DEMÝR
Metaller arasýnda en çok kullanýlan demir ve çelik günlük yaþantýmýzýn her alanýnda karþýmýza çýkmaktadýr. Bununla birlikte tarihte insanlarýn demiri, altýn, bakýr ve tunçtan çok daha sonra kullanmaya baþladýklarý bilinmektedir. Günümüzde demir, sanayinin temel hammaddesini oluþturmakta ve ülkelerin ekonomik kalkýnmasýnda önemli bir rol oynamaktadýr. Ülkelerin ekonomik geliþmiþlik göstergeleri kiþi baþýna düþen gayri safi milli hasýla yaný sýra kiþi baþýna düþen demir-çelik tüketimi ile de ölçülebilmektedir.

Geçmiþte, yüksek fýrýnda aranan özelliklere sahip demir cevheri doðrudan maden ocaklarýnda yapýlan üretimle karþýlanmýþtýr. Ancak sanayide demire olan gereksinimin hýzla artmasý ve yüksek fýrýna doðrudan yüklenebilir özellikteki cevherin giderek azalmasý, düþük tenörlü cevherlerin de deðerlendirilmesini zorunlu kýlmýþtýr.

Demir çelik sektörünün ana hammaddesi demir cevheridir. Bir madenin cevher olarak deðerlendirilebilmesi için iþletilmesi ve kullanýlmasýnýn ekonomik olmasý gerekmektedir. Çelik sanayisinde kullanýlan demir cevherlerinin harman tenörünün en az %57 Fe olmasý arzu edilmektedir.
Demir cevherleri doðada Manyetit (Fe3O4), Hematit (Fe2O3), Limonit (2Fe2O3. 2H2O), Götit (Fe2O3. H2O), Siderit (FeCO3) ve Pirit (FeS2) mineralleri þeklinde bulunmaktadýr. Demir madenciliðinde kullanýlan tanýmlarý þu þekilde açýklayabiliriz:

Tüvenan cevher: Ocaktan doðal halde çýkarýlmýþ ve hiçbir iþleme tabi tutulmamýþ cevherdir.
Parça cevher: Kýrýlýp elendikten sonra ayrýlan 10-150 mm boyutlarý arasýndaki cevherdir.
Toz cevher: 0-10 mm boyutlarý arasýndaki cevherdir.
Sinterlik cevher: 0.15 mm elek altý en çok %10, 6.35 mm elek üstü en çok % 5 olan 0. 15-6.35 mm boyutlarý arasýndaki cevherdir.
Pelet: Zenginleþtirme amacý ile belirli boyuta öðütülmüþ ve sinterlenemeyecek boyuttaki cevher konsantresinin aglomera edilerek 4-16 mm arasýnda boyutlandýrýlmýþ, belirli bir ýsýsal iþlem ile yüksek fýrýnda kullanýlabilecek dayanýma getirilmiþ þeklidir.
Sinterlik konsantre cevher : Zenginleþtirilmiþ 2-25 mm boyutlarýnda cevherdir.
Kalibre cevher: 10-30 mm boyutlarýndaki cevherdir.
Safsýzlýklar: Cevher içinde istenmeyen maddelerdir. Bazen bu safsýzlýklarý zenginleþtirme yöntemleri ile ekonomik olarak cevher bünyesinden uzaklaþtýrmak mümkün deðildir. Cevher bünyesinde bulunan bu safsýzlýklarýn baþlýcalarý; SiO2, A1203, S, Cu, As, Ti, P, Na20, K20, Pb, Zn gibi element ve bileþiklerdir. Bu safsýzlýklarýn yüksek fýrýndaki etkileri aþaðýda belirtilmiþtir:
SiO2: Cevher içindeki SiO2 fazlalýðý metalurjik proses sýrasýnda fazla miktarda curuf oluþumuna sebep olur. Bu silisi nötralize etmek için ilave edilen kireç taþý, sývý demir verimliliðini düþürür, yüksek fýrýnda curuf miktarýný ve yakýt tüketimi artýrýr.
A1203: Alüminanýn % 0.8-% 1.5 arasýnda olmasý istenir. Alümina yüzdesinin fazla olduðu durumlarda gerekli sývý demirin akýþkanlýðýný saðlamak için, yüksek fýrýn ýsýsýnýn artýrýlmasý gerekir. Bu da yakýt tüketiminin artmasýna neden olur.
S: Yüksek fýrýn iþletmeciliðinde pik demirin bünyesine giren çok küçük oranlaradaki S bile çeliðin kýrýlganlýðýný arttýrýr. Cevher, kömür ve manganez bu kükürdün kaynaðý olabilir. Kükürt yüzdesini düþürmek için yüksek fýrýn harmanýnýna CaCO3 ve SiO2 ilave edilmesi gerekir. Bu da yüksek fýrýn verimliliðini olumsuz yönde etkiler.
Alkaliler: Yüksek fýrýna þarj malzemesi ile giren alkaliler, fýrýn cidarlarýna yapýþarak kabuk oluþturup yüksek fýrýn hacmini azaltýr. Bu arada yapýþtýklarý yüksek fýrýn tuðlalarýnýn içine doðru nüfus ederek bu tuðlalarýn refrakterlik özelliklerini olumsuz yönde etkiler.
Çinko: ZnO, fýrýn üst cidarlarýnda tabakalaþma yapmasýnýn yaný sýra, fýrýn tuðlasý içindeki alümina ile reaksiyona girerek tuðlanýn þiþmesine neden olur. Çinkonun varlýðý, yüksek fýrýnda indirgenmesi zor ve üretim kayýplarý meydana getiren fayalit ve gersenit gibi bileþiklerin oluþmasýna neden olur. Cevher içinde çinkonun % 0.2’den az olmasý istenir.
Kurþun: Kurþun demir cevherlerinde nadir olarak bulunur. Pik demire geçmez, fakat refrakter tuðlaya olumsuz yönde etki eder.
Titanyum: Titanyum, demir cevherinde ilmenit FeTiO2 ve rutil TiO2 olarak bulunur. Cevherde ortalama TiO2 % 1 den az ise bu cevher yüksek fýrýnda herhangi bir problem yaratmadan kullanýlabilir.
Arsenik: Arsenik oranýnýn fazlalýðý çeliðin soðukta kýrýlganlýðýný arttýrýrken kaynak yapýlabilme özelliðini azaltýr. Normal çelikte % 0.15-0.25 arasý ve su vermede % 0.05-0.10 arsenik kabul edilebilir sýnýrlardýr.
Bakýr: Bakýr oranýnýn % 0.3-0.4’ün üzerine çýkmasý durumunda çeliðin haddelenmesi ve þekil verilmesi sýrasýnda, çeliðin yüzeyinde bakýrca zengin, ergime derecesi düþük bir alaþým oluþur ve bu alaþým hadde sýnýrlarýndan geçerek yüzeyde küçük çatlaklar meydana getirir. Yüksek fýrýna beslenecek cevherin kalitesi; cevherin bulunabilirliðine, fýrýnýn özelliklerine, üretilecek pik ya da çeliðin kullaným amacýna göre tüketiciler tarafýndan belirlenir. Genel olarak cevherin yüksek Fe içermesi, silis, kükürt, alkali, titan, fosfat gibi safsýzlýklarý içermemesi ya da kabul edilebilir oranlarda düþük olmasý istenmektedir. Demir cevheri, demir metali ve çelik yapýmý dýþýnda en çok çimento ve yoðun ortam hazýrlamada, daha az miktarlarda ferro alaþýmlar, boya sanayii, yoðunluðu yüksek beton aglomerasý ve hayvan yemlerinde kullanýlýr.