Çelik, insanlık tarihinde önemli bir malzeme olarak kullanılmaktadır. Karbonun çeliğe katılması, demirin fiziksel özelliklerini geliştirir ve daha dayanıklı, sert ve işlenebilir hale getirir. Bu nedenle çelik, inşaat, otomotiv, makine, enerji, savunma sanayi ve birçok diğer sektörde yaygın olarak kullanılır.

Çeliğin tarihi, insanlık tarihine uzanan bir süreçtir. İnsanlar binlerce yıldır demirin varlığını bilmekteydi, ancak demiri çelik haline getirme yöntemlerini geliştirmek ve kullanmak biraz daha zaman aldı. M.Ö. 3000 civarında, Orta Doğu’da ve Anadolu’da demir kullanımı başladı. İlk başlarda demir, dövme yöntemiyle işlenerek kullanıldı. Ancak dövme demir, sertlik ve dayanıklılık açısından sınırlı bir malzemeydi.

Çelik üretimi, M.Ö. 1200’lerde Asyalılar ve Hintliler tarafından kullanılan wootz çeliği ile önemli bir adım attı. Wootz çeliği, özel bir işlemden geçirilerek üretilen yüksek karbonlu bir çelikti ve üstün sertlik ve dayanıklılık özellikleri gösteriyordu. Bu çelik, Orta Doğu, Hindistan ve Çin gibi bölgelerde değerli bir malzeme olarak kullanıldı.

Daha sonraki dönemlerde, demir ve çelik üretimi alanında birçok gelişme yaşandı. Özellikle Sanayi Devrimi döneminde, yeni teknolojik ilerlemelerle birlikte çelik üretimi büyük ölçüde arttı. Thomas Gilchrist ve Henry Bessemer gibi mucitler, çelik üretimindeki süreçleri iyileştiren önemli buluşlar gerçekleştirdi ve çelik üretimindeki dönüşümü hızlandırıp maliyetleri düşürdüler.

Bugün, çelik üretimi ve kullanımı oldukça yaygındır. İnşaat, otomotiv, enerji, makine, savunma sanayi ve daha birçok sektörde çelik yaygın olarak kullanılmaktadır. Modern teknolojiler ve ileri üretim yöntemleri, çeşitli çelik türlerinin üretilmesini sağlamış ve çeliğin özelliklerini istenilen şekilde ayarlamayı mümkün hale getirmiştir.

Geleneksel Yöntem

Geleneksel demir üretim yöntemi, demir oksit bileşiğinden oksijeni ayırma ile olmaktadır. İşlem şu şekilde gerçekleştirilir: Dövülmüş demir, odun yakılarak ısıtılan bir ocak veya fırına yerleştirilir. Odun kömürü, yanarak demir oksit bileşiğinden oksijeni ayırmak için gereken ısı enerjisini ve karbon monoksiti sağlar. Ayrıca sıcaklık derecesini artırır. Bu süreç sonucunda cevher parçacıklarının yüzeyinde demir metalinin oluşumu gerçekleşir. Oluşan ürün dövülerek şekillendirilir ve tekrar ocağa geri konulur. Bu süreç, demir karbon alaşımı istenen özelliklere sahip olana kadar birkaç kez tekrarlanır.

Bessemer Süreci ve Modern Çelik Üretimi

Bessemer süreci, çelik üretiminde devrim niteliğinde bir dönüm noktasıdır. İngiliz mucit Henry Bessemer tarafından 19. yüzyılın ortalarında geliştirilen bu süreç, demirin oksijenle temasını sağlayarak yüksek kalitede çeliğin hızlı bir şekilde üretilmesini mümkün kılmıştır. Bessemer sürecinde, yüksek fırınlarda eritilen dökme demir, özel bir kap içerisindeki bir üfleme işlemine tabi tutulur. Bu işlemde, saf oksijen veya havadaki oksijenle zenginleştirilmiş hava, demirin erimiş yüzeyine üflenir. Bessemer süreci, demirin dökme haldeki yüksek miktardaki karbonunu hızla indirerek yüksek kalitede çeliğin üretimini sağlamıştır. Bu süreç, daha önceki yöntemlere göre daha hızlı, daha ekonomik ve daha verimli bir çelik üretim süreci sunmaktadır.
Günümüzde ise çelik üretimi çeşitli modern yöntemlerle gerçekleştirilmektedir. Bunlar arasında en yaygın kullanılan yöntemler arasında, temel oksijenli fırınlar, lüzumlu fırınlar ve argon oksijen boğucu fırınlar bulunmaktadır. Bu yöntemler, farklı malzeme kaynakları ve üretim gereksinimlerine uygun olarak çeşitli çelik türlerinin üretilmesini sağlar. Modern çelik üretimi, yüksek kaliteli ve çeşitli özelliklere sahip çeliklerin üretilmesini sağlamaktadır ve birçok endüstri dalında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

Çelik Endüstrisinin Doğuşu

Çelik endüstrisinin doğuşu, insanlık tarihi kadar eskiye dayanmaktadır. Ancak, endüstriyel olarak çelik üretimi ve çelik endüstrisinin gelişimi 18. yüzyılda başlamıştır. İngiltere’de Sanayi Devrimi döneminde, kömür ve demir yataklarının zenginliğiyle birlikte çelik üretimi hız kazanmıştır. İngiliz mucit Henry Bessemer’in 19. yüzyıl ortalarında geliştirdiği Bessemer süreci, çelik üretiminde devrim niteliğinde bir adım olmuştur. Bu süreç, demirin oksijenle temasını sağlayarak hızlı ve ekonomik çelik üretimini mümkün kılmıştır.

Bessemer sürecinin keşfinden sonra, çelik endüstrisi büyük bir ivme kazanmış ve çelik üretimi giderek artmıştır. Çelik, dayanıklılığı, esnekliği ve çeşitli kullanım alanlarındaki geniş uygulanabilirliği nedeniyle inşaat, ulaşım, makineler ve birçok endüstri dalında önemli bir malzeme haline gelmiştir. Çelik, inşaat malzemelerinden otomotiv parçalarına, makinelerden beyaz eşyalara kadar pek çok sektörde yaygın olarak kullanılmaktadır.