كيف يصنع الحديد
كيف يصنع الحديد، يعد الحديد من أقوي العناصر الموجودة على الأرض، كما أنه يعتبر من العناصر الثقيلة، ومن أهم وأبرز خصائصه أنه العنصر الأكثر استقرارًا.
وذلك يرجع إلى تعادل القوة النووية والقوة الكهرومغناطيسية في النواة، وفي الفقرات اللاحقة عبر موقع مقال maqall.net سوف نوضح لكم أهم التفاصيل المتعلقة بعنصر الحديد.
محتويات المقال
كيف يصنع الحديد
يوجد مجموعة من الطرق يمكن من خلالها صنع الحديد، ولكن في البداية يجب توضيح بعض المواد الأساسية التي تدخل في صناعة الحديد وهي:
- فحم الكوك، وهو مادة يتم تصنيعها عن طريق تسخين الفحم لاكتساب كربون نقي.
- خام الحديد، وهو عبارة عن أكاسيد الحديد التي تحتوي على الهيماتيت، المغنتيت، الليمونيت.
- بالإضافة إلى العديد من الصخور الأخرى، وتتراوح نسبة خام الحديد فيها من 20 إلى 70%.
- الحجر الجيري، وهو من المواد الموجودة بكثرة في الطبيعة، ويعد مصدر مهم وأساسي لكربونات الكالسيوم المهمة في تركيب الحديد.
- التلبيد، وهو يتكون من المواد الأولية للحديد، يتم خلط هذه الخامات مع فحم الكوك في درجة حرارة عالية.
- بعد ذلك يتم إزالة الشوائب من بنيتها.
- يجدر الإشارة إلى أن الحديد يخلط مع عدة معادن أخرى مثل النيكل والكروم والمنجنيز والتنغرتين وغيرها.
- وذلك لإنتاج أشكال مختلفة من الفولاذ.
فيما يلي سوف نتطرق إلى الطرق والمراحل التي يتم بها صناعة الحديد، ويجب التنويه إلى ضرورة الالتزام بها:
استخراج الخام وتكريره
- في البداية يتم استخراج خام الحديد من الأرض وإزالة معظم الشوائب منه وتنقيته.
- تعرف هذه المرحلة في الغالب بمرحلة التعدين وتتم عن طريق حفر الأرض.
- حتي يتم الوصول إلى طبقة قريبة جدًا من الأرض ولونها أبيض مائل إلى الرمادي وتسمي بخام الحديد.
- بعد ذلك يتم طحن خام الحديد الذي تم استخراجه، وفرزه وإزالة الملوثات منه.
- ثم يتم تكسير وغسيل الخام لإزالة الرمل والطين من بنيته، ويتم فصله مغناطيسيًا.
- هذه المرحلة تعرف عالميًا باسم التكرير، وذلك قبل نقل الخام إلى موقع الصهر.
اقرأ أيضا: صنع سماد في المنزل
الصهر وتشكيل الحديد
- يتم في هذه المرحلة خلط الخام المستخرج مع خام أخر ويتم إدخالهم في الجهة العلوية من فرن الصهر.
- ويتم النفح من فوهة الجهة السفلية بفحم الكوك مع تيار هواء الساخن.
- بعد ذلك يتفاعل الأكسجين مع الكربون الموجود في فحم الكوك، فيتكون أول أكسيد الكربون.
- الذي بدوره يتفاعل مع خام الحديد الموجود في الجهة العلوية، ليشكل ثاني أكسيد الكربون والحديد النقي في النهاية.
فصل الحديد عن الشوائب
- هنا يتم وضع ماء بكمية كبيرة على الحديد المتشكل في الفرن، وذلك لفصل الحديد عن الأوساخ.
- بعد ذلك يتم سكب الحجر الجيري على الحديد لتكوين خام أخف من الحديد.
- يتم ملاحظة الأوساخ وهي تطفو على السطح، ثم يتم سحب الحديد من قاع الفرن بشكل منفصل.
- حتي يتم تصنيعه مع بعض السبائك الأخرى، ثم يتم تنظيفه.
معالجة الغازات
- الغازات التي تم تكوينها من التفاعلات الكيميائية بين الفحم والأكسجين، يتم سحبها إلى أعلى الفرن.
- حتي تتوجه إلى معمل تنظيف الغازات، ليتم التخلص منها أو إعادتها مرة أخرى إلى الفرن.
- وذلك للاستفادة من غاز أول أكسيد الكربون للنفح القادم.
مراقبة الجودة
- من الضروري مراقبة جودة الحديد الذي تم استخراجه بانتظام.
- وذلك عن طريق فحص درجات الحرارة والتركيب الكيميائي لخامات الحديد التي تم إدخالها إلى الفرن، وتسجيلها.
- كما يتم فحص العينات المستخرجة للتأكد من صلابة وقوة المنتج.
كما يمكنكم التعرف على: كيف تصنع الجبس؟
خصائص الحديد
بعد التعرف على كيف يصنع الحديد، نتعرف فيما يلي على الخصائص التي تميز الحديد عن باقي المعادن وهي:
- يتميز الحديد بلونه الأبيض اللامع.
- يعد الحديد معدن قوي ويمكن دهنه بكل سهولة، كما يتميز بالمرونة.
- لون الحديد يتغير بفعل التأكل، وذلك يرجع إلى تجمع الأكسجين فيه مع وجود الرطوبة.
- الحديد قابل للصدأ.
- من أهم مميزات الحديد أنه يتوافر بكثرة في القشرة الأرضية.
- ويحصل على المرتبة الـ 4 من حيث ترتيب العناصر المتواجدة في القشرة الأرضية.
- يمتلك الحديد عدد ذري يساوي 26، ووزنه الذري يساوي 85.
استخدامات الحديد
- تم استخدام الحديد على مر العصور في تصنيع الأسلحة.
- في الوقت الحاضر تم استخدام الحديد في شتى مجالات الحياة، حيث أنه العنصر الأساسي في صناعة الفولاذ الصلب.
- كما أنه أحد المكونات الرئيسية في الهندسة الميدانية والتصنيع بشكل عام.
- تم استخدام الحديد في صناعة الفولاذ المقاوم للتأكل والصدأ.
- يستخدم الحديد في صناعة العديد من أدوات المطبخ والطهي والمائدة.
- يعد الحديد عنصر مهم في صناعة أجهزة ومعدات المستشفيات.
- بالإضافة إلى ذلك يدخل الحديد في صناعة السيارات والمركبات وأجسام السفن.
- والآلات والأدوات والجسور وهياكل المباني والطائرات.
كما يمكنكم الاطلاع على: أفضل أنواع الخشب للبناء: ونصائح تُخلّصك من الحيرة
في نهاية المقال نكون قد ذكرنا كيف يصنع الحديد، كما تعرفنا على أهم المواد المستخدمة في صناعة الحديد ومراحل تصنيعه، كما قد أوضحنا خصائص الحديد واستخداماته المتعددة، ونتمنى أن ما قدمناه ينال إعجابكم ونكون قد وفقنا في تقديم المحتوى.