كيف يصنع الحديد يعتبر الحديد من أقوى العناصر على وجه الأرض، كما أنه يعتبر من أثقل العناصر، ومن أهم خصائصه وأهميته أنه العنصر الأكثر استقرارًا.
وذلك بسبب تكافؤ القوة النووية والقوة الكهرومغناطيسية في النواة، وفي الفقرات التالية على موقع القلعة سنشرح لكم أهم التفاصيل المتعلقة بعنصر الحديد.
كيف يصنع الحديد؟
هناك عدة طرق لصنع الحديد ولكن في البداية لابد من توضيح بعض المواد الأساسية التي تدخل في إنتاج الحديد وهي:
- فحم الكوك، وهي مادة يتم الحصول عليها عن طريق تسخين الفحم لإنتاج الكربون النقي.
- خام الحديد، وهو أكاسيد الحديد التي تحتوي على الهيماتيت والمغنتيت والليمونيت.
- بالإضافة إلى العديد من الصخور الأخرى، تتراوح نسبة خام الحديد من 20 إلى 70٪.
- من بين المواد الموجودة بكثرة في الطبيعة، يعتبر الحجر الجيري مصدرًا مهمًا وأساسيًا لكربونات الكالسيوم، وهو أمر مهم في تصنيع الحديد.
- التلبيد، والذي يتكون من مواد خام حديدية، يتم خلط هذه الخامات مع فحم الكوك عند درجة حرارة عالية.
- ثم يتم إزالة الشوائب من هيكلها.
- وتجدر الإشارة إلى أن الحديد يخلط مع عدة معادن أخرى مثل النيكل والكروم والمنغنيز واليوسفي وغيرها.
- من أجل إنتاج أشكال مختلفة من الفولاذ.
فيما يلي نناقش طرق ومراحل صنع الحديد، وتجدر الإشارة إلى ضرورة الالتزام بها:
استخراج وتجهيز المواد الخام
- أولاً، يستخرج خام الحديد من الأرض ويزال منه معظم الشوائب وينقى.
- غالبًا ما تُعرف هذه المرحلة بمرحلة التعدين وتتم عن طريق حفر التربة.
- حتى تصل إلى طبقة قريبة جدًا من الأرض ولونها أبيض مائل للرمادي وتسمى بخام الحديد.
- ثم يتم طحن خام الحديد المستخرج وفرزه وإزالة الملوثات.
- ثم يتم سحق الخام وغسله لإزالة الرمل والطين من هيكله وفصله مغناطيسيًا.
- تُعرف هذه المرحلة عالميًا بالمعالجة قبل نقل الخام إلى المصهر.
اقرأ أيضًا: صنع السماد في المنزل
الصب وتزوير الحديد
- في هذه المرحلة، يتم خلط الخام المنجم مع خام آخر وتغذيته إلى الجانب العلوي من الفرن العالي.
- تهب الفوهة السفلية الهواء الساخن عبر الكوك.
- يتفاعل الأكسجين بعد ذلك مع الكربون الموجود في الكوك لتشكيل أول أكسيد الكربون.
- والذي بدوره يتفاعل مع خام الحديد أعلاه لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والحديد النقي في النهاية.
فصل الحديد عن الشوائب
- هنا، يتم وضع كمية كبيرة من الماء على الحديد المتكون في الفرن لفصل الحديد عن الأوساخ.
- ثم يُسكب الجير فوق الحديد لتشكيل خام حديد أخف.
- يُنظر إلى حثالة على أنها تطفو على السطح ثم يُزال الحديد بشكل منفصل عن قاع الفرن.
- طالما تم تحضيرها ببعض السبائك الأخرى، فيتم تنظيفها.
معالجة الغاز
- يتم سحب الغازات من التفاعلات الكيميائية للفحم والأكسجين إلى أعلى الفرن.
- قبل أن تذهب إلى معمل تنظيف الغاز لإخراجها أو إعادتها إلى الفرن.
- لاستخدام غاز أول أكسيد الكربون في الضربة التالية.
رقابة جودة
- من الضروري مراقبة جودة الحديد المستخرج بانتظام.
- يتم ذلك عن طريق دراسة وتسجيل درجات الحرارة والتركيب الكيميائي لخامات الحديد التي يتم إدخالها إلى الفرن.
- يتم أيضًا اختبار العينات المبثوقة للتأكد من صلابة المنتج وقوته.
يمكنك أيضًا معرفة: كيف يصنع الجبس؟
خصائص الحديد
بمعرفة كيفية صنع الحديد سنتعرف على الخصائص التي تميز الحديد عن المعادن الأخرى وهي:
- يتميز الحديد بلونه الأبيض اللامع.
- الحديد معدن قوي يمكن طلاؤه بسهولة وهو مرن.
- يتغير لون الحديد بسبب التآكل نتيجة تراكم الأكسجين فيه بسبب وجود الرطوبة فيه.
- الحديد صدئ.
- من أهم مميزات الحديد أنه يتواجد في القشرة الأرضية.
- وفقًا لترتيب عناصر قشرة الأرض، فإنها تحتل المرتبة الرابعة.
- العدد الذري للحديد هو 26 والكتلة الذرية 85.
استخدام الحديد
- استخدم الحديد في صناعة الأسلحة لعدة قرون.
- في الوقت الحاضر، يستخدم الحديد في مجالات مختلفة من الحياة، حيث أنه المكون الرئيسي لإنتاج الصلب.
- كما أنه عنصر أساسي في الهندسة الميدانية والتصنيع بشكل عام.
- تم استخدام الحديد لصنع الفولاذ المقاوم للتآكل والصدأ.
- تستخدم الحديد في العديد من أغراض المطبخ والطبخ وأدوات المائدة.
- يعد الحديد مكونًا مهمًا في إنتاج أجهزة ومعدات المستشفيات.
- بالإضافة إلى ذلك، يستخدم الحديد في صناعة السيارات والمركبات وأجسام السفن.
- الآلات والأدوات والجسور وهياكل المباني والطائرات.
قد ترغب أيضًا في الاطلاع على: أفضل أنواع الأخشاب المنشورة للبناء ونصائح للارتباك
وفي نهاية المقال ذكرنا كيفية صنع الحديد وتعرفنا على أهم المواد المستخدمة في إنتاج الحديد ومراحل تحضيره.