Demir Nasıl Oluşur? Doğadan Üretime Kadar Tüm Süreçler

Demir, yüzyıllardan beri en çok kullanılan metallerin başında gelir. Alaşım yapılmadan dövüldüğünde bile diğer metallerin çoğundan daha sert olması, geçmiş zamanlarda dökme demirin kılıç, bıçak ve zırh yapımında sıkça kullanılmasına yol açmıştır. Peki, demir nasıl oluşmuştur? Bu yazımızda ''demir nasıl çıkarılır?'', ''demir cevheri nasıl işlenir?'' sorularınızı cevaplandıracağız.

Demir, doğada nadir olarak elemental şekilde bulunur ve çoğu zaman safsızlık yaratan faktörlerin elenmesi gerekir. Farklı kültürlerde, bu farklı şekillerde yapılır.

Örneğin, Japon kültüründe Tamahagene Çeliği, demir kumunun bir kil yatağına yatırılması suretiyle kil yatağı kurutulur, en dipte saf bir demir katmanı oluşturulur. Bu katman kilden çıkartılarak, 2 ila 3 gün boyunca katlanarak dövülür, sertliğini arttırmak için ise içine odun kömürü eklenir. Sonucunda elde edilen, dünyada üretilmiş en kaliteli çelik olarak bilinir.

Batı kültürlerinde ise bu işlem daha basittir. Kok kömürü kullanılarak demir, eriyik demir elde edilir. Bu işlem ile demir saflaşır. Ardından demirin karbon oranını arttırmak için içine bir miktar kömür tozu atılır. ve istenen kalıba dökülür. Bu işlem ile ham demir çeliğe dönüşmüş olur. Bu işlemde ısıl değeri çok yüksek olan kok kömürün kullanılmasının sebebi, demirin çok yüksek sıcaklıklarda katı halde kalabilmesidir. Ancak demir sadece eski zamanlarda kullanılan bir metal değildir.

Demir, günümüzde endüstride de yaygın olarak kullanılır. İnşaat sektörü, makine mühendisliği gibi endüstriyel alanlarda da kullanılırken, ev eşyası yapımı hatta bazı oyuncakların yapımında bile kullanılmaktadır. Yapı malzemeleri içerisinde büyük oranda yüksek karbonlu demir çeliği bulunur. Bu alaşımın özelliği, gerilmeye, basınca ve genel olarak herhangi bir hasara karşı mukavemetinin diğer metal alaşımlardan fazla olmasıdır. Öyle ki, karbon fiber tellerinin gerilmeye karşı dayanıklılığı, saf demirden 15 kat daha fazladır.

Demir, antik zamanlara nazaran genel olarak saf halde değil, alaşım yapılarak kullanılır. Demir ile yapılan ürünler;

• Makineler
• Çipler
• Aletler
• Silahlar
• Tencereler ve kaplar
• Oyuncaklar

Demir, geniş bir yelpazede kendine yer bulan, tek başında çok güçlü olmasa da karbon ile zenginleştirildiğinde inanılmaz bir mukavemet kazanan, birçok uygarlığa göre değerli hatta kutsal olarak görülen, endüstrinin belkemiği sayılabilecek öneme sahip bir metaldir.

Demirin erime sıcaklığı safken 1538°C olarak ölçülür. Saf değilken ise daha yüksek sıcaklıklarda erimektedir. Demir, genel olarak batı kültürlerinde yüzyıllardır eritilip dökülerek kullanılmaktadır. Bunun yapılabilmesi için muazzam sıcaklıklar oluşturabilen, aynı zamanda da Orta Çağ'da, hatta Antikite Dönemi'nde bile insanlar tarafından çıkartılabilen bir yakıt olan kömür gerekir.

Yüzyıllar boyu insanoğlu, savaş aletleri, makineler ve araç gereç yapımı için farklı metalleri sıcaklığa maruz bırakıp, şekillendirmişlerdir. Ancak, bu metaller içerisinde demirin yeri, bakır, pirinç ve bronzun yerine göre çok daha yenidir. Antik yöntemlerin dışında modern endüstride demir, elektrikli fırınlar, dökümhaneler kullanılarak eritilmektedir.

Demir gibi metaller, Sanayi Devrimi'ne kadar genel olarak alet ve silah yapımında ağırlıklı olarak kullanılıyordu. Örneğin Antik Yunan medeniyeti, milattan önce 700'lü yıllar ile milattan önce 140'lı yıllara kadar ana malzeme olarak bronz alaşımı ile silahlar, ok başları ve aletler üretmişlerdir. Ancak bronzun da içinde bulunan kalay metali, milattan önce 3000'li yıllara dayanan, kullanım tarihi en eski metallerdendir.

Demirin ilk gözlemlendiği yerler, genel olarak Antik Mısır ve çevresindeki uygarlıklardır. Ancak bu uygarlıkların yaptığı aletlerin boyutlarının çok küçük ve sayılarının çok az olması sebebiyle, günümüz tarihçileri ellerindeki aletlerdeki demiri yerden değil, gökyüzünden düşen göktaşlarından elde ettiklerini düşünmektedir. Bunun bir örneği Mısır Firavunu Tutankhamun'un hançeri olarak gösterilebilir. 3300 küsür yıl önce mumyalanan kral Tut'un bu hançerinin meteorik demirden olduğu, yapıldığı dönemde başka hiçbir demir eşyaya rastlanmamasından ve nikel oranının olması gerekenden daha fazla olmasından çıkarılabilir.

Antikite döneminde demirin varlığı çok gözlemlenmese de milattan önce 1200'lü yıllarda ilk olarak Akdeniz uygarlıklarında baş gösteren demir, o zamandan beri varlığını katlayarak arttırmış ve Roma İmparatorluğu döneminde tam anlamıyla ana malzeme olmuştur. Özellikle inşaat demiri gibi modern kullanım alanları, demirin tarihteki evrimsel sürecinin bir sonucu olarak günümüzde yaygın hale gelmiştir.

Bazı inançlarda, inancın eski olması nedeniyle demir nadir ve değerli olarak görülür. Antik Yunan ve Roma döneminde ismi ''Orichalcum'' olarak geçen metalin büyük olasılıkla pirinç, bronz veya demir olduğu düşünülmektedir. Bazı göçebe inançlarında ise demir, kötü ruhları kovan bir metal olarak tasvir edilmiştir.

Bunun dışında, demir, genel olarak Melek ve Haç gibi Hristiyanlığın dini motiflerinde, hava katmak ve görenleri büyülemek amacıyla kaplama olarak kullanılmış ana metallerdendir.