إنتاج الصلب

إنتاج الصلب.
المواد الفلزية المعروفة التي يطلق عليها الحديد والصلب هي في الواقع سبائك لعنصر الحديد، وبوجه عام فإن الصلب هو سبيكة من عنصرى الحديد والكربون. ولا تزيد نسبة الكربون فيها على 2% . وتحتوى معظم أنواع الصلب في الغالب بالإضافة إلى الكربون، على كمية من عنصر المنجنيز، كما يحتوى عدد من سبائك الصلب أيضا على عدد آخر من عناصر أخرى بجانب ما ذكر من عناصر.
و تعتمد خواص اى نوع من أنواع الحديد والصلب إلى حد بعيد على التركيب الكيميائى للسبيكة. ويمكن ان تتغير هذه الخواص بدرجة ملحوظة بإجراء عمليات التسخين والتشكيل.
أنواع منتجات الحديد:
و على الرغم من وجود آلاف الأنواع المختلفة من الحديد والصلب، الا انه يمكن تقسيم أنواع الحديد إلى المجموعات التالية:
حديد التمساح
الحديد المطاوع
الحديد الزهر
حديد التمساح:
وهو الحديد الناتج من الفرن العالي؛ وتحتوي معظم أنواع حديد التمساح علي 93% حديد، ومن 3% إلى 4% كربون؛ بالاضافه الي كميات اقل من عناصر اخري. واصل مصطلح تماسيح الحديد يعود الي الطريقة التي اتبعت في عمليات صب مصهور الحديد الناتج من الفرن العالي خلال منظزمه من القوالب وضعت حول قناه مركزيه.
ولقد أطلق علي القضبان الحديدية المتكونه داخل قالب الصب اسم التمساح. وفي الوقت الراهن يستخدم معظم خام حديد التمساح في حالته المنصهره في صناعه الصلب. وفي الوقت الراهن يستخدم معظم خام حديد التمساح في حالته المنصهره في صناعه الصلب، ولا يجري صبه في قوالب. ولكن كميه صغيره منه فقط تصب كما كان يحدث في السابق، وذلك لتصنيع حديد الزهر أو الحديد المطاوع.
الحديد الزهـر:
وهو أي نوع من سبائك الحديد المحتويه علي نسبه عاليه من الكربون، حيث تتراوح نسبه الكربون فيهمن 2% الي 4% ، كما يحتوي علي السيليكون بنسب تتراوح من 1% الي 3% . ونظرا لارتفاع نسبه الكربون في الحديد الزهر، فأنه لا يمكن تشكيله وهو في حالته الجامده؛ مهما كانت درجه الحرارة التي سيُسَخَّن اليها. ويشكل الحديد الزهر في العديد من التطبيقات ما يتميز به من صلاده؛ وانخفاض في التكلفة، ومقدره عاليه علي امتصاص الصدمات. ولهذه الأسباب يعد الحديد الزهر ماده انشاءات مفيده ومهمه.

الحديد المطاوع
هو تقريبا حديد نقي مخلوط مع ماده تشبه الزجاج؛ وعلي العكس من حديد الزهر فان الحديد المطاوع قابل للطرق، ولهذا يمكن طرقه الي اشكال مختلفه، ويقاوم الحديد المطاوع التأكل (الصدأ) بصوره أفضل من مقاومه الحديد الزهر.
ولقد كان الحديد المطاوع أحد الصور الحديدية التي استخدمت كثيرا في الماضي لانتاج كثير من المنتجات التجارية التي يجري تصنيعها حاليا من الصلب؛ وفي الوقت الراهن لا تنتج شركات الصلب الا كميات صغيره ومحدوده من الحديد المطاوع، ويستخدم معظمها في صناعه قضبان السكك الحديدية، والبويات وبعض أعمال الديكور والزخرفة
'أنواع منتجات الصلب :'
الصلب الكربوني
الصلب غير القابل للصدأ
الصلب السبيكي
صلب العدد
الصلب الكربوني: ويعد أكثر أنواع الصلب استخداما، وتعتمد خواصه اعتمادا كليا علي ما يحتويه من الكربون. وتحتوي معظم أنواع الصلب الكربوني في الغالب علي نسبه كربون اقل من 1& . ويصنع الصلب الكربوني في صوره منتجات متعدده تسمل قضبان الإنشاءات واجسام السيارات ومعدات المطابخ والعلب
الصلب السبائكي: وهو الصلب المحتوي علي بعض الكربون، لكن خواصه تعتمد بصوره اساسيه علي العناصر الكيميائية الاخري المضافه للسبيكه؛ ويعمل كل عنصر من العناصر المضافه علي تحسين علي تحسين خاصيه واحده أو أكثر من خواص الصلب، وعلى سبيل المثال ن فان اضافه المنجنيز للصلب يزيد من صلادته ومتانته ومقاومته للبري، وتساعد اضافه النيكل علي رفع المتانة وبخاصه للصلب المستخدم عند درجات الحرارة شديده الانخفاض، ويعمل الموليبدينيوم علي رفع الصلادة وتحسين مقاومه الصلب المتاكل، بينما ترفع اضافه التنجستين من مقاومه الصلب للحراره، وعلاوه علي اضافه العناصر المذكورة الي الصلب فهناك عناصر اخري تضاف اليه وتشمل الالومينيوم والكروم والنحاس والسليكون والتيتانيوم والفاناديوم
الصلب غير القابل للصدأ: ويعد أفضل أنواع الصلب في مقاومه التاكل؛ ويعتبر الكروم العنصر الاساسي لسبيكه الصلب غير القابل للصدأ. وتحتوي جميع أنواع سبائك الصلب غير القابل للصدا علي 12% كروم علي الاقل، وترتفع هذه النسبة لتصل في بعض السبائك الي 30% ، كما تحتوي اعداد كبيره من سبائك الصلب غير القابل للصدأ أيضا علي عنصر النيكل، ويصنع من الصلب غير القابل للصدأ الكثير من الأدوات المنزلية مثل السكاكين والمعالق والاطباق والاوعيه والقدور؛ كما تستخدم الأنواع المختلفة من الصلب غير القابل للصدأ في إنتاج الكثير من المنتجات المهمة الاخري مثل اجزاء السيارات واجهزه المستشفيات والشفرات الحاده
صلب العُدد: ويعتبر اعلي جميع أنواع الصلب صلادة؛ فصلادته عاليه جدا، ويستخدم اساسا في صناعه وانتاج عدد تشكيل المواد الفلزيه، ويصنع صلب العدد من خلال المعالجه الحرارية لبعض الأنواع الخاصة من الصلب الكربوني أو الصلب السبائكي؛ وتجري المعالجة عن طريق تسخين الصلب الي درجه حراره عاليه، ثم تبريده في وسط تبريد معين (سواء زيت أو محلول ملحي أو ماء) بسرعه
'مصادر خام الحديد :'
ويشير مصطلح خام الحديد في العادة، إلى صخر أو معدن يحتوى على كمية كافية من فلز الحديد تجعله مناسبا (عمليا واقتصاديا) لاجراء عملية التعدين. ففى بعض الأحيان، ريما يحول موقع ترسبات الحديد وبعض مواصفاتها دون استغلالها مصدرا لخام الحديد؛ لكن على الرغم من سوء الموقع وتدنى درجة الحديد إلا ان تحسن كل من وسائل النقل وتطور تقنية التعدين، وكذا تحسين عمليات تهيئة الخام وتهذيبه قد تؤدى في المستقبل إلى تحسن في خواص الترسبات الرديئة، وتحولها إلى ترسبات تجارية يمكن الاستفادة منها. كذلك يمكن ان تؤدى زيادة الطلب على الحديد وارتفاع استهلاكه وتغيير سياسات الحكومات؛ وكذا التبدل في ظروف التجارة الدولية، إلى البدء في استخدام مناجم خام حديد جديدة لم تكن اقتصادية في السابق.
وتتوفر خامات الحديد ومصادره في العالم بكميات كبيرة، وذلك على الرغم من ان صناعة الصلب المستمرة تستهلك كميات ضخمة من مخزون هذه الخامات؛ ونتيجة لاستخدام خامات الحديد الغنية وقرب نفاذها، فقد طورت شركات صناعة الصلب تقنيات صناعية حديثة حتى يمكن استخدام خامات الحديد الفقيرة.