ark kaynağı, cüruf altı kaynağı, plazma kaynağı, elektron demeti kaynağı, lazer kaynağı), lehimleme, yapıştırma, zımba ile perçinleme (mekanik birleştirme) , perçinli çivileme(mekanik birleştirme), preste perçinleme şeklinde ele alınmıştır.

Çeliği korozyona karşı korumak için kullanılan kaplamalar; korozyon ve korozyondan korunma detaylandırılmıştır. Kaplama çeşitleri irdelenmiştir; Organik Kaplamalar (katran, doğal ve sentetik kauçuk kaplamalar), İnorganik Kaplamalar (seramik, çimento harçlı, buharlı biriktirme kaplamaları), Metalik Kaplamalar, Dönüşüm Kaplamaları şeklinde ele alınmıştır.

Çeliğin Isıl İşlemi; tavlama, sertleştirme, menevişleme, su verme (sertleştirme) ve menevişleme, kontrollü soğutma şeklinde detaylıca irdelenmiştir.         

Malzeme Testleri bölümümüzde ise; mühendislik bilimleri ile ilgili olduğu gibi fen bilimleri ile de ilgilidir. Malzeme testlerinin temel görevleri açıklanmıştır. Malzeme ve bileşenlerin karakterizasyonu, kalite güvence ve üretim takibi, hasar analizi, malzeme test proseslerindeki şartlar-karşılaştırabilirlik, tekrar edilebilirlik, aktarılabilirlik şeklinde ele alınmıştır.       

Test Metotları içerisinde; mekanik ve teknolojik test prosedürleri ve alt başlığında bazı tahribatlı mekanik test metotları ( Çekme Testi, Charpy V- çentikli darbe testi, Ölçü aletli darbe testi, Battelle ağırlık düşürme ile yırtılma testi, çalışma dayanıklılığı ( yorulma ömrü ) testleri, sürünme testi detaylandırılmıştır.

Yine mekanik ve teknolojik test prosedürleri ve alt başlığında tahribatsız mekanik test metotları ( ultasonik test,  girdap akım testi, radyografik muayene, manyetik akı kaçağı tekniği, optik yüzey muayene yöntemleri ele alınmıştır.

Yine mekanik ve teknolojik test prosedürleri ve alt başlığında; kimyasal analiz metotları, kimyasal reaksiyona dayalı metotlar ve spektroskopik metotlar şeklinde gruplara ayrılır. Çeşitleri ise; kıvılcım spektral analizi, X ışınlı flüoresans analizi, yaş kimyasal analiz yöntemleri ele alınmıştır.

Yine mekanik ve teknolojik test prosedürleri ve alt başlığında; metalografik ve metalürjik analiz metotları, optik (ışık) mikroskopisi, elektron mikroskopisi, X ışını kırınım ölçümü çeşitleri açıklanmıştır.

Yine mekanik ve teknolojik test prosedürleri ve alt başlığında; korozyon testleri, fiziksel özelliklerin ölçülmesi, deneysel gerilme analizi ölçüm metotları detaylandırılmıştır.

Kalite Yönetimi başlıklı bölümümüzde, ürünlerin başarılı olmasında kalitenin önemi vurgulanmaktadır. Ayrıca; ISO 9000 ve ISO 9001'e göre kalite tanımı yapılmıştır. Üretim konusunda kalite'nin önemi; sistem prosesinde değişikliklere anında tepki verilmesi, ilgili prosesin istikrarlı olması ve dolayısıyla ürünlerin kalitesinin daha iyi güvenceye alınması sağlanır. Numune almayı gerektiren çevrim içi ve klasik laboratuvar analiz metotlarının gerektiği çevrim dışı kalite anlayışlarından bahsedilmiştir.

Tesis Yönetimi bölümümüzde; metalurjik ve mekanik ekipmanlara sahip sistemleri kontrol etmek sistemi devam ettirmek için tesis yönetiminin önemi anlatılmıştır. Tesis yönetiminin planlama ve organizede ne kadar faydalı olduğu üzerinde durulmuştur.

İlerleyen sayfalarımızda; etkin kaynak kullanımı, çevresel koruma ve enerji yönetimi ile sürdürülebilirliği sağlamak üzerinde durulmuştur. Burada kaynakların sınırlı olması ve korunmasının tüm sosyal grupların sorumluluğunda olduğu, çeliğin iklim korunmasına katkısı ki emisyonların azalmasına yaptığı katkının büyüklüğü üzerinde durulmaktadır. Ayrıca; çelik endüstrisinin çevreyi korumayı hedefleyen çeştli önlem ve faaliyetlerinden bahsedilmiştir; çeliğin sürdürülebilir üretime katkısı ve bu katkının devamı için nelerden kaçınılması gerektiği vurgulanmıştır.

Çeliğin geri dönüşümde dünyada bir numara olduğu üzerinde durulan çeliğin döngüsü başlığı altında; çelik döngüsü şematik şekillerle anlatılmış, yaşam döngülerinin çeliğin ekolojik dengesi açısından tablolar üzerinden değerlendirilmesine yer verilmiştir.

Yaşam döngüsü analizinde geri dönüşüm başlığında çelik üretiminde çeliğin defalarca dönüştürülebilen özelliğinden kaynaklanan CO2 emisyonlarının tahmin edilenden önemli ölçüde düşük olduğu üzerinde durulmaktadır. Sürdürülebilirlik açısından %100 geri dönüştürülebilirlik özelliği ve her geri dönüştürülmede malzeme özelliklerini muhafaza edilmesi sebebiyle çelik üretiminin çevresel etkilerinin önemli ölçüde az olduğu üzerinde durulmuştur.

Çelik endüstrisi, kendi yan ürünlerini tümüyle kullanabilmek için çaba sarf etmektedir. Tozlar, tortular, talaşlı çamurlar, cüruf ve diğer yan ürünlerin ortaya çıktıkları tesislerde geri dönüştürüldüğü, cürufların kullanılmasının iklimin korunmasına katkıda bulunduğu üzerinde durulmaktadır. Elde edilen tozların ve toz giderme ve gaz yıkayıcı ünitelerden elde edilen tortular genellikle bunları ortaya çıkaran prosesler için girdi şeklinde kullanıldığı, ne kadarının, neden uzaklaştırılması gerektiği ne kadarının atık toplama alanlarında depolanması gerektiği üzerinde durulmuştur.

CO2 emisyonlarında azalmalar meydana geldiği detaylıca açıklanmıştır.

Çelik üretiminde ortaya çıkan hava kirliliğinin son yıllarda azaltıldığı, tesislerde bir çok proses iyileştirilmesi ve bir çok yöntem ile emisyonların azaltılma teknikleri detaylıca açıklanmıştır.

İlerleyen sayfalarda, sürdürülebilirliğin sosyal ve ekonomik yönlerinin üç temele dayandığı ve detaylarına yer verilmiştir.

3000 yıldan daha uzun bir süredir ekonomik ve teknik gelişmemizin en önemli temellerinden biri olan çeliklerin kullanım aralığının; sürekli artan uygulama alanlarından kaynaklanan, artan gereksinimleri karşılayabilen çok sayıda çelik sınıfının ortaya çıkmasına sebep olduğu belirtilmiş, yüksek özellikleri anlatılmış ve bu özelliklerden dolayı kullanımının olmamasının söz konusu olamayacağı vurgulanmıştır.

Çeliğin mobil olmaya yardımcı olan en önemli malzeme olduğundan bahsedilmiştir ve mobil taşıtlarda çelik kullanımının önemi tek tek detaylıca açıklanmıştır. Otomobil, gemi, uçak yapımlarında çelik malzemesinin önemi vurgulanacak şekilde malzemenin kullanıldığı prosesler ayrıntılı anlatılmıştır.

Yapı konstrüksiyonunda çelik kullanımının sürdürülebilirlik açısından önemine değinilmiştir. Köprü yapımında çeliklerin yüksek yüzey kalitesinin ve diğer özelliklerinin önemine değinilmiş, çelik ve kompozit çelik köprülerin yol bağlantılarında avantajları anlatılmıştır.

Yapı mühendisliği başlığı altında, çeliğin çok çeşitli destekleyici yapının inşasında önemli rol oynadığı ve çeliğin kullanımında galvaniz kaplamalı olabilmesinin önemi anlatılmıştır.

Çelikle sismik güvenlik konusunda; çelikten yapılmış destek yapıları, göreceli hafif olduklarından deprem durumunda daha az kütlenin harekete geçtiği, bu yapıların sünekliği yani plastik deformasyona uğrama ve dolayısıyla titreşim enerjisini sönümlendirebilme kabiliyeti sayesinde diğer katı yapı malzemelere göre avantaj sağladığı ve bir çok avantaj özelliği üzerinde durulmuştur.

Çatılar ve çepheler için çelik konstrüksiyon ürünlerinde paslanmaz çeliklerin ve galvanizli çelik levhaların önemi açıklanmıştır.

Hafif çelik profillerin kullanıldığı yerler ve özelliklerinin avantajlarından bahsedilmiştir. Çelik çatıların önemi anlatılmış avantajları sıralanmıştır. Paslanmaz çelikten çatı kaplamalarının önemi vurgulanmıştır. Çelik palplanışlardan ve özelliklerinden bahsedilmiştir. Paslanmaz çelik bağlantıları, bağlantı parçaları ve takviyelerden bahsedilmiştir.

Güç mühendisliği başlığı altında güç santrallerinde kullanılan teknolojiler geliştirilirken, yakıt tüketimi ve emisyonu azaltmak amacıyla enerji verimliliğini arttırmak ana hedef şeklinde açıklanmıştır. Yenilenebilir enerjilerin kullanımı esnasında çelik ve paslanmaz çeliğin önemi anlatılmıştır.

Makine, tesis ve ekipmanlarda çeliğin sağlam,sert ve şekillendirilebilir ve de hafif, emniyetli, dayanıklı olması gerektiği vurgulanmıştır. Geri dönüştürülebilir olması da bahsi geçen özelliklerdendir.

Kimya endüstrisinde, paslanmaz çeliklerin önemi açıklanmıştır. İçme suyu sistemleri ve su yönetiminde ferrili- östenitli paslanmaz çeliklerin, dökme demir, galvanizli çelik, bakır veya plastik boruların önemi özellikle bağlantı ve geçiş parçaları için vurgulanmıştır.

Tarım'da kullanılan çeliğin sektöre göre avantajları açıklanmıştır. Yüsek mukavemetli yapı çeliklerinin mobil tarım ekipmanlarının üzerinde etkisi detaylandırılmıştır.

Gıda, ilaç ve kozmetik sektörlerinde paslanmaz çeliğin önemi vurgulanmıştır.

Tıp mühendisliğinde; hijyen açısından ve insan vücudu ile uyumlu olması sebebiyle paslanmaz çeliğin öneminden bahsedilmiştir. Hijyenik yüzeylerde, ameliyat aletlerinde, kompleks kırıkları stabilize etmesi için kullanılan plakalarda, vidalarda kullanılmaktadır.

Gündelik hayatta nesneler ve yaşam tarzı seçimlerinde; çelik malzemesinin yaşamımızın ayrılmaz parçası olduğundan bahsetmekte ve günlük hayattta alarm zilimizden banyodaki duş teknelerine kadar kullanıldığı anlatılmaktadır. Özelliklerinden dolayı paslanmaz çeliğin önemi gündelik hayatımız için vurgulanmıştır. Sağlam, tahribata dayanıklı ve görsel açıdan çekici olması sebebiyle kamusal yerlerde kullanıldığından bahsedilmiştir.

Sanatta Çelik başlığı altında; çeliği haddelemek, dövmek, bükmek ve kesmek hassasiyet gerektirmektedir, kamuya açık yerlerde kullanılmasında bu özelliklerinin ve maliyetinin de önemi vardır; çeşitli görsel örneklerle sanat eserlerinde çelik kulanımı anlatılmıştır.

Son olarak ilerleyen sayfalarımızda; demir ve çelik üretiminin kısa bir tarihçesine yer verilmiştir. Dünyanın en eski ve gelenksel açıdan en eski üretim sektörlerinden biri olduğu tarihinin yaklaşık 3000 yıla dayandığı demir elementinin temel olduğu açıklanmıştır. Tarihi bilgiler tarihi görseller ile anlatılmıştır. Son olarak; çelik üretimi ve şekillendirme teknolojilerinin gelişimi grafik şeklinde sunulmuştur.

Kitabımız tüm mühendislik öğrencileri, sektörde çalışan teknikerler ve mühendisler için çelik malzemesinin tüm detaylarının yer aldığı bir baş ucu kitabı şeklinde ele alınabilir.

SATIN ALMAK İÇİN TIKLAYIN