Demir (Keşifler ve Buluşlar)


(Keşifler ve Buluşlar)

http://resim.bilgicik.com/icatlar_ve_buluslar/demir.jpg

XIX. Yüzyılın başlarına kadar gözler hep Roma ile Yunan’daydı. Çağdaş uygarlığımız yalnız bu iki kaynağa indirgenmekteydi. Bu görüş Napolyon’un Mısır seferiyle değişti. Onunla birlikte Mısır’a giden bilginler, ve anıttan yana zengin bu iki uygarlıktan, çok daha eski bir uygarlığın varlığını şaşkınlık ve hayranlıkla gördüler. 1842’de ufuk daha da genişledi; Fransa’nın Musul başkonsolosu Botta, Mezopotamya’nın antik anıtlarını ortaya çıkardı. Bunu, öteki uygarlıkların, (Sümerler, Babilliler, Egeliler, Hititliler, Ukrayna’dan Moğolistan’a uzayan steplerde yaşayan göçebe halk) tanınması ve incelenmesi izledi.

 

Bugün Atina ve Roma gözümüzde parlak olmakla birlikte uygarlık tarihinin bir ayrıntısından başka bir şey değildir. Birçok belli başlı teknik icatları artık onlara mal edemeyiz. Biliyoruz ki bunlar. Roma saltanatının ya da Yunanistan’ın ünlü filozoflarının gölgesinde değil, zaman zaman büyük imparatorluklar kurmakla birlikte sonradan unutulmuş Asyalı toplumların eserleridir. Yukarıda sabanın, koşumun, gemin bu halkaların icatları olduklarını görmüştük. Ama tereyağının İşkillerin icadı, demirin de (M.Ö. 1300’de) Mitillerin icadı olduğunu kaçımız biliriz?

 

Demir madeni daha önceden de biliniyordu; Hititlere borçlu olduğumuz, “demir sanayii”dir. M.Ö. 2950’de Ur’da bir demir balta; M.Ö. 2840-M.Ö. 2700’den gelen Sümer kalıntıları arasında ve Keops Piramidi’nde demir silâhlar bulunmuştur. Ancak o zamanlar, son derece az bulunan bir maden olduğundan demir değerli eşyalardan sayılıyordu. Hammurabi zamanında (M.Ö.2000) Babil’de demirin değeri gümüşünkinden sekiz kat fazla ve altının dörtle üçü oranındaydı. Günümüz de bol rastlanan bu madenin o zamanlarda bunca ‘ender oluşu’nun sebebi neydi acaba?

 

Çünkü demirin elde edilmesi bakır ya da tunçunkinden daha güçtü. Bakırı eritmek ve toprağından ayırmak için 1.083 derece ısı yeterlidir. Tuncun yapımında kullanılan kalaysa daha kolay (232 derecede) erir. Demirin eritilmesi için 1.535 derecilik bir ısı gereklidir. Bundan başka, maden cevheri oksit şeklinde olduğundan, bunu oksijenden ayırmak için çok miktarda redüktör’e yani indirgeme işlemini yapacak bir aracıya, özellikle karbona ihtiyaç vardır, işte bu iki şart, bakır ve tunç metalürjisinde (madenleri ve arıtılmalarını inceleyen bilim.) kullanılan fırınlarla gerçekleştirilemiyordu. Bunu, M.Ö. 1700’de yapılmış bir Mısır resminde gördüğümüz, ayakla işleyen körüklerle yapmak ve gerekli miktarda oksijeni maden cevherinden alacak maddeyi sağlamak imkânsızdı.

 

Demiri herkesin kullandığı bir maden haline getirenler, Hititler oldular. Bunun için de yüksek fırınlardan yaralandıkları kuşku götürmez. Böylece, tunçtan yapılmış ağır silahlar, zırhlar ve kalkanlar, yerlerini demirden olanlara bıraktılar. Arkeologlar, Korsabad’daki II. Sargon’un sarayında bu silahlardan ve araçlardan 160 ton bulmuşlardır.

 

Demir, Yakın Doğu’dan Mısır’a ve Dorların yaşadığı Balkanlara doğru hızla yayıldı. M.Ö. 900 yıllarına doğru Avrupa’da görülmeye başlanan bu madeni Avrupalılara tanıtan her halde Dorlar olmuşlardı. Doğu Asya, demiri aynı çağlarda benimsedi. Delhi’de, M.Ö. IV. yüzyıldan kalma 17 metre yüksekliğinde ve 17 ton ağırlığında büyük bir sütun bulunmaktadır. Vierendeel: “Bugün bile değme atölyelerin gözünü korkutacak böylesine dev gibi bir parçanın imalinde kullanılan madeni Hindular nasıl eritmiş ve nasıl çalışabilmişlerdir, insan şaşıyor,” diyor.

 

Tabii demir önce yalnızca askerlikte kullanıldı. Ağır tunç kılıçlar, demirden yapılmış ince, hafif ve uzun kılıçların karşısında ‘âciz’ kalıyordu, öte yandan mızrak, ok ve yay daha kullanışlı biçimde yapılmaya başlandı. Gem ve mahmuz hafifledi. Bunu ev eşyaları ve günlük hayatla kullanılan öteki araçlar izledi. Bıçak, testere, zincir vb. demircilerin atölyesinden çıkmaya başladı. Bu arada makas da icat edildi. Önceleri makas sadece savaşçıların saç ve bıyıklarını kesmekte kullanılıyordu. Bir süre sonra mücevherler de demirden imal edilmeye başlandı.

 

Demirin gelişmesini izlemek, çok öğreticidir. Yakın Doğulu bir halkın zekâsının ürünü olan bu maden Asurlulara< kan dökücü egemenliklerini bütün Yakın Doğu’ya yaymaları imkânını vermiştir. II. Sargon, Assurbanipal gibi kralların ün kazandığı bu imparatorluk, kendi içinde eriyen Sümer, Mısır ve Babil gibi eski uygarlıkların mirasçısıydı. Asya’nın bu dev temsilcisi karşısında, Avrupa’nın ne önemi olurdu?.. Sadece Yunan dünyasının meydana getirdiği küçük bir ışıklı nokta dışında. Güneybatı Almanya’dan göç etmiş tarımcı bir halkın Keltlerin, birkaç yüzyıldan beri içinde yaşadıkları karanlık, sessiz ve kısır bir dünya, Kelt köylerinin yoksul kulübeleri,. Babil’in, Knosos’un Ninova’nın sanat eserlerinden ve banyolu konutlarından çok uzaklardaydı. Ve Avrupa’nın günün birinde bunları aşacağı, o dönem için aklın hayalin almayacağı bir şeydi.

 

Bununla birlikte M.Ö. 612’de heybetli Asur yapısı çöktü; Ninova, ateşler içinde yok olup gitti. Yıkıntılarından başka bir imparatorluk yükseldi: Pers İmparatorluğu. Sınırları daha da genişleyen bu devlet, Akdeniz’e kadar uzandığı Hellen kıvılcımı, Batı’nın yoğun karanlığında henüz pek güçsüz bir ışıktı.

 

DEMİR VE DÖKME DEMİRİN ZAFERİ

Bu önemli gelişmenin öncüsü, “çelik sanayinin babası” diye adlandırılan John Wilkinson’dur (1782-1808). Madencilik, araçlarını ve tekniklerinin birçoğunu ona borçludur. Hadde makinesini 1552’de Nurenberg’de Bruler adlı biri icat etmiş; iki yüzyıl sonra Fransız Chapitet, madeni oluklu iki silindirin arasından geçirerek “profil” (U,T ya da köşeli vb.) demir imal etmişti. Wilkinson, bunun kullanma alanını o derece genişletti ki, XIX. yüzyılın eşiğinde mimarlar, mühendisler ve makine yapımcıları her türlü ihtiyaca uygun boy ve biçimde madeni levha bulabiliyorlardı.

 

Wilkinson 1774’te boru biçimindeki madeni eşyaların içini “perdahlama’ ve bir de ‘delme’ makinesi icat etti. O tarihe kadar Fransız Nicolas Focg’un icadı olan (1750) ‘delici’den geliştirilmiş bir araç kullanılıyordu. Wilkinson bu aracı mükemmelleştirerek top namlularına uyguladı. Onun sayesinde yepyeni bir ‘araç-makine ailesi’ türedi. Bu aile yetenekli iki teknisyenin (İngiliz Joseph Bramah (1749-1814) ve Fransız Marc Brunel (1769-1849) çalışmalarıyla daha da gelişti. İkisi de tarımcı çocuklarıydı; mutlu bir rastlantıyla sanayi alanına atılmışlardı.

 

Bramah bir yığın icatlar ortaya attı (sözgelişi, bira tulumbası). Ama, asıl ona büyük ün sağlayan “hidrolik pres” (1796) oldu. Brunel, “delgi makinesi”, “yuva açma makinesi” ve “perdahlama makinesi” yaptı. Bundan başka Liverpool’da rıhtımlar ve doklar, Londra’da Thames ın altına bir tünel inşa etti. (1824-1842). Henry Bramah nın hidrolik presinin işlerken kuru kalmasını sağlayan, eski öğrencisi Maudslay’in (1771-1831) pistonları deriyle kaplaması oldu.

 

XVIII. yüzyılın sonlarında mühendisler bu tür araçlara sahip olduktan sonra odunu bir yana itip yerine maden kullanmaya başladılar. Maden zaten buhar makinesi için zorunluydu. Araçlar, sonra da en çeşitli mekanizmalar madenden yapılmaya başlandı. XVIII. yüzyılın sonundan on yıl kadar önce. Mühendis John Rennie’nin (1761-1821) yaptığı, dişli çarklılara kadar bütün aksamı madenden olan ilk buharlı değirmen İngiltere’de dönmeye başladı.

 

Bununla birlikte yapımcılar, kalıba dökmeye son derece uygun olan dökme demiri birçok alanlarda tercih ediyorlardı. XVIII. yüzyılın ortalarından başlayarak İngilizler, dökme demirden çok çeşitli dökme eşyalar yaptılar: 1738’de ray, 1755’te vagon tekerleği, hidrolik çarklar ve kazanlar… 1773’te teknik, madenden bir köprü yapmaya karar verilmesiyle bir atılım daha yaptı.

 

Köprü yapımcıları bundan önce de maden köprü inşa etmek hevesine kapılmışlar, 1755’te Lyon’da üç kemerli bir köprü yapmaya kalkışmışlardı. Ama bu tasarı zamana göre aşırı ileriydi. 1773’te İngiltere artık bu iş için olgunlaşmıştı. Darbylerin fabrikaları, yakınlarında bulunan Severn ırmağının üstüne ilk “demir köprü”yü attı. 1779’da trafiğe açılan ve hâlâ sapasağlam duran bu köprü, zamanında bir şaheser olarak karşılanmış, yapımcısı Abraham III. Darby “mühendislik ve mimarlık sanatına yeni ufuklar getiren öncü” olarak kutlanmıştı.

 

Dökme demir köprüler birbirini izledi: 1796’da Sunderland’da 1804’te Paris’te (le pont des arts) 1806’da yine Paris’te (le pont d’Austerlitz) Bu başarılar tutkuları kamçılayınca, dökme demirle büyük binalar inşa etmeyi deneme hevesi baş gösterdi. Fransız mühendisi François Joseph Belanger (1744-1818), Paris’te 1811’de buğday halini 40 metrelik, dökme demir kubbeyle kapatmayı başardı. Dökme demir doruğuna ulaştığı yerde, demir ve hemen ardından çelik onu geçmeye hazırdılar. 1787’de Wilkinson ilk demir gemiyi kızağa koyar, 1796’da Amerikalı Finley ilk asma köprüyü tanıtırken, mimarlar da demiri, yapılarda gizli kalan ‘iskelet’ olmaktan çıkarıp ‘dekoratif (süsleyici) unsur olarak kullanmayı düşünüyorlardı.

 

Köprüler, gemiler, araç-makineler, kubbeler gibi yararlı teknik uygulamalara rağmen, XVIII. yüzyılın sonunda madenin başlıca kullanıldığı yer hâlâ savaş sanayisiydi. Silah imalâtçılarıyla top dökümcülerinin sanayide yerleri kamu işleri mühendislerinden önce geliyordu. Fransız Devrimi’nin Avrupa’yı karşı karşıya getireceği bütün büyük çarpışmalarda demir, madenlerin kralı oldu. Ordunun ihtiyaçları nedeniyle de olağanüstü gelişimini sürdürdü.

 

Çelik alanında tüfek, Vauban’dan bu yana değişmemişti. Fransızlar, Devrim ve İmparatorluk savaşlarını 1777’de kullanılan silahlarla sürdürmekteydiler. Bunlar, hâlâ ağızdan döktürülüyorlardı.

 

Tüfeğe karşılık, top yapımı ilerleme kaydetmişti. Gösterdiği balistik (atış uzaklığı) sorunlardan ötürü matematikçilerin dikkatini çekmiş, bu sayede sağlam bilimsel temellere kavuşmuştu. İngiliz Benjamin Robins (1701-1751), mermilerin silahtan çıkış hızını ölçmek için bir “balistik sarkaç” icat etmiş ve “iç balistiğin” temellerini atmıştı. İsviçreli Johann Sulzer (1720-1779) da, 1755’te havanın direnci üzerine ilk deneyleri yaparak “dış balistiğin” esaslarını buldu. Bu direncin 1781’de matematik kanununu koyan, Prusyalı Georg von Tempelhof (1737-1807) ve İngiliz Charles Hutton’dur (1733-1824).

 

Bu kuramlarla kişisel gözlemlerin gösterdiği yoldan ilerleyen Fransız Jean-Baptiste de Gribeauval (1715-1789), yarım yüzyıl boyunca Avrupa savaş alanlarında gürleyecek olan maddeyi buldu. Ondan önce top hâlâ tunçtan yapılıyor, ama önce dolu dökülüyor, sonra delinip perdahlanıyordu. Namlu dibi kapalı olduğundan gülleler hartuçla atılıyor, nişan da nişan çizgisi’ ve ‘nişangâh’la alınıyordu.

 

Aracın, ‘sefer topu’ ve ‘kuşatma topu’ olarak ikiye ayrılması, parçaların uzatılması ve kısaltılmasının yanısıra getirilen tek yenilik standardizasyonuydu. Araçların bölümlerinin aynı ölçüler üzerine imal edilmesi kolayca parça değiştirilmesini sağlıyordu, İngiliz Henry Shrapnel’in (1761-1842) icat ettiği ‘obüs,’ topu daha öldürücü bir araç haline getirdi. İspanya seferinde bu silâhla ilk karşılaşan Napolyon orduları büyük kayıplar verdiler.

 

 




Wikipedia Bilgisi: Demir, atom numarası 26 olan bir elementtir. Simgesi Fe dir (Lat. Ferrum dan).

 

Demir, yerkabuğunda en çok bulunan metaldir. Yerkürenin merkezindeki sıvı çekirdeğin de tek bir demir kristali olduğu tahmin edilmekle birlikte, demir nikel alaşımı olma ihtimali daha yüksektir. Dünyanın merkezindeki bu kadar yüksek miktardaki yoğun demir kütlesinin dünyanın manyetik alanına etki ettiği düşünülmektedir.

 

Demir metali, demir cevherlerinden elde edilir ve doğada nadiren elementel halde bulunur. Metalik demir elde etmek için, cevherdeki safsızlıkların kimyasal redüksiyon yoluyla uzaklaştırılmaları gerekir. Demir, aslında büyük ölçüde karbonlu bir alaşım olarak kabul edilebilecek olan çelik yapımında kullanılır.

 

Demir, karbonla birlikte 1420–1470K sıcaklığa kadar ısıtıldığında oluşan sıvı ergiyik %96,5 demir ve %3,5 karbon içeren bir alaşımdır. Bu ürün ince detaylı şekiller halinde dökülebilirse de, içerdiği karbonun çoğunu uzaklaştırmak amacıyla dekarbürize edilmediği sürece, işlenebilmek için fazlasıyla kırılgandır.

 

Kullanım alanları

Demir, tüm metaller içinde en çok kullanılandır ve tüm dünyada üretilen metallerin ağırlıkça %95’ini oluşturur. Düşük fiyatı ve yüksek mukavemet özellikleri demiri, otomotiv, gemi gövdesi yapımı, ve binaların yapısal bileşeni olarak kullanımında vazgeçilmez kılar. Çelik, en çok bilinen demir alaşımı olup, demirin diğer kullanım formları şunlardır:

 

* Pik demir: %4–%5 karbon ve değişen oranlarda safsızlıklar (S, Si, P gibi) içerir. Demir cevherinden dökme demir ve çeliğe giden yolda bir ara ürün olarak değerlendirilebilir.

 

* Dökme demir: %2–%4 arasında karbon, %1 – %6 silisyum, ve az miktarda manganez içerir. Pik demirde bulunan ve malzeme özelliklerini olumsuz etkileyen, kükürt ve fosfor gibi empüriteler, kabul edilebiir seviyelere düşürülmüştür. 1420–1470K arasındaki ergime sıcaklığı, her iki bileşeninin ergime sıcaklığından daha düşüktür ve bu özelliği ile demir ve karbon birlikte ısıtılmaları durumunda ilk ergiyen ürün olur. Mekanik özellikleri, büyük ölçüde, bileşiminde bulunan karbonun aldığı forma bağlıdır. ‘Beyaz’ dökme demirlerde karbon sementit veya demir karbür şeklindedir. Bu sert ve kırılgan bileşik, beyaz dökme demirleri sertleştirir fakat darbelere karşı dayanıksız kılar. Öte yandan, ‘gri’ dökme demirlerde karbon, serbest ince grafit pulcukları halindedir ve bu da, keskin kenarlı grafit pulcuklarının gerilim arttırma karakterinden dolayı malzemeyi kırılgan yapar. Gri dökme demirin daha yeni bir türü olan ‘sünek demir’de ise, malzemenin tokluk ve mukavemetini arttırmak için, dökme demirin az miktarda magnezyum ile muamele edilip grafit pulcuklarının şeklinin küresel veya nodüler hale dönmesi sağlanır.

 

* Karbon çeliği: %0.4–%1.5 arasında karbon ile az miktarlarda manganez, kükürt, fosfor, ve silisyum içerir.

 

* Dövülebilir dökme demir: %0.2 den daha az karbon içerir, tok ve dövülebilr bir üründür.

 

* Alaşımlı çelik: değişen miktarlarda karbonun yanısıra, krom, vanadyum, molibden, nikel, tungsten gibi diğer metalleri de içerir ve daha çok yapısal alanlarda kullanılır. Demir-çelik metalurjisindeki son gelişmeler, çok çeşitli mikro-alaşımlandırılmış çeliklerin (‘HSLA’ veya ‘yüksek mukavemet, düşük alaşım’ çelikleri) ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu çelik alaşımlarının en büyük özeliği, çok küçük miktarlardaki alaşım elementi ilavesiyle çok yüksek mukavemet ve tokluğun elde edilebilmesidir.

 

* Demir(III) oksit: bilgisayarlarda manyetik depolama ünitelerinin yapımında kullanılır.

 

Tarihçe

Demirin ilk kullanımına dair işaretler, mızrak uçları, bıçak ve süs eşyası şeklinde olup Sümerlere ve eski Mısırlılara kadar (yaklaşık M.Ö. 4000 yılları) dayanmaktadır.

 

M.Ö.3500 ile M.Ö.2000 yılları arasında, Mezopotamya, Anadolu, ve Mısır civarında ergitilmiş demirden yapılmış objeler daha çok görülmeye başlanır. Bu objelerin içeriğinde nikele rastlanmaması da meteor taşlarından yapılmadıklarının bir göstergesidir. Ancak bunların kullanımlarının daha çok törensel olması, demirin o çağlarda altından bile daha pahalı olmasından dolayıdır. Örneğin İlyada’da savaş silahları bronzdan yapılmasına karşın demir ingotlar ticarette kullanılmaktadır. Bazı kaynaklara göre o çağlarda demir, bakır’ın saflaştırılması sırasında bir yan ürün olarak (‘sünger demir’) ortaya çıkmakta ve devrin metalurji bilgisi, demiri yeni baştan üretmeye yetmemektedir.

 

M.Ö.1600 ile M.Ö.1200 yıllarına gelindiğinde demirin Orta Doğu’da giderek artan bir şekilde kullanıldığı görülür, fakat gene de bronzun yerini alamaz.

 

M.Ö.1200 ile M.Ö.1000 yıllarında Orta Doğu’da, araç-gereç ve silah yapımında bronzdan demire hızlı bir geçiş yaşanmasının ardında demir işleme teknolojisinde kaydedilen bir gelişme değil, bronz yapımında kullanılan kalayın arzında yaşanan kesinti yatmaktadır. Dünyanın değişik yörelerinde değişik zamanlarda yaşanan bu geçiş süreci, yeni bir çağın, ‘Demir Çağı’nın başlangıcının işareti olmuştur.

 

Bu simge, demirin, silahların metali olduğunu, savaş tanrısı Mars’ı işaret etmekteydi.

 

Bronzdan demire geçiş süreci sırasında gerçekleşen bir başka keşif de karbürizasyon olmuştur. Karbürizasyonun kelime anlamı demire karbon ilavesi prosesidir. Demir, sünger demir şeklinde kazanılmış ve tekrarlı bir şekilde katlanarak dövülmek suretiyle içerdiği curufun kütleyi terketmesi ve karbonun oksitlenmesi sağlanmıştır. Ancak dövülmüş dökme demirin çok az karbon içermesi nedeniyle su verme ile sertleştirilmesi pek kolay olmamaktaydı. Orta Doğu insanları, dökme demiri, odun kömürü üzerinde uzun süre ısıtıp daha sonra su veya yağda su vererek çok daha sert bir ürün elde etmeyi başarmışlardır. Elde edilen ürün, çeliğin yüzeyine sahipti ve yavaş yavaş yerini almaya başlayacağı bronzdan çok daha sert ve daha az kırılgandı.

 

Çin’de Zhou hanedanının son yıllarına doğru (M.Ö.550), oldukça gelişmiş ocak teknolojisi nedeniyle yeni bir demir üretim yöntemi ortaya çıktı. 1300K sıcaklıkları aşan yüksek fırın yapabilmeleri, Çinlilerin dökme demir (veya pik demir) üretmelerini sağladı.

 

Hindistan’da demirin kullanılışı M.Ö.250 yıllarına kadar geri gider. Delhi’de Kutup kompleksindeki ünlü demir direk, saf demirden (%98) yapılmış olup bugüne kadar bozulmadan gelebilmiş ve paslanmamıştır.

 

Demir, karbonla birlikte 1420–1470K sıcaklığa kadar ısıtıldığında oluşan sıvı ergiyik %96,5 demir ve %3,5 karbon içeren bir alaşımdır. Bu ürün ince detaylı şekiller halinde dökülebilirse de, içerdiği karbonun çoğunu uzaklaştırmak amacıyla dekarbürize edilmediği sürece, işlenebilmek için fazlasıyla kırılgandır.

 

Avrupa’da dökme demirin gelişimi, ergitme ünitelerinde 1000K nin üzerine çıkılamadığı için epeyce geç olmuştur. Batı Avrupa’da, orta çağın büyük bir kısmında demir, sünger demirin dövülerek dökme demire dönüştürülmesiyle elde edilmiştir. Dökme demirin Avrupa’da ilk ortaya çıkışı İsveç’in Lapphyttan ve Vinarhyttan bölgelerinde 1150 ve 1350 yıllarında olmuştur. Bu gelişimin Moğollar tarafından Rusya üzerinden bu bölgelere getirildiği şeklindeki hipotezler doğrulanmamıştır. 14. yüzyılın sonlarına doğru, top güllelerine olan talep artışıyla birlikte dökme demir pazarı oluşmaya başlamıştır.

 

İlk demir izabe (ergitme) işlemlerinde, hem ısı kaynağı hem de redükleme aracı olarak odun kömürü kullanılmıştır. 18. yüzyıl İngiltere’sinde ağaç kaynaklarının azalmasıyla birlikte alternatif olarak kok kömürü kullanılmış ve Abraham Darby’nin bu buluşu endüstri devrimi için gerekli olan enerji kaynağını ortaya çıkarmıştır.

 

Bulunuşu

Demir uzayda en çok bulunan elementlerden birisi olup yerkabuğunda %5 oranında bulunur. Bu demirin büyük bir çoğunluğu, hematit, manyetit, ve takonit mineralleri içinde oksitli olarak bulunur. Dünyanın çekirdeğinin de büyük oranda metalik demir nikel alaşımından meydana geldiği tahmin edilmektedir.

 

Cevherden kazanımı

 

Endüstriyel anlamda demir üretimi, başlıca cevherleri olan hematit (Fe2O3) ve manyetitin (Fe3O4) 2000°C sıcaklıklardaki yüksek fırın içerisinde karbotermik reaksiyonu (karbon ile redüksiyon) ile gerçekleşir.

 

Yüksek fırında demir cevheri, karbon (kok kömürü şeklinde) ve flaks (curuf yapıcı katkılar) ile birlikte yukarıdan beslenirken, ısıtılmış hava fırına alttan üflenir.

 

Fırın içerisinde, kok, oksijenle reaksiyona girerek karbon monoksit (CO) yapar:

 

6 C + 3 O2 => 6 CO

 

Karbon monoksit, aşağıdaki denklemde görüldüğü gibi cevheri (örnekte hematit verilmiştir) ergimiş demire redükleyerek karbon dioksite dönüşür:

 

6 CO + 2 Fe2O3 => 4 Fe + 6 CO2

 

Flaks, cevherdeki safsızlıkların (özelikle SiO2 nin ve diğer silikatların) ergimesini sağlar. Yaygın olarak bilinen curuflaştırıcılar kireç taşı (kalsiyum karbonat) ve dolomit’tir (magnezyum karbonat). Cevherden uzaklaştırılması gereken empüritelerin cinsine göre farklı flakslar da kullanılabilir. Yüksek fırının içindeki sıcaklık kireç taşının kalsiyum oksit’e parçalanmasına neden olur:

 

CaCO3 => CaO + CO2

 

Daha sonra kalsiyum oksit, silisyum oksit ile birleşerek curuf yapar.

 

CaO + SiO2 => CaSiO3

 

Curuf, fırın içerisindeki sıcaklıkta ergir. Fırının tabanında curuf, kendinden daha yoğun olan sıvı demirin üzerinde yüzer. Fırının kenarında açılan oluklardan sıvı demir ve curuf ayrı ayrı alınır. Üretilen demir, pik demir olarak adlandırılır. Curuf soğuduktan sonra, kırılıp öğütülerek yol yapımında dolgu maddesi veya mineral bakımından fakir toprakların zenginleştirilmesi amacıyla kullanılabilir.

 

2000 yılında dünyada 1,1 milyar ton demir cevheri üretilmiştir. Bu miktarın piyasa değeri yaklaşık 25 milyar dolardır. Dünyada 48 ülkede demir cevheri üretimi yapılmakta olup en büyük beş üretici Çin, Brezilya, Avustralya, Rusya ve Hindistan’dır. Bu beş ülkenin toplam üretim içindeki payı %70’dir. Üretilen 1,1 milyar ton demir cevherinden yaklaşık 572 milyon ton pik demir elde edilmiştir.

 

Demir ve insan vücudu

Besin maddeleri ve suda bulunur. Topraklarda bol miktarda demir bileşikleri bulunur. Bitkiler demiri topraktan, hayvan ve insan organizması da bitkilerden alır. Günlük ihtiyaç 8 mg kadardır. Demir için en iyi kaynaklar karaciğer, böbrek, kalp, sakatatlar, yumurta sarısı, balık, istiridye, fasulye, ıspanak, buğday ve yulaf unu, hurma, ceviz ve pekmezdir.

 

Organizmada hemoglobin, miyoglobin, solunum enzimlerinde bulunur. Besinlerde Fe3+ şeklinde bulunur.

 

1. Etlerde porfirin sisteminde kompleks halde
2. Sebzelerde anorganik demir halinde
3. Hayvan ve insan organizmasında ise iyonlaşan demir halinde bulunur.

 

Demir eksikliğine anemi denir.

 

Toksikolojik önlemler
Bu maddede yazılanlar yalnızca bilgi verme amaçlıdır; doktor uyarısı ya da önerisi yerine geçmez.
Ayrıca bakınız: Vikipedi:Tıbbi sorumluluk reddi

 

Demirin fazlası insanlar için zehirleyicidir, çünkü aşırı miktarda alınan iki değerli demir (ferros demir) vücuttaki peroksitlerle reaksiyona girerek serbest radikaller yapar.

 

İnsan vücudu demirin emilimini çok sıkı kontrol eden bir mekanizmaya sahipse de vücuttan atılmasına ilişkin fizyolojik bir yetisi yoktur. Dolayısıyla, alınan aşırı mikardaki demir, sindirim sisteminin tüm bölgelerindeki hücrelere zarar verebilir ve kan dolaşım sistemine girebilir. Kan dolaşımına giren demir, kalp, karaciğer ve diğer organların hücrelerine de zarar vermeye başlar ve bu da, uzun süreli organ hasarları veya aşırı dozdan ölümlere kadar gidebilir.

 

İnsanlarda demir zehirlenmesinin başlangıç değer; vücut ağırlığının kilogramı başına alınacak 20 miligram demirdir. Kilogram başına 60 miligram demir, öldürücü dozdur. Demir zehirlenmesi ile ilgili fazla bilgi için tıklayınız (İngilizce ve dış kaynak). Altı yaşından küçük çocuklarda en çok görülen zehirlenme yoluyla ölüm nedeni, ferros sülfat tabletlerinin aşırı tüketimidir. Vücudun dayanabileceği günlük demir üst sınırı yetişkinlerde 45 miligram, 14 yaş altı çocuklarda ise 40 miligramdır.

 

Demir eksikliği hastalığı olanların haricinde ve bir doktora danışmaksızın demir takviyesi ilaçlarının kullanımı sakıncalıdır. Kan veren kişiler de düşük demir seviyesi riskine sahip olup demir alımlarını takviye etmelidirler.

Not: İçerik, internetten alıntılanarak derlenmiştir…

|» “Keşifler ve Buluşlar” Sayfasına Dön! « |

Sınavlara Hazırlık Arama Robotu
YGS & LYS TEOG KPSS TUS KPDS Ehliyet Sınavı PMYO JANA

Seçim esnek olup ilgili alanları seçiniz, Örneğin ehliyet sınavı için branş olarak matematik seçmeyiniz :)