كيف يتم صهر الحديد

هو معدن صلب لونه بني أو بنيّ محمر، يُستخرج من الصخور الموجودة في الطبيعة، عرفه الإنسان في مراحل حياته الأولى، واستخدمه في صنع أدواته خاصةً آلات القطع حتى سمي ذلك العصر بالعصر الحديدي، واستخدام الحديد قد أحدث ثورةً في حياة الإنسان في تلك المرحلة؛ إذ إنّه قبل اكتشاف الحديد كان الإنسان الأول يستخدم الحجارة والعظام في صنع أدواته، وكان عصرهم يطلق عليه العصر الحجري، كانت المجتمعات القديمة تحصّل الحديد من النيازك التي تسقط من السماء؛ إذ تحتوي كتل النيازك على ما نسبته 90% من حجمها حديد.

المجتمعات البشريّة في تقدمٍ مستمرٍ، وبناء الحضارات يعتمد على إنجازات الأجيال التي سبقته؛ إذ يتمّ البناء على ما توصل إليه من خلال تجاربه اليومية، وكلما تطور الإنسان أكثر برزت حاجات جديدة لديه وهكذا.الحديد من المعادن التي احتلت مرتبةً متقدمةً جداً بين المعادن بعد الثورة الصناعية التي اجتاحت أوروبا، والسبب بذلك هو تعدد استخداماته؛ إذ يدخل في جميع أنواع الصناعات الثقيلة منها والخفيفة.

الحديد من أنواع المعادن التي تتأثر بالرطوبة فتتأكسد مع الأكسجين، لذلك يجب أن يُدهن بمادةٍ تعزله عن الظروف الجوية، لتوفير عنصر الضمان والجودة له. لا يوجد الحديد في الطبيعة بمفرده بل يتواجد مخلوطاً مع عناصر أخرى، ويتمّ التعامل مع هذه المادة الخام بطرقٍ فنيةٍ لفصل الحديد عن غيره من المعادن وبعدها يصهر الحديد؛ إذ يتحوّل من الحاله الصلبة إلى الحالة السائلة لتتمّ تنقيته من العناصر الأخرى الموجودة فيه، وبعدها نحصل على شكل مادة الحديد حسب الطلب.

يحتاج الحديد إلى درجة حرارةٍ عاليةٍ ليتحوّل من حالته الصلبة إلى الحالة السائلة، وتتمّ إضافة بعض المركبات الأخرى ليسهل استخدامه وهذه العملية تسمى صهر الحديد، وللحصول على درجة حرارةٍ عاليةٍ لا بد من أن يتم ذلك في أفران خاصة تكون مخصصة لهذه الغاية، من هذه الأفران ما يسمى بفرن القوس الكهربائي.

فرن صهر الحديد هو عبارة عن وعاءٍ كبيرٍ مصنوعٍ من معدات، وفيه أدوات تتحمل درجات الحرارة العالية التي قد تصل إلى 1800 درجةٍ مئويةٍ، ويتّسع ما مجموعه 400 طن من المواد الخام، تعتمد هذه الأفران على استخدام تيار كهربائي عالي الجهد يستطيع صهر الحديد بعد إضافة مواد كيماويةٍ تساعد على رفع درجات الحرارة إلى مستوى قدرته على صهر مادة الحديد والمواد العالقة به كما نرى في صور الحمم المنسابة من البراكين، تنساب المادة المصهورة إلى أفران أخرى لتنقيتها، وتتمّ إضافة مواد أخرى لتخرج بالأصناف التي ترغب بها.

استخدامات الحديد

يُستخدم الحديد الصلب الزمرة في صناعة الأنابيب وأنابيب الغاز، والحديد المطاوع يُستخدم كحديد التسليح في البناء، والحديد الصلب يُستخدم في صناعة السفن وقضبان السكك الحديدية والجسور، وسبائك الحديد الصلب تستخدم في سبائك صلب النيكل والكروم.