Çelik

[bluemoon24]

Önce cam (1635), bira ve tuğla fabrikalarına girdi. Derken günün

birinde, bir demir döküm fabrikası sahibi, biz niye kullanmayalım? diye

düşündü. Bu kişi Dunley idi Ne yazık ki, bu iş Dunley'in düşündüğü gibi

kolay değildi. Yalnız odunkömürünün yerine taşkömürü kullanmakla demir elde

edilemezdi. Önce demir cevherinin içindeki oksijeni yok etmek gerekiyordu.

Odunkömürünün görevi maden cevherinden oksijeni alarak karbonikgaz yapmaktı;

yani işlem sırasında odunkömürü ikili bir rol oynuyor, önce reaksiyona gerekli

ısıyı sağlıyor, sonra da kimyasal madde olarak bu reaksiyona katılıyordu. Hatta

demirin içinde eridiğinde üçüncü bir rol daha oynuyor, (yüzde 1,5'dan azsa)

demiri çelik, (yüzde 3 ya 5 olursa) döküm haline getiriyordu.Yerine

doğrudan taşkömürü koymak neden mümkün değildi? Çünkü taşkömürü, odunkömürü gibi

hemen hemen tam karbon değil, tersine oldukça katışık bir maddeydi. Taşkömürü

ısı verici olmakla birlikte kimyasal madde olarak reaksiyona katılamazdı.

Katılabilmesi için taşkömürünün karbona çevrilmesi gerekliydi. Dunley

bunun da çözüm yolunu buldu:Taşkömürünü damıtarak kok haline getirmek mümkündü.

Yalnız bu buluşu, uygulama alanına sokan başka bir İngiliz aile, Darbyler oldu.

Abraham Darby (1677-1717), Dudley gibi Birmingham dolaylarında doğmuştu.

Bu bölgenin hem demir, hem de madenkömürü bölgesi oluşuna dikkat etti. Dindar

adam, bu durumun Tanrı buyruğu olduğuna, izlemesi gerekli yolu kendisine O'nun

gösterdiğine inanıyordu. Böylece Dunley'in yarıda bırakmış olduğu işi ele aldı.

İskoçya'ya giderek Coalbrookdale'de bir fabrika kurdu ve taşkömürünü kok haline

getirmek için deneyler yapmaya başladı. 1709'da bu işi başarmasına başardı, ama

ölümü buluşunu sanayileştirmesini engelledi. Odun kullanmadan demiri ilk

elde eden oğlu II. Abraham Darby oldu (1735). Olay İngiltere'de büyük yankılar

yarattı. Ülkede taşkömürü boldu, bu da artık istenildiği kadar kok

kömürü elde edilebilir, yüksek fırınlara yutabildikleri kadar yakıt verilebilir

demekti. Böylece demir ve çelik üretimi arttıkça artacaktı. Uygarlığın ve

İngiltere'nin kaderini değiştirecek olan çelik çağı açılmıştı. Baba

Abraham'ın, ölümünde yılda 600 ton döküm veren fabrikalarının, üretimi oğlunun

ölümünde 10.000 tona, torunu zamanında da 15.000 tona yükseldi. Ne var

ki, büyük çapta üretim, Britanya sanayii için genellikle yapılan yermelerin bir

kere daha tekrarlanmasına yol açtı. Üretim miktar bakımından yeterliydi, ama

kalitesizdi. Elde edilen demir, maden köpüğüyle doluydu, dolayısıyla iyi kalite

demire ihtiyaç görüldüğünde, oduna sadık kalan İsveç ya da Rusya'ya başvurmak

gerekiyordu. Bu durum, özellikle sert çeliğe ihtiyaçları olan araç

imalatçılarını zor duruma sokmuştu. Gerçi Birtnguccio'dan (1540) beri

'semantasyon' yoluyla, yani demire karbon içirerek çelik yapmayı biliyorlardı,

ama semantasyonlu çelik bile, sözgelişi saat zemberekleri imali gibi ince işler

için, elverişsizdi Sonunda sabrı tükenen bir saatçi kollan sıvadı ve

istenen nitelikte çeliği imal etmeyi başardı. Bu, Doncasterli Benjamin Huntsman

adında bir İngilizdi (1704-1776). Yüksek ısıya dayanabilecek büyük bir kabın

içinde semantasyonlu çeliği koyup erittikten sonra, buna su verdi. Böyle

eritilip su verilen çelik en ince araçları bile imal etmeye yarayacak

nitelikteydi. Şunu da hemen ekleyelim; bu yolla ancak az miktarda çelik imal

edebilirdi, dolayısıyla fiyatı da pahalı oluyordu. Çeliği tonlarla ısmarlamakta

olan mühendisler, buluştan bu yüzden hoşnut kalmamışlardı. Sheffield Çelik

Fabrikası da, Huntsman çeliğini çok sert olduğundan kullanmak istemedi.

Madem çelikte önemli olan karbon oranıydı; bu iki şekilde, ya karbonsuz

demire karbon vermek ya da fazlasıyla karbonlu dökümden karbon çıkartmakla elde

edilebilirdi. O güne kadar birinci yoldan gidilmişti. Ama bu yol ihtiyaçları

karşılayacak miktarda çelik vermediğinden, ötekini denemek yerinde olacaktı.

İngiliz madencisi Henry Cort da böyle düşünmüştü her halde. Dökümü karbonundan

arıtmak için oksitleyici bir maddeyle karıştırıp kor haline gelinceye kadar

ısıttı. Fazla karbonu böylece giderdiğinde, elde ettiği maddeyi, köpüğünden

arıtmak için dövmekten başka iş kalmıyordu.Cort'un fırınına Uzun alevli

fırın ve kullandığı yönteme de puddlage (dökme demiri ocakta tavlama) adı

verilir. Bu buluş sayesinde sanayiye yetecek miktarda iyi kalite çelik elde

edilebiliyor; dolayısıyla Rusya ve İsveç'in tekeli kaldırılıyordu. Böylece

İngiltere çelik piyasasına hâkim oldu. Ve gerek madeni, gerekse üretim

yöntemiyle dünyaya kendini kabul ettirdi. İngilizler madencilikte dünyada

rakipsiz duruma yükselmişlerdi.Birçok ülkeler, İngiliz mühendislerini

davet ediyor, kendi ülkelerinde demir fabrikaları kurmakla görevlendiriyorlardı.

Madeni araç imali konusunda İngiliz mühendislerine baş vurulmaya başlandı.

Fransa ve Almanya'da ilk yüksek fırını İngilizler kurdu. (1787). Buhar

kazanlarını 'monte' edenler de onlar olduklarına göre, o dönemde İngilizler

dünya sanayisini ellerinde bulunduruyorlardı, diyebiliriz.

ÇELİK ADİ

BİR MADEN HALİNE GELİYOR Çeliğin her bakımdan demire üstün olduğunu

herkes takdir etmekteydi. Ama geçen yüzyılın ortalarında lüks bir maden

durumundaydı. Sözgelişi, 1864'te Fransa, 1.213.000 ton dökme demir, 792.000 ton

demir ve yalnız 41.000 ton çelik üretmekteydi. Bununla da sadece silah, bıçak,

testere ve benzeri gereçler imal edilmekteydi. Semantasyon ya da eritme yoluyla

olsun, imali güç ve pahalı oluyordu. Öyle ki, bu durumda çelik bir köprü inşa

etmek söz konusu olamazdı. O sıralarda Londra'da Henry Bessemer

(1813-1898) adlı bir mucit yaşamaktaydı. Son derece verimli bir zekâya sahip

olan bu kişi, çok çeşitli konularda başarılı çalışmalar yapmıştı; optik camlar

ve kadife üzerinde basma konusunda yenilikler getirmiş, bir yazı makinesi, bir

tulumba, kanatçıkları olan bir obüs imal ve dalgalardan sarsılmayan bir gemi

inşa etmişti. Bu son icadının III. Napolyon tarafından reddedilmesi

üzerine (1855) atölyesine döndü ve başka araştırmalar yapmaya koyuldu.

Madenciliği geliştirmeye karar verdi ve dökme demirin erimekte olduğu fırının

başına geçip incelemelere girişti. Böylece, günün birinde sıvı halindeki dökme

demirin üzerine esen soğuk havanın onu soğutacağı yerde ısıyı yükselttiğini

hayretle gördü. Servetinin büyük bir bölümünü yutan bir dizi denemelerden sonra,

bu oluşumun nedenini bulabildi. Hava akımı demirde bulunan karbon, silisyum ve

manganez gibi öğeleri yakmaktaydı ve ısıyı yükselten işte bunların yanmasıydı.

Kısacası dökme demirin karbonunu yakarak Huntsman yönteminden daha kolay ve daha

fazla miktarda çelik elde edebilmekteydi. Bessemer yöntemi yalındı:

Eritilmiş dökme demiri soğuk bir toprak kaba dökmek ve üzerinden bir hava akımı

geçirmek yeterliydi. Sanayi, buluşu hemen benimsedi, ama mucitin dediği kadar

kolaylıkla uygulanamadığını fark eder etmez de aynı çabuklukla itti.

Bunun üzerine Bessemer kendisi bir çelik işletmesi kurdu ve Sheffield'deki

fabrikasında bu yöntemi geliştirmek için ciddi çalışmalar yapmaya koyuldu. İki

yılına ve servetinin kalan bölümüne mal oldu, ama sır bulunmuştu. Kulakları

sağır edici horultular ve fışkıran alevler içinde çelik kusan, içi kil döşenmiş

yirmi ton kapasiteli dev imbiklerle uygulanan konvertisör tekniği doğmuştu.

Unutmamak gerekir ki 1851'de İngiltere yalnızca 60.000 ton çelik imal

etmişti. Bunu, 1880'de 1.320.000 tona 1890'da 3.637.000 tona (%45'i Bessemer

yöntemiyle) yükseltti. Aynı yıl Fransa'da üretim 389.000 tona (%26 Bessemer);

Almanya'da 1.613.000 tona (%16 Bessemer) ve A.B.D.'de 4.346.000 tona (%88

Bessemer) ulaştı. Almanyada'ki %16 ile A.B.D.'deki %88 oranı arasındaki

büyük fark nedeniyle okurlarımın aklına şu iki soru takılmıştır: 1) Neden bütün

ülkeler üretimlerinin tamamı için Bessemer yöntemini benimsememişlerdi? 2) Neden

çoğu yerde sadece yardımcı yöntem durumunda kalmaktaydı? Bu, Bessemer

yönteminin bile kendine göre sakıncalarının bulunmasından ileri geliyordu. Çelik

büyük bir hızla elde ediliyordu; öyle ki, başındaki işçi madeni tam olarak hangi

anda akıtması gerektiğini iyice belirleyemiyordu. Bir dakika önce akıtsa, dökme

demirin çeliğe dönüşümü tam olmuyor, bir dakika sonra, demirin kendisi

yanıyordu. Yani işlem süresinin çok kısa olması sonucu oluşumu ve madenin

niteliğini kontrol etmek imkânsızdı. Öyle ki bu yöntemle mükemmel ve her işe

elverişli bir maden elde edilemiyordu: Elde edilen, çelik raylar için uygun,

buna karşılık araç imali için yetersizdi. Bu nedenle teknisyenler daha yavaş bir

yöntem bulunamaz mı diye düşünmeye başladılar.

MODERN ÇELİĞİN SIRRINI

BULAN ADAM İlk çözüm şeklini getirenler Siemens kardeşler oldular.

Siemensler yetenekli bir mühendis ailesiydi. Bunlardan Ernst'ten (1816-1892)

telgraf konusunda söz etmiştik; ilerde de dinamonun icadındaki katkısına tanık

olacağız. William (1823-1853) İngiltere'de bir su altı kablosu fabrikası

kurmuştu. Onlara kardeşleri Frederich (1826-1904) ve elektronikte başarılı

çalışmalar yapmış olan Ernst'in oğlu Wilhelm'i (1855-1919) de katmamız gerekir.

Fırını icat eden Frederich oldu ve bunu William uygulamaya koydu. Bu

fırındaki gaz ocakları gazı ve havayı yakıyor, bu işlem ısıyı artırdığından hem

yanar maddeden tasarruf ediliyor, hem de verim yükseliyordu. Bu yöntem daha

önceleri cam sanayisinde kullanılmış ve yüksek fırınlar da uygulanmıştı. Fransız

mühendisi Louis Le Chatelier (1815-1873) de dökme demiri eritmede kullanmayı

denedi. İlke iyiydi ama uygulaması güçlükler çıkarttı: Le Chatelier

fırının içini döşemeye elverişli sertlikte tuğla bulamadı. Bununla birlikte

girişimi küçük bir fırının sahibi olan Pierre-Emile Martin'in (1824-1915)

dikkatini çekti. Maden mühendisi olan Martin, Bessemer'den farklı olarak birçok

şeylere birden el atmaktansa, bir tek konunun üstüne eğilip onu derinliğine

incelemekten hoşlanan bir insandı. Babasının Fourchambault'daki

atölyesinde yaptığı staj ve Sireuil (Charante) fabrikalarındaki tecrübeleri,

Bessemer yönteminin kusurlarını meydana çıkarmasına yol açtı ve bunları nasıl

giderebileceğini kendi kendine sordu. Siemenslerin ve Le Chatelier'nin

girişimleri ona yol gösterdi: Bütün iş, fırınların içini kaplamaya yarayacak

uygun sertlikte bir madde bulmaktı. Martin, 1863'te Le Chatelier ve William

Siemens'le bağlantı kurdu ve onların öğütleri uyarınca bir fırın inşa ettirdi.

Ertesi yılın nisanında ilk çelik akmaya başladı. Bunda dökme demir, silisli

tuğlalarla döşenmiş bir tabanın üzerine konmakta ve gaz ocaklarıyla

ısıtılmaktaydı. Bu şekilde, karbondan arıtma işlemi ağırlaştırılmış olduğundan

dilenen andan durdurmak mümkün oluyor, böylece istenen kıvamda çelik elde

edilebiliyordu. Beratı 1865'te alınan Martin yöntemlerinin pratik bir

şekilde uygulanabilmesi için mucitin daha uzun zaman incelemeler yapması

gerekti. Martin çalışmalarının ürünlerini alabilmiş ve başarısını gölgeleyen hiç

bir sıkıntıyla karşılaşmamıştır Gerçekten, birçok madenciler Martin yönteminin

üstünlüğünü takdir etmişler ve hemen uygulamaya koymuşlardı, ilk Sireuil'de

uygulanan bu teknik hızla yayıldı ve fırınların kapasiteleri gittikçe artarak

200 tona vardı. Buna paralel olarak nitelik ve çeşitlerde de gelişme görüldü,

öyle ki, bir süre sonra birçok ülkelerde Martin yöntemi Bessemer'i büsbütün

ortadan kaldırdı. 1915'te Martin öldüğünde, Martin çeliği Fransa'da

üretimin %34'ünü Almanya'da %35'ini, Amerika'da %66'sını, İngiltere'de %71'ini

kapsamaktaydı. Bessemer'in ülkesi İngiltere'de bile 1948'de üretilen 12.987.000

ton çeliğin 14.877.000 tonu Martin yöntemiyle elde edilmekteydi.



Siyaset, Bilim Ve Tarih Bilinci (Doğan Özlem )The Benefits Of TreesEnerji TasarrufuAlternatif Ucuz Enerji KaynaklarıErozyonun Tanımı Ve ÇeşitleriDünyamızın HareketleriDoğalgazDeve KuşlarıTeknolojik CellatlarımızKüresel IsınmaÇimento İşkolu Ve SorunlarıAtmosferin Başlıca Gaz KirleticileriNükleer EnerjiYapay KristallerHyrogen Fuel  The Fuel Of FutureKentiçi Ulaşımı Ve Çevre SorunlarıPrcı HakkındaÇevre Kirliliği Ve SonuçlarıSivil SavunmaUluslararası Hukuk Ve Çevre