Language
Country/Area
No result found
التحول العجيب للفولاذ: كيف تم إنشاء الفولاذ في العصور القديمة؟
تم اكتشاف الفولاذ، وهو مادة لا غنى عنها في المجتمع الحديث، وقام البشر بصناعته منذ آلاف السنين. ومع ذلك، فإن عملية إنتاج الفولاذ القديمة تتطلب تقنيات ومفاهيم مختلفة تمامًا مقارنة بصناعة الفولاذ اليوم. إن عملية ميلادها مليئة بالعديد من الابتكارات والتقدم، مما يجعلنا نتساءل: كيف تمكن القدماء بشكل طبيعي من خلق هذه القضية العظيمة بأدوات وتقنيات بسيطة؟
التركيب الأساسي للصلب
يتكون الفولاذ بشكل أساسي من الحديد والكربون. مقارنة بالفولاذ، يعتبر الحديد الزهر مادة صلبة وهشة يصعب تشكيلها. الفولاذ هو مادة بلاستيكية وأسهل في التشكيل والاستخدام من الحديد الزهر. في حين أن الحديد وحده ليس قوياً بما يكفي لتحمل الضغط الشديد، فإن الكربون بكميات معتدلة (عادة أقل من 1%) يعطي الفولاذ القوة وخصائص مهمة أخرى. بالإضافة إلى الكربون، يتطلب إنتاج الفولاذ أيضًا إزالة الشوائب مثل النيتروجين والسيليكون والفوسفور والكبريت، وإضافة عناصر السبائك مثل المنغنيز والنيكل والكروم لإنتاج أنواع مختلفة من الفولاذ.
التاريخ المبكر للصلب
تطورت تكنولوجيا صناعة الصلب في الصين القديمة والهند وروما. كانت إحدى أقدم الطرق في صناعة الفولاذ هي "التشكيل باللهب"، وهي عملية يتم فيها تشكيل كتلة من الحديد بشكل متكرر لإزالة الشوائب.
تكنولوجيا الصلب في الصين
في القرن الحادي عشر في الصين، ظهر نظام مشابه لعملية بسمر، وهي أول محاولة في العالم لإزالة الكربون جزئيًا من الفولاذ. تم وصف هذه التكنولوجيا من قبل شين كو، وهو مسؤول حكومي في عهد أسرة سونغ، والذي شهد علم المعادن المحلي أثناء سفره في منطقة خبي.
التقدم في صناعة الصلب في أوروبا
في القرن الخامس عشر، بدأت أوروبا في تطوير عمليات الصهر التي تشترك في مبادئ التهوية نفسها مثل عملية بسمر. وبعد ذلك، استمرت أساليب إنتاج الصلب في التحسن في القرن الحادي والعشرين حتى تشكلت العمليات الحديثة.
عملية إنتاج الفولاذ الحديثة
يتضمن إنتاج الصلب الحديث ثلاث مراحل: الأولية والثانوية والثالثية. هناك تقنيات متعددة للاختيار من بينها في كل مرحلة.
العملية الأساسية: إنتاج الفولاذ الأكسجيني الأساسي
في عملية تصنيع الفولاذ بالأكسجين الأساسي، يتم صهر الحديد الزهر الغني بالكربون وتحويله إلى فولاذ. إن نفخ الأكسجين في الحديد الزهر المنصهر يمكن أن يؤدي إلى أكسدة بعض الكربون وإزالته. تم تطوير هذه العملية بواسطة روبرت دورر في عام 1948 كتحسين على محول بسمر. لقد أدت هذه التكنولوجيا إلى تحسين كفاءة إنتاج الصلب بشكل كبير.
العملية الثانوية: المعالجة اللاحقة للصلب
خلال هذه المرحلة، يقوم صانعو الصلب بإضافة أو إزالة عناصر أخرى لمزيد من التلاعب بالتركيب الكيميائي للصلب وإنتاج فولاذ عالي الجودة.
عملية من ثلاث مراحل: الصب والتشكيل
أثناء هذه العملية، يتم صب المعدن المنصهر في شكل صفائح أو ملفات فولاذية أو أشكال أخرى مرغوبة.
قضايا انبعاثات الكربون
وفقًا لتقديرات عام 2021، يمثل إنتاج الصلب حوالي 11% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، مع انبعاث حوالي 1.8 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الصلب المنتج.
