Siemens Martin Çelik Üretim Yöntemi

Siemens-Martin yöntemi veya açık ocağın (open hearth furnace) kullanıldığı çelik üretim süreci, 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında çelik üretiminin ana yöntemlerinden biriydi. Bu süreç, Alman mühendisler Carl Wilhelm Siemens ve Pierre-Émile Martin tarafından geliştirildi.

Siemens-Martin süreci, diğer çelik üretim süreçlerine göre daha yavaş olsa da, çeliğin kompozisyonunu ve karbon içeriğini daha hassas bir şekilde kontrol etme olanağı sağlar. Bu, çok çeşitli karbon içeriklerine ve dolayısıyla çok çeşitli özelliklere sahip çeliklerin üretilmesini sağlar.

Açık ocak, içerisine hem hurda demir, hem demir cevheri, hem de kireç taşı (cüruf oluşturucu) konulabilen büyük bir konteynerdir. Bunlar yüksek sıcaklıkta (yaklaşık 1600°C) birleşerek sıvı çelik oluşturur. Bu süreçte, fırın gazlarının ısı enerjisi geri kazanılır ve fırının ısıtılmasında kullanılır, bu da enerji verimliliğini artırır.

Siemens-Martin süreci, Bessemer sürecine kıyasla çeliği daha yüksek bir sıcaklıkta işler, bu da demirin daha fazla oksijenle reaksiyona girmesini ve daha fazla kirlilik maddesinin çıkarılmasını sağlar. Bu süreç, fosfor ve sülfür gibi istenmeyen bileşenlerin çeliği zayıflatabileceği durumlar için özellikle uygundur.

Ancak, 20. yüzyılın ikinci yarısından itibaren, bu süreç genellikle daha hızlı ve daha etkili olan temel oksijen süreci ve elektrik arkı fırını süreci gibi çelik üretim yöntemleri tarafından büyük ölçüde yerini almıştır.
 

Çelikler genellikle kimyasal kompozisyonlarını, üretim süreçlerini veya belirli mekanik özelliklerini ifade eden standartlara göre sembolize edilir. Bu standartlar, çeliğin türüne, kalitesine ve özelliklerine bağlı olarak ülkeden ülkeye veya standart organizasyonundan standart organizasyonuna değişir. Çeliklerin sembolleri genellikle AISI (American Iron and Steel Institute - Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü), SAE (Society of Automotive Engineers - Otomotiv Mühendisleri Derneği), ASTM (American Society for Testing and Materials - Amerikan Malzeme ve Test Standartları Derneği), EN (European Standard - Avrupa Standardı), JIS (Japanese Industrial Standards - Japon Endüstri Standartları) gibi standartlara göre belirlenir.

Özellikle, Siemens-Martin süreciyle üretilen bir çeliğin spesifik sembolü, çeliğin kimyasal bileşimine, mekanik özelliklerine ve/veya uygulama alanına bağlı olacaktır. Ayrıca, Siemens-Martin süreci genel bir üretim yöntemi olduğu için, bu süreçle üretilen çeliklerin geniş bir yelpazesi olabilir ve her birinin farklı bir sembolü olabilir.

Bu nedenle, Siemens-Martin çeliğinin belirli bir sembolü olmadığını belirtmek önemlidir. Sembol, belirli bir çelik türünü ifade eder ve bu çeliğin kimyasal bileşimine, mekanik özelliklerine ve/veya uygulama alanına dayanır, üretim sürecine değil. Örneğin, bir AISI 1020 çeliği, hem Bessemer hem de Siemens-Martin süreciyle üretilebilir, ama her iki durumda da aynı sembolü (AISI 1020) taşır.
 

Siemens-Martin süreciyle üretilen çelikler, bu yöntemle elde edilen çeliğin kompozisyonunu ve kalitesini daha hassas bir şekilde kontrol etme olanağı sayesinde çok çeşitli özelliklere sahip olabilirler.

Kalite Kontrolü: Siemens-Martin süreci, çeliğin karbon içeriğini ve dolayısıyla sertliğini ve mukavemetini kontrol etme olanağı sağlar. Bu, geniş bir yelpazede çelik kalitelerinin üretilmesini mümkün kılar. Çelik, düşük karbonlu yumuşak çelikten yüksek karbonlu, sert ve yüksek mukavemetli çeliğe kadar her türlü özelliklere sahip olabilir.

Saflık: Siemens-Martin süreci, yüksek işlem sıcaklıkları ve uzun işlem süreleri nedeniyle demirin daha fazla oksijenle reaksiyona girmesini ve daha fazla kirlilik maddesinin çıkarılmasını sağlar. Bu, genellikle daha saf çeliklerin üretilmesine yol açar.

Özelleştirilebilirlik: Siemens-Martin süreci, farklı türlerde ve kalitelerde çeliklerin üretilebilmesini sağlar, bu da geniş bir uygulama yelpazesi için uygun olan çeliklerin üretilebilmesi anlamına gelir.

Esneklik: Siemens-Martin çeliği, genellikle yüksek esnekliğe sahiptir. Bu, çeliğin biçimlendirilebilir olması ve çeşitli uygulamalar için şekillendirilebilir olması anlamına gelir.

Yüksek Mukavemet: Genellikle, Siemens-Martin çeliği, çeliğin yüksek basınç ve gerilmelere dayanabilmesini sağlayan yüksek mukavemetli bir çeliktir.

Korozyon Direnci: Siemens-Martin süreci ile üretilen bazı çelikler, belirli uygulamalar için yüksek korozyon direncine sahip olabilir.

Isı Direnci: Bazı Siemens-Martin çelikleri, yüksek sıcaklıklara karşı dirençli olabilir, bu da onları yüksek ısı gerektiren uygulamalar için ideal kılar.

Yine de, bu özellikler spesifik bir çeliğin kimyasal bileşimine ve üretim sürecine bağlıdır, bu yüzden belirli bir çelik hakkında kesin bir şey söylemek için spesifik bir çeliğin standardına veya koduna başvurulması gerekmektedir. Örneğin, AISI veya EN standartlarına göre belirli bir çelik kodu, çeliğin belirli özelliklerine işaret eder. Bu standartlar, çeliğin içerdiği karbon miktarını, çeliğin kimyasal bileşimini ve mekanik özelliklerini belirtir. Bu bilgiler, çeliğin uygulanabilirliği ve performansı hakkında önemli bilgiler sağlar.
 

Siemens-Martin süreci, bir çelik üretim yöntemi olup belirli bir çelik çeşidi ya da sınıfını tanımlamaz. Bu süreç, çeşitli kalitelerde ve kompozisyonlarda çelik üretimine olanak sağlar.

Siemens-Martin süreciyle üretilebilecek çelik çeşitleri şunlar olabilir:

Düşük Karbonlu Çelik: Düşük karbon içeriği genellikle daha yumuşak ve daha dövülebilir bir malzeme üretir. Bunlar, otomobil gövdeleri, çivi, civatalar ve diğer genel kullanım ürünlerinde kullanılır.

Orta Karbonlu Çelik: Orta karbonlu çelikler, daha yüksek mukavemet ve sertlik sağlar, ancak dövülebilirliklerini bir dereceye kadar kaybederler. Bunlar genellikle raylar, döküm parçalar ve diğer daha ağır hizmet uygulamalarında kullanılır.

Yüksek Karbonlu Çelik: Yüksek karbonlu çelikler genellikle çok sert ve mukavemetli olup alet çeliği, yay çeliği veya diğer yüksek mukavemetli uygulamalar için kullanılır.

Alaşımlı Çelik: Alaşımlı çelikler, belirli özellikleri artırmak veya değiştirmek için diğer elementlerle (örneğin manganez, nikel, krom, molibden vb.) alaşımlanabilir. Bu çelikler genellikle özel uygulamalar için kullanılır.

Yüksek Dayanımlı Yapısal Çelikler: Yüksek mukavemetli çelikler, genellikle inşaat endüstrisinde veya ağır yük taşıma gerektiren uygulamalarda kullanılır. Siemens-Martin süreci, çeliğin karbon içeriğini ve diğer alaşımlama elementlerini kontrol ederek bu tür çeliklerin üretimini mümkün kılar.

Alaşımlı Çelikler: Alaşımlı çelikler, belirli özellikleri geliştirmek için bir veya daha fazla metalin eklenmesiyle oluşturulur. Siemens-Martin süreci, çeşitli alaşımlama elementlerini çelikle birleştirmek için kullanılabilir.

Paslanmaz Çelik: Paslanmaz çelik, yüksek korozyon direnci sağlayan krom gibi elementlerin eklenmesiyle oluşturulur. Siemens-Martin süreci, bu tür çeliklerin üretimini mümkün kılar.

Alet Çeliği: Yüksek karbon ve/veya tungsten, vanadyum veya molibden gibi alaşımlı çelikler genellikle alet çeliği olarak kullanılır. Bu çelikler, aletlerin sertliğini ve aşınma direncini artırmak için kullanılır.

Bu sürecin çeşitli uygulamaları ve çeşitli çelik türlerinin üretimindeki esnekliği, Siemens-Martin sürecini çelik üretiminin çeşitli yönleri için uygun kılar. Ancak, belirtildiği gibi, bu süreç genellikle daha hızlı ve enerji verimli olan elektrik arkı fırını veya temel oksijen süreci gibi diğer modern çelik üretim süreçleri tarafından büyük ölçüde yerini almıştır.
 

Siemens-Martin süreci, geniş bir çelik yelpazesi üretmek için kullanılan bir çelik üretim yöntemidir. Bu, Siemens-Martin çeliğinin, farklı kompozisyonlar ve özellikler sağlayabilen geniş bir uygulama yelpazesine sahip olabileceği anlamına gelir. İşte Siemens-Martin süreciyle üretilen çeliklerin bazı yaygın kullanım alanları:

İnşaat Malzemeleri: Siemens-Martin çeliği, çeşitli yapısal uygulamalar için kullanılabilir. Bu, köprüler, binalar, tüneller ve diğer altyapı projeleri gibi geniş çaplı projeleri içerir. Siemens-Martin çeliği, yüksek dayanımlı ve dayanıklı olması nedeniyle bu tür uygulamalarda idealdir.

Otomotiv Endüstrisi: Otomotiv sektöründe, Siemens-Martin çeliği çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. Bu, motor parçaları, şasi, karoser ve daha fazlasını içerebilir.

Gemi İnşa: Siemens-Martin çeliği, gemi yapımında yaygın olarak kullanılır. Çeliğin yüksek dayanımı ve korozyon direnci, denizcilik koşullarına karşı dayanıklı gemilerin üretimini sağlar.

Boru ve Tüpler: Siemens-Martin çeliği, boru ve tüp üretiminde yaygın olarak kullanılır. Bu, petrol ve gaz endüstrisinde kullanılan yüksek basınçlı boruları, su ve atık su borularını ve daha fazlasını içerebilir.

Demiryolu Endüstrisi: Demiryolu rayları, çoğunlukla Siemens-Martin çeliğinden yapılır çünkü bu çelik türü, yüksek aşınma direnci ve dayanıklılık sunar.

Bu örnekler, Siemens-Martin çeliğinin çeşitli uygulamalarını yansıtır, ancak bu çeliğin kullanılabileceği başka birçok endüstri ve uygulama da bulunmaktadır. Belirli bir uygulamanın gereksinimlerine en uygun çeliğin seçilmesi, genellikle çeliğin spesifik özelliklerine, çeliğin uygulama alanına ve maliyet faktörlerine bağlıdır.