ERDEMİR LEVHA HADDEHANESİ VE ZIRH ÇELİĞİ ÜRETİM ÇALIŞMALARI Cengiz ŞAHİNTÜRK 1, İbrahim TOZLU 2, Şükrü UTKU 3, Uğur PAMUK 4 1 Ereğli Demir ve Çelik Fabrikaları T.A.Ş. Kalite ve Teknoloji Baş Müdürlüğü. 67300 Kdz. Ereğli/ZONGULDAK Tel: (372) 329 33 54 E-posta:csahinturk@erdemir.com.tr 2 Ereğli Demir ve Çelik Fabrikaları T.A.Ş. 1. Sıcak Haddehane Müdürlüğü. 67300 Kdz. Ereğli/ZONGULDAK Tel: (372) 329 36 71 E-posta:itozlu@erdemir.com.tr 3 Ereğli Demir ve Çelik Fabrikaları T.A.Ş. Kalite Kontrol Müdürlüğü. 67300 Kdz. Ereğli/ZONGULDAK Tel: (372) 329 33 56 E-posta:sutku@erdemir.com.tr 4 Ereğli Demir ve Çelik Fabrikaları T.A.Ş. 1. Sıcak Haddehane Müdürlüğü. 67300 Kdz. Ereğli/ZONGULDAK Tel: (372) 329 57 35 E-posta:upamuk@erdemir.com.tr Özet : ERDEMİR, 3,5 milyon ton/yıl düzeyinde yassı çelik üretim kapasitesi ile halen Türkiye'nin en büyük demir çelik kuruluşu ve tek entegre yassı çelik üreticisidir. Yıllık 4,5 milyon ton üretim hedefi kapsamında yatırımlarına 2004 yılında başlanan; 4 nolu Slab Fırını, Levha Haddehanesi, Isıl İşlem ve Kumlama-Boyama Tesis lerine toplam 150 milyon $ ı aşan bir yatırım yapılarak 60.000ton /yıl olan levha üretim üretim kapasitesinin, geniş bir ürün yelpazesi ile 500.000 ton/yıl a çıkartılması planlanmaktadır.500.000 tonluk üretim içerisinde en önemli payı halen ithal edilerek gemi, makine-imalat sanayisi, basınçlı kaplar imalatında kullanılan levhalar ile gaz - petrol taşımacılığı ve savunma sanayinde kullanılan zırh çelikleri almaktadır. Isıl işlem tesisleri yatırımı ile ülkemizde halihazırda üretimi yapılmayan ve özellikle savunma sanayinin yurtdışından ithal ettiği ve savunma amaçlı tank, zırhlı personel taşıyıcısı vb. araçların imalatında kullanılacak olan zırh çelikleri ile aşınmaya dayanıklı ve kaynaklanabilirliği geliştirilmiş diğer alaşımlı levhaların üretimi gerçekleştirilecektir. Anahtar Sözcükler: Levha Haddehanesi, Gemi Yapım Çeliği, Zırh Çeliği Giriş 1965 yılında üretime başlayan ERDEMİR, bugün ulaştığı 3,5 milyon ton/yıl düzeyinde yassı çelik üretim kapasitesi ile halen Türkiye'nin en büyük demir çelik kuruluşu ve tek entegre yassı çelik üreticisidir. ERDEMİR uluslararası kalite standartlarında levha, sıcak ve soğuk haddelenmiş sac ile kalay, krom ve çinko kaplamalı sac üretmektedir. ERDEMİR üretim kapasitenin 4,5 milyon ton/yıl a yükseltilmesi amacı ile yapılan yatırımlarda en büyük yoğunluğu 1. Sıcak Haddehane yatırımları oluşturmaktadır. 2004 yılında başlayan yatırım çalışmaları kapsamında; 4 nolu slab fırını, Levha Haddehanesi, Isıl İşlem ve Kumlama-Boyama tesislerine toplam 150 milyon $ ı aşan bir yatırım ile 60.000ton /yıl olan levha üretim kapasitesinin, geniş bir ürün yelpazesi ile 500.000 ton/yıl a çıkartması hedeflenmektedir. Levha Haddehanesinin 500.000 tonluk üretimi içerisinde en önemli payı halen ithal edilen ve zaman zaman temininde zorluk çekilen gemi inşa sanayi, makine-imalat sanayisi, basınçlı kap imalatı, gaz - petrol taşımacılığında kullanılan levhalar ile savunma sanayinde kullanılacak zırh çelikleri almaktadır. Isıl İşlem Tesisi yatırımı ile ülkemizde halihazırda üretimi yapılmayan ve özellikle savunma sanayinin yurtdışından ithal ederek savunma amaçlı tank, zırhlı personel taşıyıcısı vb araçların imalatında kullandığı zırh çelikleri ile aşınma dayanımı yüksek ve kaynaklanabilirliği geliştirilmiş diğer alaşımlı levhaların üretimi gerçekleştirilecektir. Kumlama-Boyama tesisinin kurulması ile üretilen levhalara,nihai kullanımdan önce stok sahalarında atmosferin korozif etkilerine karşı koruma amaçlı olarak önce kumlama ve arkasından hızlı bir şekilde boyama işlemleri uygulanacaktır. 1. ERDEMİR LEVHA HADDEHANESİ Kurulma çalışmaları devam eden Levha Haddehanesinde 4-180 mm kalınlık, 1000-3800
mm genişlik ve 4000-12000 mm boy ebatlarında levha üretimi planlanmaktadır. Türkiye nin ilk levha haddehanesi niteliğini taşıyacak olan tesiste; gemi inşa sanayinde, köprü inşasında, çelik bina inşasında, basınçlı kap ve boru imalatında kullanılan levhalar ile sertleştirme-su vermetemperleme işlemleri ile üretilen askeri amaçlı zırh çelikleri, yüksek sertlikteki aşınmaya dayanıklı çelikler ve kaynaklanabilirliği ve işlenebilirliği geliştirilmiş levhaların üretilmesi planlanmaktadır. Levha Haddehanesinde üretilecek ürün grupları kullanım yerlerine göre Tablo 1 de detaylı olarak gösterilmekte olup en önemli payı % 32 ile gemi inşa sanayinde kullanılan levhalar ve % 25 lik pay ile konstrüksiyon çelikleri almaktadır. a) bulunduğu hole taşınacaktır. (Şekil 2).Bu aşamadan sonra levhalar siparişlerine bağlı olarak, normalizasyon, sertleştirme-su verme,temperleme ve kumlama- boyama işlemlerinden biri veya bir kaçı uygulandıktan sonra müşterisine sevk edilecektir Dünyada levha üretimi yapan hemen tüm tesislerde olduğu gibi Erdemir de kurulacak olan yeni Levha Haddehanesinde Üretilecek levhalar da iç ve yüzey kusurlarının tespit ve tasnifi için on-line veya off-line olarak ULT testinden geçirilecektir. Tablo1. Yeni Levha Haddehanesinde Üretilecek Levhaların Kullanım Yerine Göre Dağılımı Ürün Grubu % Karbon Çelikleri 5% Yük. Karb. Çelikler ( max.% 0,8 C) 5% API Çelikleri 15% Konstrüksiyon 25% Basınçlı Kaplar Grubu 10% Boru Çelikleri 5% Gemi İmal Çelikleri 32% Özel Askeri 3% ULT teknolojisi ile şu anda 60 mm kalınlığa kadar, levhalar,manuel olarak uygulanan ve sadece yüzeye paralel duran laminasyon türü hataların tesbiti için test edilebilmektedir. Kapasite artışı ile birlikte doğacak ULT testi ihtiyacı bu testin otomatik yapılamasını zorunlu kılmaktadır. 100 mm kalınlığa kadar levhalara mekanik test garantisi verilecek olup mekanik test garantisi verilen levhalara ULT garantisinin de verilebilmesi için daha gelişmiş ULT sistemleri veya var olan alternatif teknolojiler üzerindeki araştırmalarımız devam etmektedir. Şekil 3 te yüzeysel ve iç kusurları on-line olarak tespit eden ve sınıflandıran cihaz görülmektedir. b) Şekil 1. Levha ürünlerinin başlıca kullanım alanları; a) Gemi Yapım Sanayi b) Genel Konstrüksiyon 1 ve 4 Nolu Slab fırınlarında tavlanan slab ve slabcıklar, Levha Haddesi nde haddelendikten sonra yüzey düzgünlüğünün sağlanması amacı ile levha doğrultmadan geçirilecek olan levhalar sıcak ve soğuk makaslar kullanılarak sipariş boyuna, kenar kesme makası yardımı ile de sipariş genişliğine kesildikten sonra markalanıp paketlenerek, yolun altından geçecek tünel yardımı ile Levha İkmal ve Isıl İşlem Tesisleri nin de Şekil 3. On-line kusur tespit ve sınıflandırma ünitesi
Şekil 3. Levha Haddehanesi ve Isıl İşlem Tesisleri Üretim Akış Şeması
2. ERDEMİR ISIL İŞLEM TESİSLERİ Levha Haddehanesi yatırımına ilave olarak yapılması planlanan Isıl İşlem Tesisleri, Levha Haddehanesi ön stok -sevkiyat sahasının kuzeyine ve ona bitişik olarak 8500 m 2 lik kapalı alana yerleştirilecektir. Tesisin toplam kapasitesi 120.000 ton/yıl olarak planlanmaktadır. Isıl işlem tesislerinde 5-100 mm kalınlıkta, 1000-3200 mm genişliğinde ve 4000-12000 mm boyundaki levhaların ısıl işlemi yapılabilecektir [1] Isıl İşlem Tesisine, mevcut 40.000 tonluk normalize fırınına ilave olarak, levha haddesinin 500.000 tonluk üretimi dolayısı ile ortaya çıkacak toplam 120.000 ton ısıl işlem (Normalize+Sertleştirme-Su verme +Temperleme) ihtiyacını karşılamak üzere ilave ısıl işlem fırını yapılacaktır. 2007 yılının ilk yarısında devreye alınacak Isıl İşlem Tesisleri ile ülkemizde halihazırda üretimi yapılmayan ve özellikle savunma sanayinin ithal ederek savunma amaçlı tank, zırhlı personel taşıyıcısı vb araçların yapımında kullanılacak olan zırh çelikleri ile aşınma dayanıklı ve kaynaklanabilirliği geliştirilmiş diğer alaşımlı levhaların üretimi gerçekleştirilecektir (Şekil 4). 3. ZIRH ÇELİĞİ ÜRETİM ÇALIŞMALARI Erdemirde üretilecek zırh çelik kaliteleri levha haddehanesinde üretilecek 500.000 ton levhanın % 3 ünü ( 15.000 ton), normalizasyon dahil ısıl işlem yapılacak levhaların ise % 10 luk bölümünü oluşturacaktır. Erdemir Isıl İşlem Tesisleri; askeri amaçlı mevcut zırh çeliği ihtiyacının karşılanmasının yanı sıra askeri araştırmalar sonucu ortaya çıkabilecek yeni zırh teknolojilerinin gereksinim duyabileceği yeni zırh çeliklerini üretim alt yapısının oluşturulmasına yardımcı olacaktır. Zırhlı personel taşıyıcısı sistemlerde (Şekil 5) zırh çeliği ortalama 15 tonluk toplam ağırlığın yaklaşık % 10 unu,toplam maliyetin %3 ünü oluşmasına rağmen zırh çeliklerinin yurt dışından temin edilmesinde çeşitli sorunlar çıkabilmektedir. Yerli üreticilerin istenilen miktar ve zamanda tedarik etmekte yaşadıkları bu zorluklar gerek yurt içinde geliştirilmiş projeler gerekse yurtdışında kazanılmış işlerin zamanında bitirilmesine engel olmaktadır. Zırhlı araçların en az bilinen yanı olan, zırh özelliğini sağlayan malzemenin teknoloji transferi ile üretici ülkeden başka ülkeye aktarılması söz konusu değildir. [2] Üretilecek zırh çeliklerinin çok değişik karakterdeki zırh delici mermilerin (AP) etkilerine karşı direnç göstermesi için yüksek kalitede homojen bir yapı içermelidir. a) Şekil 5. Zırhlı muharebe aracı b) Şekil 4.a) ve b) Isıl İşlem tesislerinde üretilecek aşınmaya dayanıklı yüksek sertlikteki levhalara ait iki farklı kullanım alanı görülmektedir. Zırh çeliklerinin delinmeye veya merminin içeri doğru girişine dirençli ı ve imalatta kolay İşlenebilir olması istenir. Bu özelliklerin sağlanması amacı ile orta karbonlu (C < %0,3) ve düşük alaşımlı zırh çeliklerine yüksek mukavemet ve sertlik kazandırabilmek için bu çelikler levha haddehanesinde haddelendikten sonra sertleştirme - su verme ve belirli sıcaklık ve zaman aralığında temperleme işlemine tabi tutulurlar. (Şekil 6). Erdemir Isıl işlem konusunda dünyada önde gelen firmalarla işbirliği yaparak bilinen ve yaygın olarak kullanılan levhalara uygulanacak ısıl işlem pratiklerini büyük ölçüde oluşturmuştur.
Zırh çelikleri en yaygın olarak MIL-A-12560, MILL-A-46100 ve MIL-A-46177 gibi Amerikan ordu standartlarına uygun olarak üretilmektedir [3], [4]. MIL-A-12560 Haddelenmiş Homojen Zırh Çeliği (RHA), MILA-46100 Yüksek Sertlikteki Zırh Çeliği ve MIL-A-46177 Çok Yüksek Sertlikteki Zırh Çeliği olarak tanımlanmaktadır. Ülkemizde de zırh çelikleri TSK lerine ait tesislerin yanı sıra askeri ve sivil kullanıma yönelik ürünler üretmek amacı ile ROKETSAN, OTOKAR, FNSS firmaları tarafından da çoğunlukla MIL-A-12560 ve MIL A-46100 spesifikasyonlarına uygun olarak talep edilmekte ve kullanılmaktadır. Şekil 6. Zırh çeliği üretimi ısıl işlem basamakları Standart kalite ve ebatlardaki bir çelik ile MIL-A- 12560 a uygun olarak üretilen bir levhanın Erdemir e sağlayacağı katma değer şekil (6) da grafik haline getirilmiştir. tabi tutulacaklardır. Silikon esaslı boyaların kullanıldığı bu işlem ile levhalar 6 aya kadar koruma imkanı oluşturulmaktadır. Bu amaçla yeni limana yakın bir yere kurulacak olan nihai levha stok ve sevkıyat sahası içine Kumlama ve Boyama Hattı kurulacaktır. Hattın kapasitesi 200.000 ton/yıl olarak planlanmaktadır. Hattın yaklaşık boyu 75 m, genişliği ise 15 m dir. Kumlama ve Boyama işleminden geçirilecek levhaların stoklaması da bu alan içerisinde gerçekleştirilecektir D- SONUÇ 2005 yılı sonu itibari ile levha haddehanesinin, 2007 yılının ilk yarısı itibari ile de ısıl işlem tesislerinin devreye alınması planlanmaktadır. Bu tesislerde özellikle gemi yapım sanayine yönelik levha üretimi gerçekleştirilecektir. Erdemir de üretilmesi planlanan 500.000 tonluk levha üretimi sonucu ortaya çıkacak olan normalizeli malzeme ihtiyacını karşılamak amacı ile mevcut 40.000 tonluk normalize fırınına ilave olarak 110.000 tonluk ilave bir ısıl işlem fırını kurulacaktır. Bu fırınlarda normalizasyon işleminin yanı sıra ısıl işlemli çeliklerin üretilebilmesi için ihtiyaç duyulan sertleştirme ve temperleme işlemleri de yapılacaktır. Önceki bölümlerde yapılan analiz ve açıklamalarda da anlaşılacağı üzere zırh çelikleri Erdemir de üretilen yüksek katma değerli ürünler grubunda yer alacak olup askeri amaçlı mevcut zırh çeliği ihtiyacının karşılanmasının yanı sıra askeri araştırmalar sonucu ortaya çıkabilecek yeni zırh teknolojilerinin gereksinim duyabileceği yeni zırh çeliklerini üretim alt yapısının oluşturulmasına yardımcı olacaktır KAYNAKLAR Şekil 6. ERD 3244 kalite ile ticari bir zırh çeliği kalitesinin üretim ve satış fiyatlarının mukayesesi [1] C. Şahintürk, İ. Tozlu, Ş. Utku, S. Bozkurt, H. Soykan, Erdemir Yeni Levha Haddehanesi ve Zırh Çeliği Üretimi Zırh Teknolojileri Semineri, 2005, s.33-44 [2] A. D. Işık, S. GENÇOĞLU Zırh Teknolojileri Kazanımı Yönünde Savunma Sanayi Müsteşarlığı Çalışmaları ve Türkiye de Zırh Tasarım ve Üretim Alt Yapısı Zırh Teknolojileri Semineri, 10-11 Mart 2005, s -51-57 [3] U. S. Military Spesification, 1990, Armor Plate, Steel, Wrought Homogenous (For Use in Combat-Vehicles and for Ammunition Testing) [4] U. S. Military Spesification, 1988, Armor Plate, Steel, Wrought High Hardness. Üretilen zırh çelikleri, gemi yapım çelikleri ile benzer olarak, yüzey temizliğinin sağlanması, kullanım yerlerine taşınmaları ve imalat için kullanım yerlerinde stoklandıkları süre içerisinde atmosferin korozif etkilerine karşı korunması amacı ile üretimlerini müteakiben önce kumlama ve arkasından hızlı bir şekilde boyama işlemlerine