يعتبر الحديد الزهر أحد المنتجات الأولية في عملية التصنيع ، ويوضح مخطط التدفق الخاص به أهمية الحديد الزهر في صناعة الفولاذ. ينتمي الحديد الزهر إلى عائلة السبائك الحديدية وهو أحد أكثر السبائك استخدامًا في الصناعة.
الحديد والكربون والسيليكون هي العناصر الرئيسية لهذه السبيكة.
بالطبع ، يمكن أيضًا استخدام كميات معينة من المعادن والعناصر الأخرى (مثل المنجنيز والفوسفور والكبريت وما إلى ذلك) في هذه السبيكة ، لكن وجودها ليس دائمًا ، واعتمادًا على العوامل والظروف المختلفة ، يتم إضافتها إلى الصب حديد.
الحديد الزهر متوفر بأشكال وأنواع مختلفة في السوق. كل نوع من هذه الأنواع له خصائصه وخصائصه. هذه الخصائص تجعل من الممكن استخدام الحديد الزهر في مختلف الصناعات
الحديد الزهر عبارة عن سبيكة من الحديد تحتوي على نسبة عالية من الكربون والسيليكون مقارنة بالفولاذ. يتم إنتاج هذه السبيكة في أنواع الجرافيت الأبيض والرمادي والهش والمرن والمضغوط.
ما هو الحديد الزهر؟ الفرق بينه وبين الفولاذ
يعتبر كل من الحديد الزهر والصلب من سبائك الحديد ، لكن وجود السيليكون في خليط الحديد الزهر يخلق فرقًا بين الحديد الزهر والفولاذ ، وخصائص وخصائص كليهما. أولاً ، سنغطي الحديد الزهر بالكامل ، ثم ندرس كيف يختلف عن الفولاذ.
تاريخ صناعة الحديد الزهر
اليوم ، يتم استخدام الحديد الزهر بشكل أقل في صناعة البناء ، ولكن لا تزال هناك بعض أدوات الحديد الزهر المستخدمة في صناعات البتروكيماويات وتكرير النفط وبأسعار معقولة.
على سبيل المثال ، بالنظر إلى جودتها وقوتها ، فإن سعر صمامات الحديد الزهر في السوق معقول جدًا مقارنة بأنواع الصمامات الأخرى المستخدمة في صناعة البتروكيماويات.
ولكن فيما يتعلق بتاريخها ، يمكن القول أن المكون الرئيسي للحديد الزهر يزيد عمره عن 1000 عام. عندما تم اكتشاف الحديد في حياة الإنسان ، استخدمه الناس لأغراض مختلفة.
يستخدم البشر الحديد في صناعة الأدوات الزراعية ، وأسلحة الحرب ، والأدوات القوية الأخرى التي يحتاجون إليها. هذا جعل الحدادة مهمة مهمة في ذلك الوقت. تدريجيا ، فكر الناس في استخدام الحديد بطرق أخرى.
لهذا السبب ، يتم صهر الحديد وخلطه بمواد مختلفة. أحد المواد الممزوجة بالحديد المنصهر هو الكربون. بعد سنوات أضافوا عنصرًا جديدًا يسمى السيليكون إلى هذه التركيبة وأطلقوا عليه الحديد الزهر.
كان الحديد الزهر شائعًا جدًا واستخدم على نطاق واسع في القرن الثامن عشر ، وفي إنجلترا تم إنشاء نمط يُعرف باسم بناء الحديد الزهر بسبب الاستخدام المكثف للحديد الزهر في البناء والتشييد.
نقطة انصهار الحديد الزهر
درجة انصهار الحديد الزهر أقل من العناصر المكونة له بسبب وجود الشوائب في الحديد الخام وكمية الشوائب التي تدخل في تكوينه.
تبلغ درجة انصهار الحديد الزهر حوالي 1420 إلى 1470 كلفن. يستخدم هذا المركب نظرًا لانخفاض درجة انصهاره ، وتدفقه ، وقابليته للتآكل ، وقابليته للتآكل ، وقد أصبح مادة هندسية لمجموعة واسعة من التطبيقات.
الفرق بين الحديد الزهر والصلب
الفرق الرئيسي بين الفولاذ والحديد الزهر هو تكوينهما. للوهلة الأولى ، يبدو أن الفولاذ والحديد الزهر قريبان لأنهما مصنوعان من نفس المادة الرئيسية ، التي تسمى الحديد ، ولهما نفس الخصائص.
السيليسيوم مادة مصنوعة من الحديد الزهر فقط وتحدث فرقًا كبيرًا بين الحديد الزهر والصلب. النقطة التالية هي كمية الكربون المستخدمة في كل سبيكة.
نسبة الكربون المستخدم في الفولاذ أقل من 2٪ ، بينما في الحديد الزهر تصل هذه الكمية إلى 2٪ إلى 4٪. كما أن الحديد الزهر أقل مرونة من الفولاذ.
من أهم الطرق لمعرفة الفرق بين الحديد الزهر والصلب إجراء اختبار شرارة. في هذا الاختبار ، إذا كانت الشرارة منخفضة وحمراء ، فيجب أن يكون المعدن المعني من الحديد الزهر. ولكن إذا كانت الشرارة بيضاء وطويلة ، فإن المعدن الذي تختبره هو الفولاذ.
هذه هي الطريقة للمبتدئين ، ولكن بالنسبة للمحترفين ، هناك طرق فحص أخرى مثل اختبار الرقائق ومراقبة سطح معدنين.
مخطط تدفق الحديد الزهر
يعطي مخطط تدفق الحديد الزهر نطاقًا واسعًا من الأسعار وتقلبات الأسعار. من بين أنواعه المختلفة ، يقدم الحديد الزهر مجموعة متنوعة من التوصيلات ، ويمكن أن يتواجد كل منها ويكون فعالًا في أجزاء مختلفة من الصناعة اعتمادًا على اتصالاتها وقدراتها.
الحديد الزهر الأبيض
يتم إنتاج الحديد الزهر الأبيض عن طريق تسريع عملية تبريد المعدن وخفض محتوى الكربون. لذلك ، يتم ترسيب معظم الكربون في شكل شبه مستقر (سمنتيت) مما يزيد من صلابة الحديد الزهر.
إذا نظرت إلى الحديد الزهر الأبيض في شكل مكسور ، فهو من الفضة. الحديد الزهر الأبيض هش للغاية لاستخدامه في العديد من الصناعات. المكان الوحيد الذي يمكنك رؤيته هو مروحة الطاحونة.
الحديد الزهر الأبيض ليس جيدًا ، أو ليس جيدًا مثل الأنواع الأخرى من الحديد الزهر. والسبب في ذلك هو ارتفاع درجة حرارة التجمد مقارنةً بأنواع الحديد الزهر الأخرى. الحديد الزهر الأبيض مقاوم للتآكل وبأسعار معقولة جدًا.
الحديد الزهر الرمادي
يسمى هذا الحديد الزهر بالحديد الزهر الرمادي لأنه يمكن رؤيته باللون الرمادي بعد التكسير بسبب تقشر الجرافيت بداخله. يعتبر الحديد الزهر الرمادي أحد أهم السبائك وأكثرها استخدامًا في الحديد الزهر.
هناك نوعان من السبائك المعروفة من الحديد الزهر الرمادي ، تسمى GG-20 و GG-25 ، والتي تستخدم في تصنيع السيارات والأنابيب والصمامات وصناعة التركيبات وتصنيع المضخات وتصنيع هيكل المحرك والأجزاء والمعدات والتصنيع الصناعي . الات.
بالإضافة إلى عنصر الحديد المستخدم فيه ، فإن النسب المئوية التقريبية لعناصر الحديد الزهر الرمادي هي كما يلي:
كربون: 3.5٪ إلى 4٪
الكبريت: 0.06٪ أو أقل
السيليكون: 0.5 إلى 1.5٪
المنغنيز: 0.2٪ إلى 0.8٪
الفوسفور: 0.1٪ أو أقل
مخطط تدفق تصنيع الحديد
تعد مخططات إنتاج الحديد مهمة جدًا في العديد من البلدان النامية لأنها تساهم في تنمية البلاد.
الحديد هو أحد أكثر العناصر الكيميائية وفرة في البشر. هذا المعدن هو رابع أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية. يشمل إنتاج الحديد مراحل مختلفة مثل الاستكشاف والتعدين والمعالجة والصهر.
اليوم ، حوالي 90٪ من المعادن التي يستخدمها الإنسان مصنوعة من الحديد. يستخدم الحديد وسبائكه في صناعات مختلفة مثل الإلكترونيات وتصنيع الأجزاء وتصنيع السيارات والبناء التجاري والسكني.
يتواجد خام الحديد في الطبيعة مثل أكسيد الحديد الأسود (Fe2O4) والهيماتيت (Fe2O3) والجيوثيتي (FeO (OH)) والليمونيت (FeO (OH) .n (H2O)) والسيدريت (FeCO3) في شكل معدني. من بين هذه المعادن ، يعتبر الهيماتيت والمغنتيت أكثر أهمية بسبب محتواهما العالي من الحديد.
الهيماتيت أحمر اللون وله ثقل نوعي بين 4.9 و 5.3. المغنتيت أسود اللون وله ثقل نوعي يبلغ حوالي 5.2.
ما هي درجة الحديد؟
يتم التعبير عن النسبة المئوية للحديد النقي في خام الحديد (الهيماتيت ، المغنتيت ، إلخ) بالقيراط. تعتبر الجودة مقياسًا لقيمة خام الحديد.
يبلغ محتوى الحديد في الهيماتيت والمغنتيت حوالي 70٪. تشير هذه الدرجة إلى وجود ما يقرب من 700 كجم من الحديد النقي لكل 1000 كجم من خام الحديد.
ملاحظة: بشكل عام ، تعتبر درجة 70٪ درجة جيدة واقتصادية لاستخراج الحديد. إذا انخفضت قيمة هذه الدرجة إلى أقل من 60٪ ، فلن يكون تعدين خام الحديد اقتصاديًا.
ما هو خام الحديد؟
خام الحديد هو المكان الذي توجد فيه كميات كبيرة من خام الحديد بجودة مقبولة. ويسمى خام الحديد أيضا خام الحديد. كمية خام الحديد التي يمكن تعدينها تسمى احتياطيات خام الحديد.
هناك مراحل مختلفة من التنقيب عن خام الحديد. تبدأ هذه الخطوات ببحث أولي وتستمر حتى الاكتشاف النهائي.
على سبيل المثال ، تجري المسوحات الجيولوجية في مرحلة الاستكشاف. في هذه المرحلة ، يقوم الجيولوجيون بفحص المنطقة المكشوفة والتحقق من وجود علامات تشير إلى وجود خام الحديد في المنطقة.
إذا وافق الجيولوجيون على ذلك ، فستبدأ المرحلة التالية من الاستكشاف.
في الخطوة التالية ، يتم اختيار طريقة الاستكشاف وفقًا لخصائص الحديد والحجر الجاري استكشافه. على سبيل المثال ، المغنتيت مغناطيسي للغاية.
لذلك ، يمكن العثور عليها باستخدام الطرق الجيوفيزيائية مثل القياس المغناطيسي. في المرحلة النهائية ، لضمان جودة الحديد بشكل كامل وتقدير احتياطي خام الحديد ، يتم حفر منطقة الدراسة واختبار العينات.
