İnşaat Demiri

Ham Demir Üretimi
Demir elde edilmesinde daha ziyade oksitli demir cevherleri kullanılır. Oksitli olmayan cevherler de oksidine çevrilerek kullanılabilir. Topraktan çıkarılan oksidli cevherler mekanik olarak temizlendikten sonra yüksek fırın adı verilen özel fırında kok kömürüyle indirgenir. Burada indirgeme işlemini kömürün yetersiz oksijenle yanmasından meydana gelen karbon monoksit gazı yapmaktadır.

Yüksek fırın 25-60 m yüksekliğinde, 450-5000 m3 hacimdedir. Yüksek fırında demir cevheri,sinter,pelet gibi demir ihtiva eden demirli malzemelerle birlikte cevherdeki istenmeyen empüriteleri curufla dışarı almak için curuf yapıcı kireçtaşı,kuvarsit,dolomit ve redükleyici CO gazını oluşturmak için ise kok kömürü üst kısımdan yüklenerek şarj edilir. Bir yandan bu maddeler yukarıdan yüklenirken diğer yandan oluşan ham demir ve curuf aşağıdan alınır.

Ham demir sıvı pik demir olarak adlandırılır.İçerisinde %93-94 Fe, sementit adı verilen demir karbür (Fe3C) bileşiğişeklindedir. Ayrıca, silisyum, kükürt, fosfor ve mangan da bulunur.

Yüksek fırının haznesinde, ergimiş ham demir ve üstünde de yoğunluğu daha az olan ergimiş dışık (cüruf) bulunur. Curuf, sıvı pik içerisinde bulunan kükürdün bir kısmını kendi bünyesine alarak elde edilen sıvı pike vereceği zararı azaltır, ayrıca cevherdeki alkalileri bünyesine alarak Yüksek fırın refrakterine zarar vermesini azaltır. Ergimiş dışık da zaman zaman dışarı alınır. Bu dışık, demir-portland ve yüksek fırın çimentolarının elde edilmesinde kullanılır.

Ham demirden düşük karbonlu demir elde etmek için karbon, kükürt, fosfor yabancı maddelerin uzaklaştırılması gerekir. Bu maddelerin uzaklaştırılması sonucu ele geçen ürüne çelik adı verilir.

Saf Demir
Saf demir, gümüş parlaklığında, gri renkte, dövülebilen, işlenebilen, kolayca tel ve levha haline getirilebilen orta sertlikte (kobalt ile nikel arasında) bir metaldir. Çekme direnci 20-25 kg/ mm2, uzama kabiliyeti % 40-50’dir. Isı ve elektrik akımını iyi iletirse de bakıra göre düşüktür. Nemli havalarda kolay paslanır. Üç tane allotropik kristal şekli gösterir. Kristal yapısı içmerkezli kübik olan delta demir, (ferrit d), yaklaşık 1400°C’nin üzerinde kararlıdır ve bu sıcaklığın altında gamma demire (ostenit) dönüşür. Gamma demir, yüzmerkezli kübik yapıdadır ve paramagnetikdir. Demir karbürle (Fe3C°, sementit) kolayca katı çözeltiler meydana getirebilme özelliği çelik yapımında önemlidir. 910°C’de, içmerkezli kübik yapıdaki alfa demire (ferrit) geçiş başlar. 768°C’de ise alfa demir, kristal yapısı sabit kalmak üzere, elektron yapısındaki bir değişimle ferromagnetik özellik kazanır. Yumuşak, sünek ve gri-beyaz renkte bir metal olan alfa demirin çekme direnci yüksektir.

Demirin allotropik özellikleri alaşımların meydana gelmesinde ve sıcak şekillendirmede çeliklerin ısıl işlemlere elverişlilik özelliklerinde önemli rol oynarlar. Demirin en belirli fiziksel özelliği, bir manyetik alan veya elektrik akımı tesiriyle manyetik olabilmesidir ki, bu özellik kobalt ve nikel gibi diğer metallere nazaran çok üstündür. Karbon, kobalt ve nikel gibi elementlerin mevcûdiyeti, demirin manyetik olabilme gücünü arttırır.

Demir yüzeyinde, oksitlenmeyle, alüminyumda olduğu gibi koruyucu tabaka teşekkülü söz konusu olmadığından, korrozyona karşı dayanıksızdır. Korrozyondan korumak için, yüzeyleri geçirgen olmayan bir boya ile veya nikel, krom gibi elementlerle kaplama yapılır.