buzlu.org

Ä°ngiltere’de krallık emirnamelerince yasaklanmasına, Fransa’da Sorbonne’un ÅŸiddetle karşı çıkmasına raÄŸmen, ormanlar tükendikçe taÅŸkömürüyle ısınma yaygınlaşıyordu. Evlerden bir süre sonra fabrikalara da girmeye baÅŸladı.

Önce cam (1635), bira ve tuÄŸla fabrikalarına girdi. Derken günün birinde, bir demir döküm fabrikası sahibi, “biz niye kullanmayalım?” diye düşündü. Bu kiÅŸi Dunley idi

Ne yazık ki, bu iÅŸ Dunley’in düşündüğü gibi kolay deÄŸildi. Yalnız odunkömürünün yerine taÅŸkömürü kullanmakla demir elde edilemezdi. Önce demir cevherinin içindeki oksijeni yok etmek gerekiyordu. Odunkömürünün görevi maden cevherinden oksijeni alarak karbonikgaz yapmaktı; yani iÅŸlem sırasında odunkömürü ikili bir rol oynuyor, önce reaksiyona gerekli ısıyı saÄŸlıyor, sonra da kimyasal madde olarak bu reaksiyona katılıyordu. Hatta demirin içinde eridiÄŸinde üçüncü bir rol daha oynuyor, (yüzde 1,5′dan azsa) demiri “çelik”, (yüzde 3 ya 5 olursa) “döküm” haline getiriyordu.

Yerine doğrudan taşkömürü koymak neden mümkün değildi? Çünkü taşkömürü, odunkömürü gibi hemen hemen tam karbon değil, tersine oldukça katışık bir maddeydi. Taşkömürü ısı verici olmakla birlikte kimyasal madde olarak reaksiyona katılamazdı. Katılabilmesi için taşkömürünün karbona çevrilmesi gerekliydi.

Dunley bunun da çözüm yolunu buldu:Taşkömürünü damıtarak kok haline getirmek mümkündü. Yalnız bu buluşu, uygulama alanına sokan başka bir İngiliz aile, Darbyler oldu.

Abraham Darby (1677-1717), Dudley gibi Birmingham dolaylarında doÄŸmuÅŸtu. Bu bölgenin hem demir, hem de madenkömürü bölgesi oluÅŸuna dikkat etti. Dindar adam, bu durumun Tanrı buyruÄŸu olduÄŸuna, izlemesi gerekli yolu kendisine O’nun gösterdiÄŸine inanıyordu. Böylece Dunley’in yarıda bırakmış olduÄŸu iÅŸi ele aldı. Ä°skoçya’ya giderek Coalbrookdale’de bir fabrika kurdu ve taÅŸkömürünü kok haline getirmek için deneyler yapmaya baÅŸladı. 1709′da bu iÅŸi baÅŸarmasına baÅŸardı, ama ölümü buluÅŸunu sanayileÅŸtirmesini engelledi.

Odun kullanmadan demiri ilk elde eden oÄŸlu II. Abraham Darby oldu (1735). Olay Ä°ngiltere’de büyük yankılar yarattı.

Ãœlkede taÅŸkömürü boldu, bu da artık istenildiÄŸi kadar kok kömürü elde edilebilir, yüksek fırınlara yutabildikleri kadar yakıt verilebilir demekti. Böylece demir ve çelik üretimi arttıkça artacaktı. Uygarlığın ve Ä°ngiltere’nin kaderini deÄŸiÅŸtirecek olan “çelik çağı” açılmıştı. Baba Abraham’ın, ölümünde yılda 600 ton döküm veren fabrikalarının, üretimi oÄŸlunun ölümünde 10.000 tona, torunu zamanında da 15.000 tona yükseldi.

Ne var ki, büyük çapta üretim, Britanya sanayii için genellikle yapılan yermelerin bir kere daha tekrarlanmasına yol açtı. Ãœretim miktar bakımından yeterliydi, ama kalitesizdi. Elde edilen demir, maden köpüğüyle doluydu, dolayısıyla iyi kalite demire ihtiyaç görüldüğünde, oduna sadık kalan Ä°sveç ya da Rusya’ya baÅŸvurmak gerekiyordu.

Bu durum, özellikle sert çeliÄŸe ihtiyaçları olan araç imalatçılarını zor duruma sokmuÅŸtu. Gerçi Birtnguccio’dan (1540) beri ’semantasyon’ yoluyla, yani demire karbon içirerek çelik yapmayı biliyorlardı, ama semantasyonlu çelik bile, sözgeliÅŸi saat zemberekleri imali gibi ince iÅŸler için, elveriÅŸsizdi

Sonunda sabrı tükenen bir saatçi kollan sıvadı ve istenen nitelikte çeliği imal etmeyi başardı. Bu, Doncasterli Benjamin Huntsman adında bir İngilizdi (1704-1776). Yüksek ısıya dayanabilecek büyük bir kabın içinde semantasyonlu çeliği koyup erittikten sonra, buna su verdi. Böyle eritilip su verilen çelik en ince araçları bile imal etmeye yarayacak nitelikteydi. Şunu da hemen ekleyelim; bu yolla ancak az miktarda çelik imal edebilirdi, dolayısıyla fiyatı da pahalı oluyordu. Çeliği tonlarla ısmarlamakta olan mühendisler, buluştan bu yüzden hoşnut kalmamışlardı. Sheffield Çelik Fabrikası da, Huntsman çeliğini çok sert olduğundan kullanmak istemedi.

Madem çelikte önemli olan karbon oranıydı; bu iki şekilde, ya karbonsuz demire karbon vermek ya da fazlasıyla karbonlu dökümden karbon çıkartmakla elde edilebilirdi. O güne kadar birinci yoldan gidilmişti. Ama bu yol ihtiyaçları karşılayacak miktarda çelik vermediğinden, ötekini denemek yerinde olacaktı. İngiliz madencisi Henry Cort da böyle düşünmüştü her halde. Dökümü karbonundan arıtmak için oksitleyici bir maddeyle karıştırıp kor haline gelinceye kadar ısıttı. Fazla karbonu böylece giderdiğinde, elde ettiği maddeyi, köpüğünden arıtmak için dövmekten başka iş kalmıyordu.

Cort’un fırınına “Uzun alevli fırın” ve kullandığı yönteme de “puddlage” (dökme demiri ocakta tavlama) adı verilir. Bu buluÅŸ sayesinde sanayiye yetecek miktarda iyi kalite çelik elde edilebiliyor; dolayısıyla Rusya ve Ä°sveç’in tekeli kaldırılıyordu. Böylece Ä°ngiltere çelik piyasasına hâkim oldu. Ve gerek madeni, gerekse üretim yöntemiyle dünyaya kendini kabul ettirdi. Ä°ngilizler madencilikte dünyada rakipsiz duruma yükselmiÅŸlerdi.

Birçok ülkeler, Ä°ngiliz mühendislerini davet ediyor, kendi ülkelerinde demir fabrikaları kurmakla görevlendiriyorlardı. Madeni araç imali konusunda Ä°ngiliz mühendislerine baÅŸ vurulmaya baÅŸlandı. Fransa ve Almanya’da ilk yüksek fırını Ä°ngilizler kurdu. (1787). Buhar kazanlarını ‘monte’ edenler de onlar olduklarına göre, o dönemde Ä°ngilizler dünya sanayisini ellerinde bulunduruyorlardı, diyebiliriz.

ÇELİK ADİ BİR MADEN HALİNE GELİYOR

ÇeliÄŸin her bakımdan demire üstün olduÄŸunu herkes takdir etmekteydi. Ama geçen yüzyılın ortalarında lüks bir maden durumundaydı. SözgeliÅŸi, 1864′te Fransa, 1.213.000 ton dökme demir, 792.000 ton demir ve yalnız 41.000 ton çelik üretmekteydi. Bununla da sadece silah, bıçak, testere ve benzeri gereçler imal edilmekteydi. Semantasyon ya da eritme yoluyla olsun, imali güç ve pahalı oluyordu. Öyle ki, bu durumda çelik bir köprü inÅŸa etmek söz konusu olamazdı.

O sıralarda Londra’da Henry Bessemer (1813-1898) adlı bir mucit yaÅŸamaktaydı. Son derece verimli bir zekâya sahip olan bu kiÅŸi, çok çeÅŸitli konularda baÅŸarılı çalışmalar yapmıştı; optik camlar ve kadife üzerinde basma konusunda yenilikler getirmiÅŸ, bir yazı makinesi, bir tulumba, kanatçıkları olan bir obüs imal ve dalgalardan sarsılmayan bir gemi inÅŸa etmiÅŸti.

Bu son icadının III. Napolyon tarafından reddedilmesi üzerine (1855) atölyesine döndü ve başka araştırmalar yapmaya koyuldu. Madenciliği geliştirmeye karar verdi ve dökme demirin erimekte olduğu fırının başına geçip incelemelere girişti. Böylece, günün birinde sıvı halindeki dökme demirin üzerine esen soğuk havanın onu soğutacağı yerde ısıyı yükselttiğini hayretle gördü. Servetinin büyük bir bölümünü yutan bir dizi denemelerden sonra, bu oluşumun nedenini bulabildi. Hava akımı demirde bulunan karbon, silisyum ve manganez gibi öğeleri yakmaktaydı ve ısıyı yükselten işte bunların yanmasıydı. Kısacası dökme demirin karbonunu yakarak Huntsman yönteminden daha kolay ve daha fazla miktarda çelik elde edebilmekteydi.

Bessemer yöntemi yalındı: Eritilmiş dökme demiri soğuk bir toprak kaba dökmek ve üzerinden bir hava akımı geçirmek yeterliydi. Sanayi, buluşu hemen benimsedi, ama mucitin dediği kadar kolaylıkla uygulanamadığını fark eder etmez de

aynı çabuklukla itti. Bunun üzerine Bessemer kendisi bir çelik iÅŸletmesi kurdu ve Sheffield’deki fabrikasında bu yöntemi geliÅŸtirmek için ciddi çalışmalar yapmaya koyuldu. Ä°ki yılına ve servetinin kalan bölümüne mal oldu, ama sır bulunmuÅŸtu. Kulakları sağır edici horultular ve fışkıran alevler içinde çelik kusan, içi kil döşenmiÅŸ yirmi ton kapasiteli dev imbiklerle uygulanan konvertisör tekniÄŸi doÄŸmuÅŸtu.

Unutmamak gerekir ki 1851′de Ä°ngiltere yalnızca 60.000 ton çelik imal etmiÅŸti. Bunu, 1880′de 1.320.000 tona 1890′da 3.637.000 tona (%45′i Bessemer yöntemiyle) yükseltti. Aynı yıl Fransa’da üretim 389.000 tona (%26 Bessemer); Almanya’da 1.613.000 tona (%16 Bessemer) ve A.B.D.’de 4.346.000 tona (%88 Bessemer) ulaÅŸtı.

Almanyada’ki %16 ile A.B.D.’deki %88 oranı arasındaki büyük fark nedeniyle okurlarımın aklına ÅŸu iki soru takılmıştır: 1) Neden bütün ülkeler üretimlerinin tamamı için Bessemer yöntemini benimsememiÅŸlerdi? 2) Neden çoÄŸu yerde sadece yardımcı yöntem durumunda kalmaktaydı?

Bu, Bessemer yönteminin bile kendine göre sakıncalarının bulunmasından ileri geliyordu. Çelik büyük bir hızla elde ediliyordu; öyle ki, başındaki işçi madeni tam olarak hangi anda akıtması gerektiğini iyice belirleyemiyordu. Bir dakika önce akıtsa, dökme demirin çeliğe dönüşümü tam olmuyor, bir dakika sonra, demirin kendisi yanıyordu. Yani işlem süresinin çok kısa olması sonucu oluşumu ve madenin niteliğini kontrol etmek imkânsızdı. Öyle ki bu yöntemle mükemmel ve her işe elverişli bir maden elde edilemiyordu: Elde edilen, çelik raylar için uygun, buna karşılık araç imali için yetersizdi. Bu nedenle teknisyenler daha yavaş bir yöntem bulunamaz mı diye düşünmeye başladılar.

MODERN ÇELİĞİN SIRRINI BULAN ADAM

Ä°lk çözüm ÅŸeklini getirenler Siemens kardeÅŸler oldular. Siemensler yetenekli bir mühendis ailesiydi. Bunlardan Ernst’ten (1816-1892) telgraf konusunda söz etmiÅŸtik; ilerde de dinamonun icadındaki katkısına tanık olacağız. William (1823-1853) Ä°ngiltere’de bir su altı kablosu fabrikası kurmuÅŸtu. Onlara kardeÅŸleri Frederich (1826-1904) ve elektronikte baÅŸarılı çalışmalar yapmış olan Ernst’in oÄŸlu Wilhelm’i (1855-1919) de katmamız gerekir.

Fırını icat eden Frederich oldu ve bunu William uygulamaya koydu. Bu fırındaki gaz ocakları gazı ve havayı yakıyor, bu işlem ısıyı artırdığından hem yanar maddeden tasarruf ediliyor, hem de verim yükseliyordu. Bu yöntem daha önceleri cam sanayisinde kullanılmış ve yüksek fırınlar da uygulanmıştı. Fransız mühendisi Louis Le Chatelier (1815-1873) de dökme demiri eritmede kullanmayı denedi.

Ä°lke iyiydi ama uygulaması güçlükler çıkarttı: Le Chatelier fırının içini döşemeye elveriÅŸli sertlikte tuÄŸla bulamadı. Bununla birlikte giriÅŸimi küçük bir fırının sahibi olan Pierre-Emile Martin’in (1824-1915) dikkatini çekti. Maden mühendisi olan Martin, Bessemer’den farklı olarak birçok ÅŸeylere birden el atmaktansa, bir tek konunun üstüne eÄŸilip onu derinliÄŸine incelemekten hoÅŸlanan bir insandı.

Babasının Fourchambault’daki atölyesinde yaptığı staj ve Sireuil (Charante) fabrikalarındaki tecrübeleri, Bessemer yönteminin kusurlarını meydana çıkarmasına yol açtı ve bunları nasıl giderebileceÄŸini kendi kendine sordu.

Siemenslerin ve Le Chatelier’nin giriÅŸimleri ona yol gösterdi: Bütün iÅŸ, fırınların içini kaplamaya yarayacak uygun sertlikte bir madde bulmaktı. Martin, 1863′te Le Chatelier ve William Siemens’le baÄŸlantı kurdu ve onların öğütleri uyarınca bir fırın inÅŸa ettirdi. Ertesi yılın nisanında ilk çelik akmaya baÅŸladı. Bunda dökme demir, silisli tuÄŸlalarla döşenmiÅŸ bir tabanın üzerine konmakta ve gaz ocaklarıyla ısıtılmaktaydı. Bu ÅŸekilde, karbondan arıtma iÅŸlemi ağırlaÅŸtırılmış olduÄŸundan dilenen andan durdurmak mümkün oluyor, böylece istenen kıvamda çelik elde edilebiliyordu.

Beratı 1865′te alınan Martin yöntemlerinin pratik bir ÅŸekilde uygulanabilmesi için mucitin daha uzun zaman incelemeler yapması gerekti. Martin çalışmalarının ürünlerini alabilmiÅŸ ve baÅŸarısını gölgeleyen hiç bir sıkıntıyla karşılaÅŸmamıştır Gerçekten, birçok madenciler Martin yönteminin üstünlüğünü takdir etmiÅŸler ve hemen uygulamaya koymuÅŸlardı, ilk Sireuil’de uygulanan bu teknik hızla yayıldı ve fırınların kapasiteleri gittikçe artarak 200 tona vardı. Buna paralel olarak nitelik ve çeÅŸitlerde de geliÅŸme görüldü, öyle ki, bir süre sonra birçok ülkelerde Martin yöntemi Bessemer’i büsbütün ortadan kaldırdı.

1915′te Martin öldüğünde, Martin çeliÄŸi Fransa’da üretimin %34′ünü Almanya’da %35′ini, Amerika’da %66’sını, Ä°ngiltere’de %71′ini kapsamaktaydı. Bessemer’in ülkesi Ä°ngiltere’de bile 1948′de üretilen 12.987.000 ton çeliÄŸin 14.877.000 tonu Martin yöntemiyle elde edilmekteydi.