Uygarlığın Çelik Basamakları

Page 1

Bülent ŞENLİYİM Makine Mühendisi ODTÜ, 1983


Çelik;


Çelik;



Hematit

Manyetit

Siderit

Limonit


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

Toz Demir Cevheri

Sıvı Ham Demir Üretimi

Kömür / Kok

Ürün

Yüksek Fırın

Sıvı Ham Demir Zenginleştirme Parça Demir Cevheri

Hazırlama

FINEX®

Toz Demir Cevheri

HBI COREX®

Peletleme Tesisi Pelet

DRI MIDREX®

Sinter Tesisi

Sinter

Çelik Üretimi / Satış


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.


Konvansiyonel Yüksek Fırın Akışı Sıvı Çelik

Ham Demir Cevher

Yarı-ürün

Kok Kömürü

Sinter tesisi Kok Tesisi

Desulphurizatio n

Pig Iron Casting Pota Ocağı

Hurda

Sürekli Döküm Makinası

Kütük Blum Slab

LD (BOF) Plant RH RH PLANT Plant

İnce Slab Döküm ve Haddeleme

Sıcak Blast

Sıvı metal Curuf

Türkiyede Yüksek fırınlı üç tesis vardır.

Sıcak Rulo Sac


Y羹ksek F覺r覺n

Konverter


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.


Konvansiyonel Elektrik Ark Ocaklı Tesis Akışı Hurda 1 Katkılar Pota Ocağı

Hurda 2

Kireç

Sürekli Döküm Makinası

Kütük Blum Slab

Elektrik Ark Ocağı

İnce Slab Döküm ve Haddeleme

Türkiye’de faaliyet gösteren 24 EAO’lı tesis vardır.

Sıcak Rulo Sac


Pota Ocağı

Elektrik Ark Ocağı


Kütük/Blum Sürekli Döküm Makinası


Yarı Ürün Kütükler

Sıcak Haddelenmiş Rulolar


Çelikhanelerde üretilen kütük, blum ve slab şeklindeki yarıürünlerin 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.


Sac Haddeleme Tesisi

Çubuk-Kangal Haddehanesi


I - Profiller

Kangal Ambalajlı Çelik Ürünler

Raylar



Türkiye'nin Ürünlere ve Yöntemlere Göre Ham Çelik Üretimi (1.000 ton)

Kütük Slab TOPLAM EO * BOF ** TOPLAM

2006

2007

2008

2009

2010

2011

% pay 2011

20.302 3.135 23.437 17.252 6.185 23.437

22.028 3.726 25.754 19.362 6.392 25.754

22.650 4.156 26.806 19.772 7.034 26.806

20.524 4.779 25.303 17.741 7.562 25.303

21.827 7.316 29.143 20.905 8.238 29.143

24.400 9.707 34.107 25.275 8.832 34.107

71,5 28,5 100 74,1 25,9 100

*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) EO / EF

1.000 ton

BOF

40.000

24.101

22.061

25.275

29.143

16.314

18.088

34.107

17.741

20.905

25.303

25.754 19.772

17.252

19.362

23.437

30.000

25.000

26.806

35.000

20.000

Toplam/ Total

7.562

8.238

8.832

2007

2008

2009

2010

2011

6.013

7.034

2006

5.747

6.392

10.000

6.185

15.000

2011-8ay

2012-8ay

5.000

0


1930

Demir-çelik sanayinin temeli atıldı. Bu yıllarda modern anlamda üretim Kırıkkale’de Askeri Fabrikalar Müdürlüğü’ne bağlı olarak başladı.

1937

Türkiye’nin ilk entegre demir-çelik tesisi KARABÜK KARDEMİR kuruldu.

1939

KARABÜK KARDEMİR, 150 bin ton çelik üretim kapasitesi ile üretime başladı.

1960

Özel mülkiyetli ilk elektrik ark ocaklı tesis olan METAŞ, 20 bin ton kapasite ile İZMİR’ de üretime başladı.

1965

EREĞLİ ERDEMİR 470 bin ton üretim kapasitesi ile yassı ürün üretimine başladı.

1977

Türkiye’nin üçüncü entegre tesisi olan İSDEMİR faaliyete geçti.

2011

Ham çelik üretimi 34 milyon tonu, ihracatta 16 milyar doları aştı.


Türkiye'nin Nihai Mamul Üretimi / Tüketimi (1000 ton)

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2011-8 ay

2012-8 ay *

% değişim (12/11)

%pay12

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

2011-8 ay

İTHALAT

2012- 8 ay *

% değişim 12/11

1000$

1.692.096

1.106.992

2.080.640

1.305.976

23,0

1.637.595

1.069.751

2.064.574

1.295.477

54.501

37.241

16.066

969.211

1.821.152 1.141.949

27,4

17,8

114

114

26,1

21,1

1.358.129

919.939

1.499.112

957.301

10,4

4,1

116

135

10.499

-70,5

-71,8

71.732

49.272

322.040

184.648

348,9

274,8

76

6

990.901

-34,1

-32,8 4.284.992 4.231.192 4.317.634 3.799.076

0,8

-10,2

35

26

5.349.900

18,4

14,2

-0,4

-7,7

448

554

Çelik Ürünleri 10.210.949 7.268.608 11.233.900 7.646.777 Toplamı

10,0

5,2

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

Uzun Ürünler

6.739.200

4.686.073

7.981.338

908.716

1.046.642

ton

905.444

1000$

966.192

6.623.569 6.247.045 7.044.230 5.907.217

miktar

değer

1.429.861

Yassı Ürünler 1.779.653 1.475.543 1.171.922

miktar değer

İhracatın İthalatı Karşılama Oranı (%)

18,0

Slab

ton

% değişim 12/11

1000$

Kütük

1000$

2012- 8 ay *

ton

Yarı Ürünler

ton

2011-8 ay

2011 2012


2012 yılı 8 aylık geçici rakamlara göre demirçelik 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 i h r a ca t ını Orta-Doğu, Körfez Bölgesi ve Avrupa Birliği ülkelerine, en çok i t h a l a t ı da Avrupa Birliği ve Birleşik

Devletler

yapmaktadır.

Topluluğu

ülkelerinden


Ülkemizdeki çelik üretim tesislerinde 2011 yılında yaklaşık 30 milyon ton hurda kullanılmış olup, bunun 21 milyon tonu ithal edilerek 10 milyar USD ödeme yapılmıştır.


HURDA İTHAL EDEN ÜLKELER – 2010 ENDONEZYA TAYLAND 2% KANADA 3% 4% MALEZYA 4% HİNDİSTAN 6%

TÜRKİYE 35%

ABD 6%

ABD 7%

TAYVAN 9% ÇİN 10%

GÜNEY KORE 14%


ÇELİK SEKTÖRÜNDE İSTİHDAMDAKİ GELİŞİM (KİŞİ) % pay 2011 10.525 9.239 13.153 14.505 16.187 16.205 14.834 17.216 18.293 52,6 33.145 17.459 17.293 16.264 17.328 16.831 14.948 16.170 16.517 47,4 43.670 26.698 30.446 30.769 33.515 33.036 29.782 33.386 34.810 100

1990

EO BOF Toplam

2000

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011


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

Fransa 19.852 19.250 17.879 12.840 15.414 15.777 .Almanya 47.224 48.550 45.833 32.670 43.830 44.288 İtalya 31.624 31.553 30.590 19.848 25.750 28.662 İspanya 18.391 18.999 18.640 14.358 16.343 15.591 İngiltere 13.871 14.317 13.521 10.079 9.709 9.478 Polonya 10.008 10.632 9.728 7.128 7.993 8.779 AB (27) 206.903 210.179 198.195 139.366 172.630 177.376 Türkiye 23.315 25.754 26.806 25.304 29.143 34.107 Diğer Avrupa 28.205 30.608 31.710 29.076 33.585 38.966 Rusya 70.830 72.387 68.510 60.011 66.942 68.743 Ukrayna 40.891 42.830 37.279 29.855 33.432 35.332 BDT 119.906 124.169 114.345 97.645 108.200 112.554 Meksika 16.447 17.573 17.209 14.132 16.870 18.502 ABD 98.557 98.102 91.350 58.196 80.495 86.398 Kuzey Amerika 131.789 132.618 124.494 82.578 111.565 119.434 Brezilya 30.901 33.782 33.716 26.506 32.928 35.162 Güney Amerika 45.298 48.232 47.354 37.776 43.873 48.312 Afrika 18.695 18.675 16.997 15.326 16.621 14.326 Orta Doğu 15.376 16.452 16.646 17.656 19.590 20.935 Çin 421.024 489.712 512.339 577.070 638.743 695.500 Hindistan 49.450 53.468 57.791 63.527 68.321 72.200 Asya 674.126 757.285 783.040 810.405 915.839 988.170 Okyanusya 8.691 8.783 8.424 6.014 8.149 7.248 Dünya 1.248.991 1.347.002 1.341.205 1.235.841 1.430.052 1.527.323

%değişim 11/10

%pay 2011

2,4 1,0 11,3 -4,6 -2,4 9,8 2,7 17,0 16,0 2,7 5,7 4,0 9,7 7,3 7,1 6,8 10,1 -13,8 6,9 8,9 5,7 7,9 -11,1 6,8

1,0 2,9 1,9 1,0 0,6 0,6 11,6 2,2 2,6 4,5 2,3 7,4 1,2 5,7 7,8 2,3 3,2 0,9 1,4 45,5 4,7 64,7 0,5 100,0


Dünya Ham Çelik Üretimi Dağılımı – 2011 Japonya 7%

Diğer 3,10%

AB(27) 11,60%

Diğer Asya 12,20%

TÜRKİYE 2,20%

BDT 7,40%

Kuzey Amerika 7,80%

Çin 45,50% Güney Amerika 3,20%


Elektrik Ark Ocakları & Yüksek Fırınlar 91

EAO % 78

Yüksek Fırın % 70

70 64

62

30

63 58

38

70

68

42

36 30

57 43 33

32

30 22 9


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

ortalama

nihai

360kg)

fazla,

Birliği'nde

çelik dünya

(250kg) %50 üzerindedir.

kaydedilen

tüketiminden ortalamasının

(355ise


KİŞİ BAŞINA ÇELİK TÜKETİMİ (Kg/Kişi) 218 208

DÜNYA ORTALAMASI HİNDİSTAN BREZİLYA TÜRKİYE

59 55 123 130 342 303 460 436

ÇİN

416 418

KANADA AVRUPA BİRLİĞİ

485 467 428 401

İSVEÇ

323 322 464 428

İTALYA

507 501

JAPONYA A.B.D GÜNEY KORE

2011

313 299

ALMANYA

İSPANYA

2010

285 258 1077

1157


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


Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.