حديث حول حديد الزهر (cast iron)، وحديد الصلب (steel)، والحديد النقي (pure iron)

مراحل صناعة "حديد الزهر (cast iron) وحديد الصلب (steel)"

يتم وضع "فلزات الحديد وفحم الكوك" في فرن صهر ويتم إخراج "الحديد الخام (pig iron)" من خلال الحفاظ على الحرارة العالية.
لا يزال "الحديد الخام (pig iron)" يحتوي على الكثير من الشوائب غير "الحديد (Fe)".
يتم نقل "الحديد الخام (pig iron)" إلى الفرن، ويتم العمل على فصل الشوائب المختلفة التي يحتوي عليها.
ثم يتم صنع حديد الزهر (cast iron) وحديد الصلب (steel).

سنقوم هنا بالشرح حول الاختلاف بين حديد الزهر (cast iron)، وحديد الصلب (steel)، والحديد النقي (pure iron) من خلال كمية الشوائب التي يحتوي عليها كل نوع.

(1) حديد الزهر (cast iron)

مكونات حديد الزهر (cast iron)
يُسمى الحديد الذي يحتوي على نسبة 2.06 ~ 6.67 % من الكربون "حديد الزهر (cast iron)".
وبشكل عام، يتم استخدام ما يُسمى "حديد الزهر الفأري" في صناعة القدور، وهناك فروقات في نسب المواد المستخدمة، ولكن تكون نسبة الكربون(C) %3.52، والسيليكون (Si) %1.68، والمنغنيز(M) 0.38% ، والفوسفور(P) 0.089% ، والكبريت 0.021 (S)%.
وبالتالي فإن 100- (3.52 + 1.68 + 0.38 + 0.089 + 0.021) = 94.31، لذلك فإن نسبة الحديد النقي (pure iron) التي يحتوي عليها حديد الزهر الفأري هذا (cast iron) هي 94.31%.

photo

ويتم استخدام حديد الزهر (cast iron) هذا في صناعة "المنتجات المصبوبة بالقوالب". ومن بين هذه المنتجات يوجد منتجات نانبو تيكّي، ومنتجات تاكاؤكا تيكّي في اليابان، ومنتجات "لوج" في أمريكا، ومنتجات "ليكروست" في فرنسا وغيرها من المنتجات.
والمنتجات المصبوبة بالقوالب تكون هشة، لذلك تنكسر عند ضربها بقوة.
بعبارة أخرى، فإن هناك "هشاشة"، وبالتالي تتطلب "سماكة" فوق مستوى معين.
ونتيجة لذلك تصبح "ثقيلة"، ولكن لديها سماكة كبيرة، لذلك تتميز "بقدرتها على حفظ الحرارة"، ويقال إنها مناسبة بشكل كبير لاستخدامها كقدر للسلق.

(2) حديد الصلب (steel)

عند القيام بالتقليل من "الشوائب" الأخرى أكثر من ذلك في الفرن، سنحصل على حديد يدخل في نطاق "حديد الصلب "(steel)
وفي البداية سنشرح الأمور الرئيسية حول حديد الصلب (steel).
يعتبر حديد الصلب من المواد الصناعية، ويتميز بأنه قوي، ويُستخدم على نطاق واسع، لذلك له استخدامات كثيرة في الواقع. وهناك الكثير من المواد القياسية عالية الجودة وفقا لكل استخدام.
سنقوم بشرح المعيار الياباني (معيار JIS) لصفائح الحديد الصلب (steel plate) المستخدمة في صناعة مقلاة شركة ليفرلايت.

تحتوي "الصفيحة الفولاذية المجلفنة بالتبريد (SPCC-SD)" المستخدمة من قبل شركة ليفرلايت على أقل من 0.15% من الكربون (C)، وأقل من 0.60% من المنغنيز (Mn)، وأقل من 0.100% من الفوسفور (P)، وأقل من 0.035% من الكبريت (S).
وبالتالي فإن نسبة الحديد (Fe) أكثر من 99.115%.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن "SD" تعني "الجلفنة (dull finish) = إزالة اللمعان (الملمس الخشن)".

وكما هو واضح من هذه القيم العددية، فإن "حديد الصلب (steel) يحتوي على حديد نقي (Fe = iron) أكثر من حديد الزهر (cast iron)، ومن الممكن معرفة ذلك جيدا من خلال مشاهدة مراحل التصنيع فقط.

photo

بعبارة أخرى، فإن درجة نقاء الحديد (Fe) ترتفع وفقا للمراحل التالية:
فلزات الحديد ⇦ الحديد الخام ⇦ حديد الزهر ⇦ حديد الصلب ⇦ الحديد النقي.
وهذا يعني أن الحصول على نسبة 100% من الحديد النقي يتطلب إزالة الشوائب بنسبة 100%، ولكن في الواقع لا يتم تصنيع حديد نقي بنسبة 100%.

ولكن يتم استخدام عبارة حديد نقي (pure iron) على بعض المنتجات.
ويتم استخدامه كمادة صناعية خاصة أو كمادة سبائك عالية الجودة.
ومع ذلك، فإن درجة النقاء في هذه الحالة تصل إلى 99.90 ~ 99.95% وليس 100%.
وأيضا يتم تصنيعه بطريقة خاصة وليس في الفرن.

وقد تم القيام بأبحاث وتحسينات من أجل استجابة الحديد للاستخدامات المختلفة كالبناء، الجسور، الآلات الصناعية، الطائرات، السفن، السيارات، القطارات، وحتى السكاكين والمقالي، وتم تصنيع حديد الصلب (steel)، ومن المتوقع أن يستمر حديد الصلب (steel) بلعب دور في مختلف نواحي حياة البشر.
وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام حديد الزهر (cast iron) في الحالات التي تتطلب استخدام الحديد ككتل، وفي المجالات التي تهتم بالحفاظ على درجة الحرارة.

وهكذا نتمنى أن تتعرفوا على أنواع حديد الزهر (cast iron)، وحديد الصلب (steel)، والحديد النقي (pure iron) والتي تلعب دورا في دعم حياة البشر في مختلف المجالات.