أفران صهر الحديد

الحديد عبارة عن عنصر فلزي صلب انتقالي، يكون لون الحديد بني قريب للأحمر، يتم استخراجه من الصخور. عرف الإنسان الحديد في العصر الحديدي عام 1400 قبل الميلاد، اسُتخدم الحديد في صناعة الكثير من الأدوات والمعدات التي يحتاجها الناس في حياتهم، من أهمها أدوات الصيد والقطع.
يوجد الحديد بشكل كبير في القشرة الأرضية، كذلك يُعدّ الحديد العنصر الرابع بوجودة في التربة، يوجد الحديد في الدم في جسم الإنسان (كريات الدم الحمراء)، كذلك يوجد في مادة الكلوروفيل التي تكوّن في النباتات الخضراء، يحتاج الحديد إلى عمليات التشكيل والصهر وتحويله إلى سائل، تتم هذه العمليات بواسطة أفران خاصة بالحديد لها أشكال عديدة ومتنوعة.

أفران صهر الحديد:

تتكوّن أفران صهر الحديد من وعاء (حوض)، يحتوي هذا الوعاء على عمود يكون اسطواني الشكل وصلب، تكون نهاية قاعه موقد ويكون له غطاء قابل للفتح، تصل درجة حرارة الفرن إلى 2000 درجة مئوية، يتّسع الفرن إلى كميات كبيرة من المادة الخام تكون تقريباً 400 طن، يعتمد الفرن على االطاقة الكهربائية التي لها القدرة على صهر الحديد بالإضافة إلى المواد الكيميائية التي تعمل على رفع درجة حرارته.
صهر الحديد هي عبارة عن اختزال الحديد (تخليصه من الأكسجين)، بعد عملية الصهر يصبح الحديد نقياً لا يحتوي على أكسجين، يكون ذلك بواسطة فحم الكوك وأشكاله (الكربون) الذي يتم خلطة مع أكسيد الحديد(الهيماتيت، الماغنتيت) حيث يتم خلطهم على درجات حرارة عالية في فرن الصهر.
عند انتهاء عمليات الخلط والاختزال والاحتراق يتكوّن الحديد المنصهر الذي يوجد على سطحه الخبث تكون كثافته قليلة، يصبح الحديد المنصهر جاهز للاستخدام وعمليات التصنيع.

التفاعل الكيميائي لصهر الحديد:

• يتفاعل الأكسجين والكربون وينتج أول أكسيد الكربون (CO).
  
• يتفاعل (Fe2O3) مع أول أكسيد الكربون حتى ينتج فلز الحديد المنصهر.
  
• يتفاعل الكربون مع كمية من (Fe2O3) حتّى ينتج فلز الحديد المنصهر.
  

استخدامات الحديد:

• صناعة الأنابيب المتنوعة مثل: أنابيب الغاز وأنابيب المياه.
  
• صناعة سكة الحديد.
  
• يدخل في تصنيع الأجهزة الكهربائيّة المتنوعة مثل: المكواة والأفران وغيرها.
  
• بناء العمارات والمساكن.
  
• صناعة مختلف أنواع الحمايات الخاصة بالشبابيك.
  
• صناعة الأبواب الثقيلة والشبابيك.
  
• التطبيقات الكهربائية مثل: المغناطيس الكهربائي.
  
• صناعة السفن، صناعة السيارات.
  
• يعدّ عامل محفّز في الصناعات الكثيرة مثل: إنتاج الأمونيا وتنقية الماء.