Demir Cevheri: Çelik Hammaddeleri Yolculuğu

I. Hammaddeler

Çeliğin kökeni, demirin (Fe) doğal formu olan demir cevheridir. Saf demir doğada mevcut değildir. Demir cevheri temel olarak üç türe ayrılır: manyetit, hematit ve limonit, bunların hepsi demir oksittir ve oksidasyon yöntemlerine göre farklılık gösterir. Demir cevherindeki demir içeriği ne kadar yüksekse o kadar iyidir.

Teorik olarak, demir cevherindeki en yüksek demir içeriği 72% civarındadır ve demir içeriği 60%'nin üzerinde olan demir cevheri zengin demir cevheri olarak adlandırılır. Demir cevheri önce bir fırında demire (pik demir) indirgenir, daha sonra çelik üretimi için bir fırına gönderilir. dekarbürizasyon ve rafine edilerek çeliğe dönüştürülür.

Hurda çelik ayrıca bir çelik üretim fırınında eritilebilir ve yeniden üretilebilir. Genel olarak çelik, kullanım alanlarına göre çeşitli özellik ve şekillerde ürünlere dönüştürülür ve bunlara çelik ürünler denir.

Tipik olarak, çelik ürünleri demir cevherinin indirgenmesi, pik demire eritilmesi (eritme), pik demirin çeliğe rafine edilmesi (çelik üretimi) ve ardından çeliğin çeşitli çelik ürünlerine haddelenmesi ve işlenmesi ile yapılır. Genel olarak, çelik ürünleri dökme demir, dökme çelik, dövme çelik ürünleri ve çelikten işlenmiş ürünleri içerir.

Çeliğin hammaddelerini tartışmadan önce şunu açıklığa kavuşturmamız gerekiyor: Çelik tam olarak nedir? çelik ve demir arasındaki fark? Farklı bileşenlere mi sahipler? Günlük hayatta çelik ve demirden her zaman "çelik ve demir" olarak bahsederiz, bu da çelik ve demirin aynı tür malzeme olması gerektiğini gösterir.

Aslında, bilimsel açıdan bakıldığında, çelik ve demir biraz farklıdır. Ana bileşenleri demir elementidir, ancak farklı miktarlarda karbon içerirler.

Biz buna genellikle "pik demir" deriz. karbon içeriği 2%'nin üzerinde olduğunda "çelik", bu değerin altında olduğunda ise "çelik" olarak adlandırılır. Bu nedenle, çelik ve demirin eritilmesi sürecinde, demir içeren cevher önce bir yüksek fırında erimiş pik demire dönüştürülür ve ardından erimiş pik demir bir çelik üretim fırınında rafine edilerek çeliğe dönüştürülür.

Çelik üretmek için gereken hammaddeler tartışılmak üzere dört kategoriye ayrılabilir: ilk kategoride çeşitli demir içeren cevher hammaddeleri; ikinci kategoride kömür ve kok kömürü; üçüncü kategoride kireçtaşı gibi cüruf üretmek için eritme sürecinde kullanılan flakslar; son kategoride ise hurda çelik, oksijen vb. gibi çeşitli yardımcı malzemeler ele alınmaktadır.

II. Demir Cevheri Türleri ve Dağılımı

Teorik olarak, demir elementleri veya demir bileşikleri içeren herhangi bir cevher demir cevheri olarak adlandırılabilir. Ancak endüstriyel veya ticari anlamda bir demir cevherinin sadece demir içermesi değil, aynı zamanda bir kullanım değerine de sahip olması gerekir.

Ancak, bir cevherin değerini belirlemenin karmaşık yapısı nedeniyle, sektörde demir cevheri için kesin bir standart oluşturmak zordur. Örneğin, Avrupa'da üretilen demir cevheri düşük demir içeriğine sahip kalitesiz bir cevherdir. Daha iyi bir cevher bulamadıkları için buna demir cevheri diyorlar.

Buna karşılık Avustralya'da bol miktarda yüksek kaliteli, yüksek demir içerikli cevher rezervi bulunmaktadır, bu nedenle Avrupa'da kullanılan cevher türü Avustralya'da değersiz kabul edilmektedir. Dolayısıyla, Avrupa'nın demir cevheri olarak kullandığı şey, Amerikan çelik endüstrisinde bu şekilde değerlendirilmemektedir.

Dahası, daha önce düşük demir içeriği nedeniyle değersiz kabul edilen cevherler, endüstriyel teknolojideki ilerlemeler ve bu cevherlerdeki demir içeriğini zenginleştirmek için ucuz yöntemlerin geliştirilmesi nedeniyle artık değerli demir cevherleri haline gelmiştir.

Bu nedenle, demir cevheri için endüstriyel standardın bölgesel arz ve talebe, endüstriyel teknoloji seviyelerindeki değişikliklere ve ulaşım koşullarına göre değiştiği sonucuna varabiliriz. Mevcut standartlara göre, ortalama demir içeriği 25% veya daha fazla olan cevherler değerli demir cevheri olarak kabul edilmektedir.

Demir doğada öncelikle bileşikler halinde, özellikle de bol miktarda bulunan demir oksitler şeklinde bulunur. İşte birkaç önemli demi̇r türleri̇ cevheri (ilk üçü ana türlerdir):

(1) Manyetit, Fe2O3 ve FeO bileşiği olan Fe3O4 birincil bileşimine sahip bir demir oksit cevheridir. Siyahımsı gri renktedir, özgül ağırlığı yaklaşık 5,15'tir, 72,4% Fe ve 27,6% O içerir. Manyetiktir ve zenginleştirme sırasında manyetik ayırma ile uygun şekilde işlenebilir. Bununla birlikte, yoğun yapısı nedeniyle zayıf bir indirgenebilirliğe sahiptir. Uzun süreli ayrışmadan sonra hematite dönüşür.

(2) Hematit de bir demir oksit cevheridir ve esas olarak Fe2O3'ten oluşur. Koyu kırmızıdır, özgül ağırlığı yaklaşık 5,26'dır, 70% Fe ve 30% O içerir. En önemli demir cevheridir. Yapısına bağlı olarak, kırmızı hematit, speküler hematit, mikalı hematit ve kırmızı aşı boyası dahil olmak üzere birçok türe ayrılabilir.

(3) Limonit, sulu demir oksit içeren bir cevherdir. İki farklı yapıdaki cevher için kullanılan genel bir terimdir: goetit (HFeO2) ve lepidokrosit (FeO(OH)). Bazı kişiler ana kimyasal formülünü m Fe2O3nH2O olarak yazmaktadır. Yaklaşık 62% Fe, 27% O ve 11% H2O içeren, özgül ağırlığı yaklaşık 3,6-4,0 olan toprak sarısı veya kahverengi görünür. Genellikle diğer demir cevherleri ile bir arada bulunur.

(4) Demir Karbonat içeren bir cevher olan Siderit, esas olarak FeCO3'ten oluşur ve yaklaşık 3,8 özgül ağırlığa sahip mavimsi gri bir renk sergiler. Bu cevher genellikle önemli miktarda kalsiyum ve magnezyum tuzları içerir. Karbonat iyonlarının 800 ila 900°C civarındaki sıcaklıklarda yüksek ısı emilimi nedeniyle karbondioksit açığa çıkaran bu cevher türü, yüksek fırına verilmeden önce tipik olarak kavrulur.

(5) Karmaşık bir tuz cevheri olan Silikat Demirinin kesin bir formülü yoktur ve bileşimi büyük ölçüde değişir. Genellikle koyu yeşil bir renge, yaklaşık 3,8 özgül ağırlığa ve çok düşük demir içeriğine sahiptir, bu da onu oldukça zayıf bir demir cevheri yapar.

(6) Sülfürlü Demir cevheri FeS2 içerir, Fe sadece 46,6% ve S 53,4% oluşturur. Gri-sarı bir renge ve yaklaşık 4,95 ila 5,10 arasında bir özgül ağırlığa sahiptir. Bakır, nikel, çinko, altın ve gümüş gibi diğer birçok değerli metalin varlığı nedeniyle, bu cevher genellikle diğer metal eritme endüstrilerinde hammadde olarak kullanılır.

Dahası, büyük miktarda sülfür içerdiğinden, sıklıkla sülfür üretmek için kullanılır, bu da demiri bir yan ürün haline getirir, bu da aslında artık bir demir cevheri olarak sınıflandırılamayacağı anlamına gelir.

Demir, Dünya yüzeyinde yaygın olarak bulunur ve son derece bol miktarda bulunur; neredeyse tüm kayalar ve hayvan ve bitki kalıntıları bir miktar demir içerir. Jeolojik tahminlere göre, yerkabuğunun yaklaşık 4 ila 5%'si demirden oluşmaktadır.

Bu demir içeren maddelerin sadece çok küçük bir kısmı değerli demir cevheri olmasına rağmen, arz son derece boldur. Şu anda Dünya'nın demir cevheri rezervlerini tahmin etmek için kesin bir rakam bulunmamaktadır.

Belirlenen başlıca demir cevheri üreticisi ülkeler arasında ABD, Kanada, Brezilya, Avustralya, Güney Afrika, Hindistan, Fransa, Birleşik Krallık, İsveç, İspanya, Sovyetler Birliği, Çin ve Venezuela yer almaktadır.