**عملية أو طريقة** **بَسِّمَر** هي أول عملية صناعية غير مكلفة لإنتاج كميات من الصلب المنصهر من تماسيح الحديد (الحديد الخام). نسبت هذه الطريقة لمخترعها هنري بَسِّمَر الذي حصل على براءة الاختراع العملية في 1855. كما اكتشفت هذه العملية على نحو مستقل سنة 1851 على يد وليام كيلي. استخدمت العملية أيضا خارج أوروبا منذ مئات السنين، ولكن لأغراض غير صناعية.

تعتمد الفكرة الأساسية للطريقة على إزالة الشوائب من الحديد عن طريق أكسدتها بدفع الهواء خلال الحديد المنصهر، فتتأكسد الشوائب وترتفع درجة حرارة الحديد ويبقى منصهراً نتيجة الحرارة الناتجة عن الأكسدة.

رسم تخطيطي لطريقة بَسِّمَر.
مكونات محول بَسِّمَر.

محوّل بَسِّمَر
--------------

تتم عملية بَسِّمَر في وعاء كبير من الصلب بيضاوي الشكل مبطن بالطين أو الدولوميت يسمى  **محول بَسِّمَر**. تقدر سعته من 8-30 طن من الحديد المنصهر بمتوسط نحو 15 طن. في الجزء العلوي من المحول فتحة عادة ما تكون مائلة إلى جانب من خلالها يتم إضافة الخامة وإزالة المنتج النهائي. الجزء السفلي مثقوب بعدد من القنوات تسمى *tuyères* التي يتم من خلالها دفع الهواء إلى المحول. يرتكز المحول على قائمين يمكنانه من الميل لأسفل لتلقي شحنة الخامة ثم الاعتدال أثناء العملية، ومن ثم الميل مرة أخرى لإفراغ المنتج النهائي.

الأكسدة
-------

تزيل عملية الأكسدة الشوائب مثل السيليكون المنجنيز الكربون كأكاسيد. تخرج هذه الأكاسيد في صورة غازية أو تُشكل الخبث. كما تلعب البطانة الحرارية للمحول دوراً هاماً في العملية. فيستخدم الطين كبطانة عندما تكون نسبة عنصر الفسفور في الخامة منخفضة وتسمى الطريقة في هذه الحالة «طريقة بَسِّمَر الحامضية»، كما يستخدم الدولوميت عندما يكون محتوى الفوسفور مرتفع في الخمة فتسمى «طريقة بَسِّمَر القاعدية». يستخدم أيضاً الحجر الجيري أو المغنسيت كبطانة في بعض الأحيان بدلا من الدولوميت (وعندئذ يعرف بمحول جيلكريست توماس، الذي سمى باسم مخترعه جيلكريست سيدني توماس). ولإعطاء الصلب بعض الخصائص المطلوبة، يمكن إضافة مواد أخرى للصلب المنصهر بعد اكتمال إزالة الشوائب، كسبيكة سبيجليزن (وهي سبيكة من الحديد والكربون والمنجنيز).

المنتج
------

بعد تكوين الصلب المطلوب، يصب في بوتقات، ثم ينقل إلى القوالب ويزال الخبث المتكون. تستغرق العملية حوالي عشرين دقيقة، خلال هذه الفترة يدل ظهور الأدخنة من فوهة الفرن على انتهاء العملية، وعندئذ يضاف بعض المواد الإخرى للمعدن السائل لإنتاج السبيكة المطلوبة.

تاريخ العملية
-------------

محول بَسِّمَر
قبل اختراع طريقة بيسمر، لم يكن لدي بريطانيا طريقة عملية لإنتاج الصلب من الحديد الغفل. كان الصلب يصنع بإضافة الكربون للحديد المطاوع، الذي كان عادة ما يستورد من السويد. كانت هذه العملية تتم بتسخين قضبان الحديد المطاوع مع الفحم لفترات تصل إلى أسبوع في حوض طويل من الحجارة. كان لإنتاج طن من الصلب يتم حرق 3 طن من فحم الكوك الغالي الثمن. هذا بالإضافة لتكلفة قضبان الحديد المطاوع التي كانت تصنع في السويد.

تم تطوير هذه العملية في القرن الثامن عشر، مع اختراع بنيامين هنتسمان لبواتق الصلب، التي أطالت فترة التسخين ثلاث ساعات مما يتطلب كميات كبيرة إضافية من فحم الكوك، مما زاد من تكلفة الإنتاج أكثر وأكثر، ولكن كان لها تأثيراً كبيراً على كمية وتنوع إنتاج الصلب.

ومع اندلاع حرب القرم، اهتم المخترعين ورجال الصناعة بتطوير التكنولوجيا العسكرية بما فيهم بَسِّمَر نفسه. في ذلك الوقت كان إنتاج الصلب صعب ومكلف وكان يستخدم لصناعة القطع الصغيرة مثل السكاكين والأدوات. وفي يناير 1855، بدأ بَسِّمَر العمل على وسيلة لإنتاج الصلب بالكميات الهائلة التي تلزم المدفعية، وفي أكتوبر من العام نفسه، قدم أول براءة اختراع تتعلق بطريقة بَسِّمَر.

وخلال أحد تجاربه سقطت قطعتين من الحديد الغفل بجانب الفرن في مكان يمر من فوقه الهواء الساخن من الفرن. وعندما ذهب بَسِّمَر لإعادتها للفرن، وجد أنها كونت غلاف خارجي من الصلب، فاستنتج أن الهواء الحار وحده حوّل القشرة الخارجية للحديد الغفل إلى صلب. قاد هذا الاكتشاف بَسِّمَر لإعادة تصميم فرنه بحيث يدفع الهواء ذو الضغط العالي من خلال الحديد المنصهر باستخدام مضخات هواء خاصة. وقد يعتقد البعض أن هذا الهواء البارد سيبرد العملية، ولكن بسبب تفاعلات أكسدة السليكون والكربون الطاردة للحرارة، ترتفع درجة حرارة مصهور الحديد، وتسهل عملية تحوله إلى الصلب.

باع بَسِّمَر اختراعه لخمسة من مصنعي الصلب، لكن طريقته فشلت في إنتاج صلب عالي الجودة، فإضطر لتعويضهم مادياً. أدرك بَسِّمَر أن المشكلة في شوائب الحديد، وخلص إلى أن الحل يكمن في معرفة متى يوقف تدفق الهواء للفرن، وبالرغم من إنفاقه لعشرات الآلاف من الجنيهات على التجارب، إلا أنه لم يتمكن من حل المشكلة. يرجع سبب ذلك إلى أنه هناك سبائك معينة من الصلب حساسة للنيتروجين الذي يمثّل 78 ٪ من الهواء المار عبر الصلب.

محول بَسِّمَر في متحف جزيرة كيلهم، شيفيلد، إنجلترا
وسرعان ما تم إيجاد الحل لهذه المشكلة عن طريق روبرت فورستر موشيه، الذي أجرى آلاف التجارب في إحدى غابات إنجلترا. كانت فكرته تقوم على حرق جميع الشوائب والكربون أولاً، ثم إعادة إضافة الكربون والمنغنيز بنسب دقيقة من سبيكة سبيجليزن. كان لهذه الطريقة تأثيرها الجيد على تحسين نوعية الصلب الناتج، وزيادة في قابلية للاستطالة وقابليته للدرفلة والطرق في درجات الحرارة العالية، وجعله أكثر ملاءمة لمجموعة كبيرة من الاستخدامات.

أنشئ أول مصنع الصلب بطريقة بَسِّمَر في الولايات المتحدة في 1855 في ديترويت نظرا لسهولة وصول الخامات إليها عبر البحيرات الكبرى، فكان ذلك أحد العوامل الرئيسية في تطوير ديترويت كمركز شهير لصناعة السيارات. بينما بدأ استخدام الطريقة في إنجلترا عام 1865.

أهمية الاكتشاف
--------------

أحدثت طريقة بَسِّمَر ثورة في صناعة الصلب بتخفيضها لتكلفة إنتاج الطن من £40 إلى £6-7 للطن، كما خفضت عدد العمالة المطلوبة لإنتاج الصلب. قبل اختراع الطريقة، كان استخدام الصلب مكلفاً جداً لإنشاء الجسور أو لاستخدامه في البناء، لذا كان التركيز على استخدام الحديد المطاوع في عصر الثورة الصناعية. وبعد اختراع الطريقة، أصبح الصلب والحديد المطاوع متساوين في السعر، واختارت معظم الشركات المصنعة إنتاج الصلب. بتوافر الصلب الرخيص، سهّل من بناء الجسور الكبيرة وإنشاء خطوط السكك الحديدية وناطحات السحاب والسفن الكبيرة. ومن منتجات الصلب الهامة أيضاً باستخدام هذه الطريقة، كابلات الصلب وقضبان الصلب وألواح الصلب التي سهلت من صناعة المراجل ذات الضغط العالي والصلب عالي إجهاد الشد الذي مكننا من صناعة الكثير من المحركات والتروس والمحاور الأكثر قوة مما سبق. ومع زيادة إنتاج الصلب، أصبح من الممكن صناعة البنادق والعربات الحربية والدبابات وعربات القتال المدرعة والسفن البحرية. كما مكننا الصلب من بناء التوربينات والمولدات العملاقة مما يجعل الاستفادة من بخار الماء وإنتاج الكهرباء ممكناً. بذلك فتح هذا الاختراع الطريق نحو ثورة التصنيع الشاملة في القرنين التاسع عشر والعشرين.

هجر الطريقة
-----------

توقف استخدام الطريقة في الولايات المتحدة عام 1968. تم استبدالها بطرق أخرى مثل طريقة (لينز-دونافتز) والتي جعلت التحكم في المحتوى الكيميائي للصلب أسهل. كما حلت طريقة فرن القوس الكهربي محل طريقة بَسِّمَر في معظم المصانع.

عيوب الطريقة
------------

كان من عيوب طريقة بَسِّمَر الآتي:

* سرعتها فهي تحتاج من 10-20 دقيقة للصبة، وهو ما لا يسمح سوى للعناصر السبائكية للاندماج جيداً في الصلب.
* لا تزيل الطريقة الفوسفور بكفاءة من الصلب المنصهر، في الوقت الذي أصبحت فيه الخامات منخفضة الفسفور أكثر تكلفة.
* لا يصلح استخدام الخردة سوى بكميات محدودة في هذه الطريقة، مما يزيد من تكلفة العملية.

طالع أيضاً
----------

* عملية توماس
* عملية كوريكس

المراجع
-------

1. ↑  *معجم مصطلحات الكيمياء* (بالعربية والإنجليزية) (ط. 1)، دمشق: مجمع اللغة العربية بدمشق، 2014، ص. 53، OCLC:931065783، QID:Q113378673
2. ↑  منير البعلبكي؛ رمزي البعلبكي (2008). *المورد الحديث: قاموس إنكليزي عربي* (بالعربية والإنجليزية) (ط. 1). بيروت: دار العلم للملايين. ص. 125. ISBN:978-9953-63-541-5. OCLC:405515532. QID:Q112315598.
3. ↑  "Bessemer process". *Britannica*. Encyclopedia Britannica. ج. 2. 2005. ص. 168. `{{استشهاد بموسوعة}}`: الوسيط `|تاريخ الوصول` بحاجة لـ `|مسار=` (مساعدة)
4. ↑  "Kelly, William". *Britannica*. Encyclopedia Britannica. ج. 6. 2005. ص. 791. `{{استشهاد بموسوعة}}`: الوسيط `|تاريخ الوصول` بحاجة لـ `|مسار=` (مساعدة)
5. ↑  Ponting، Clive (2000)، *World History, A New Perspective*، Pimlico، ISBN:0-7126-6572-2
6. ↑  Bessemer، Sir Henry (1905). *Sir Henry Bessemer, F.R.S.* Offices of "Engineering,".`{{استشهاد بكتاب}}`: صيانة CS1: التاريخ والسنة (link) p172.
7. ↑  Anstis 1997، صفحة 147.
8. ↑  Coleford, Towns in the Forest Of Dean ForestWeb (fweb) - Virtual guide to the Royal Forest Of Dean نسخة محفوظة 04 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.
9. ↑  Anstis 1997، صفحة 140.
10. ↑  Misa، Thomas J. (8 سبتمبر 1998). *A Nation of Steel: The Making of Modern America, 1865-1925*. The Johns Hopkins University Press. ISBN:0801860520. chapter 1 online

وصلات خارجية
------------

* المهندس، 15 أغسطس 1856. وصف بَسِّمَر لطريقته.
* معرض تكنولوجيا صناعة الصلب في القرن العشرين

| * ع
* ن
* ت
 صنع الأدوات المعدنية |
| --- |
| 

| * ع
* ن
* ت
سبك |
| --- |
| عمليات السبك | 
* بالطرد المركزي
* المستمر
* في قوالب
* بطريقة النموذج المتبخر (بالرغوة الضائعة و بطريقة القالب الممتلئ)
* الدقيق
* في قوالب دائمة
* في قوالب جصية
* في قوالب رملية
* للمعادن شبه الصلبة
* التدويمي
* في القوالب القشرية
* المغزلي

 |
| أفران | 
* بسمر
* لافح
* الكيوبلا
* القوس الكهربائي
* حثي
* المجمرة المكشوفة
* تسويط
* عاكس
* دوّار

 |
| متعلقات | 
* عيب صب
* تبريد مفاجئ
* نصف علوي وسفلي للقالب
* تشكيل الدلاليك
* استدقاق
* كدارة
* صندوق صوغ القوالب
* صُّبة
* رمل قوالب السباكة
* صناعة النماذج
* صاعد
* منتجات مسبوكة نصف مصنعة
* خبث
* مصب سباكة

 |

 |
| 
* **تشغيل**
* تشكيل
* تصنيع
* حدادة
* سباكة
* علم الفلزات
* لحام
* مجوهرات

 |

| صنع الأدوات المعدنية |
| --- |
| 

| * ع
* ن
* ت
سبك |
| --- |
| عمليات السبك | 
* بالطرد المركزي
* المستمر
* في قوالب
* بطريقة النموذج المتبخر (بالرغوة الضائعة و بطريقة القالب الممتلئ)
* الدقيق
* في قوالب دائمة
* في قوالب جصية
* في قوالب رملية
* للمعادن شبه الصلبة
* التدويمي
* في القوالب القشرية
* المغزلي

 |
| أفران | 
* بسمر
* لافح
* الكيوبلا
* القوس الكهربائي
* حثي
* المجمرة المكشوفة
* تسويط
* عاكس
* دوّار

 |
| متعلقات | 
* عيب صب
* تبريد مفاجئ
* نصف علوي وسفلي للقالب
* تشكيل الدلاليك
* استدقاق
* كدارة
* صندوق صوغ القوالب
* صُّبة
* رمل قوالب السباكة
* صناعة النماذج
* صاعد
* منتجات مسبوكة نصف مصنعة
* خبث
* مصب سباكة

 |

| * ع
* ن
* ت
حدادة، وتصنيع، وإنهاء |
| --- |
| مواضيع عامة | 
* تصنيع
* عمل بالقطعة
* صفيحة معدنية

 |
| عمليات التشكيل | 
* سك
* سحب
* تشكيل كهرهيدرولي
* تشكيل كهرومغنطيسي
* تشكيل بالتفجير
* تطريق
* تشكيل هيدروليكي
* تشكيل بالختم المتتابع
* تخريم
* درفلة
* حفر التجاويف
* بالرحو
* طرق ضمن قالب

 |
| عمليات التوصيل | تنحيس
* تغضين
* برشمة
* لحام بالقصدير
* لحام
 |
| عمليات الإنهاء | 
* أنودة
* غلفنة
* معالجة حرارية
* إنهاء كمي
* زنجار
* دقدقة
* تصفيح
* صقل

 |

| * ع
* ن
* ت
تشغيل المعادن بمساعدة الحاسوب |
| --- |
| هندسة بمساعدة الحاسوب | 
* تصميم
* تصنيع
* شيفرة تحضيرية
* تحكم رقمي باستخدام الحاسوب
* منصة ستيوارت

 |
| ثقب ولولبة  | 
* ماسك لقمة اللولبة
* مثقب
* لقمة ثقب
* ساق لقمة الثقب
* مقاييس لقمة الثقب
* ثقب
* مثقب ذو دليل تشغيل
* ذكر ولقمة اللولبة
* ممسك ذكر اللولبة
* لولبة

 |
| تجليخ وتحضين | 
* مادة سحج
* جلاخة زاوية
* جلاخة نضدية
* ورق سحج
* جلاخةاسطوانية
* جلاخة نقرية
* مسواة
* تجليخ
* جلاخة
* عجلة تجليخ
* جلاخة ذات دليل تشغيل
* تحضين
* ورق صنفرة
* حجر السن
* اختبار الشرارة
* تجليخ سطحي
* جلاخة الأدوات والمقاطع

 |
| تشغيل وتفريز | 
* آلة تشغيل بالتفريغ الكهربائي
* تشغيل كهركيميائي
* مقطع تفريز طرفي
* نقش
* تخديد
* مخرطة
* آلة تشغيل
* تشغيل آلي
* مقطع تفريز
* فارزة
* مقشطة
* مقشطة نطاحة

 |
| معدات آلة التشغيل | 
* لوح زاوي
* ظرف
* ظرف زناقي
* دليل تشغيل
* مثبتة
* رأس تقسيم
* ذنبة المخرطة
* محور تثبيت عدة القطع
* قاعدة مغناطيسية
* ممسك المشغولة
* طاولة دورانية
* موجد المركز أو الحواف

 |
| متعلقات | 
* اهتزازات
* سائل تبريد القطع
* سرعات وتغذيات التشغيل الآلي
* رايش
* تسامح\* زيت دخيل

 |

| * ع
* ن
* ت
حدادة |
| --- |
| أنماط الحدادة | 
* حداد
* حداد النصال
* نحّاس
* صياغة الذهب
* مصلح بنادق
* قفل
* بيوتر
* صائغ فضة
* صفاح
* حداد المعادن اللينة

 |
| عمليات | 
* حدادة
* لحام النموذج
* تسطيح بالطرق
* تكوير
* حفر التجاويف
* طرق ضمن قالب

 |
| أدوات | 
* سندان
* ورشة حدادة
* محزز الحيود
* مطرقة
* مقطعة الحداد
* مطرقة بخارية
* زهرة طرق
* مطرقة سقاطة

 |

| * ع
* ن
* ت
أدوات |
| --- |
| آلات قطع | 
* منشار شريطي
* منشار على البارد
* قطع بالليزر
* منشار تلسين
* قطع بالبلازما
* قطع بنفث الماء

 |
| أدوات قطع المعادن | 
* تخليق
* مثقب احتكاكي
* إزميل
* تخويش أسطواني
* تخويش مخروطي
* مقطع تفريز طرفي
* مبرد
* مكشطة يدوية
* مقطع تفريز
* قرّاضة
* مسحل
* قص
* لقمة ملقمة
* قلم قطع

 |
| أدوات تشكيل | 
* ثنّاية
* قالب
* مكبس هيدروليكي
* مكبس (آلة تشكيل)
* مكبس تخريم
* مكبس لولبي
* مكبس بالختم

 |
| أدوات يدوية | 
* قامطة
* زاوية تعامد مؤتلفة
* سنبك
* مبرد
* منشار معادن
* مطرقة
* مقشطة يدوية
* كوس ضبط
* بندقية تقشير
* ثناية الأنابيب
* منشار خرق
* زردية
* دليل ثقب
* مرقم خدش
* ذكر ولقمة اللولبة
* ملقط
* ملزمة
* طاولة مشغل
* مفتاح ربط
* نقّار

 |
| آلة تشغيل | لوح زاوي 
* ظرف (هندسة)
* ظرف زناقي
* دليل تشغيل
* مثبتة
* رأس تقسيم
* ذنبة المخرطة
* محور تثبيت عدة القطع؟
* قاعدة مغناطيسية
* ممسك المشغولة
* طاولة دورانية
* موجد المركز أو الحواف
 |
| أدوات القياس | 
* محدد قياس التجويف
* قدمة ذات الورنية
* محدد قياس المركز
* مقارن بصري
* مبين بقرص مدرج
* مقياس تحسسي
* محدد قياس
* قوالب القياس
* محدد قياس سماحي ولا سماحي
* محدد قياس الارتفاع
* كوس ضبط
* حبر الترقيم الأزرق
* مرقم تحديد
* شنكرة
* ميكرومتر
* محدد قياس نصف قطر الانحناء
* مقياس مدرج
* قضيب جيبي
* مسواة كحولية
* مسطرة تقويم
* زهرة استواء
* شريط قياس
* محدد قياس الأسنان
* ورنية

 |
| أدوات الحدادة | 
* سندان
* ورشة حدادة
* محزاز
* مطرقة
* مقطعة الحداد
* مطرقة بخارية
* زهرة طرق
* مطرقة سقاطة

 |

| * ع
* ن
* ت
اللحام |
| --- |
| لحام قوسي | 
* لحام بالهيدروجين الذري
* لحام قوسي بالمعدن والغاز
* لحام بالقوس الكهربائي بوجود صهيرة اللحام
* تلحيم بقوس غاز تنغستن
* لحام بقوس بلازما
* لحام بالقوس المعدني المحجب
* لحام بالقوس المغمور

 |
| عمليات أخرى | 
* لحام بالقوس الكهربائي في جو من الغاز
* الحزمة الإلكترونية
* لحام كهربائي بوجود الخبث
* التطريق
* بالاحتكاك
* لحام احتكاكي دوراني
* لحام الجاويطات
* الحزمة الليزرية
* لحام بالليزر الهجين
* لحام بالغاز
* لحام بالمقاومة الكهربائية
* لحام بقعة
* لحام فوق صوتي

 |
| أجهزة | 
* مزود القدرة
* قطب كهربائي
* معدن الحشو
* غاز واقي
* روبوت اللحام
* خوذة اللحام

 |
| متعلقات | 
* منطقة متأثرة بالحرارة
* قابلية اللحام
* إجهاد متبقي
* عمى ثلجي

 |

 |

* أيقونة بوابةبوابة الكيمياء
* أيقونة بوابةبوابة هندسة
* أيقونة بوابةبوابة صناعة

|  |  |
| --- | --- |
| مشاريع شقيقة | في كومنز صور وملفات عن: عملية بسمر |