كيفية صناعة الفولاذ

صناعة الفولاذ:

تطورت وتقدمت صناعة الفولاذ خلال القرون ولم تكن أساليب التصنيع قبالة عصر النهضة ذو فعالية، لكن بعدما تطورت طرق وأساليب الصناعة، أصبحت عملية الحصول على كمية ضخمة وكبيرة من الفولاذ بكلفة قليلة معقولة مما زاد من انتشار الفولاذ واستعمالاته، وقد كانت عملية (بسمر) هي العملية الأولى ذو فعالية عالية، حيث تم تدخل بعض التعديل عليها، وقد نتج عن ذلك عمليات أخرى مثال فرن أكسجين قاعدي، حيث انخفضت تكلفة الإنتاج لهذه العملية وتحسن جودة المعدن.

تعتمد كيفية إنتاج الفولاذ وصناعته على انصهار معدن الحديد من خامات الحديد الأساسي حتى يحصل على حديد يتضمن على كربون بنسبة أعلى مما هو مطلوب منه حتى يكون صلباً، ثم ينعاد انصهاره من جديد ويضاف إليه عناصر ومواد محددة لتقلل نسبة الكربون حسب المرغوب.
بعد ذلك يتم صب هذه المعادن الذي تم انصهارها بشكلٍ مستمر في قوالب أو يصب في ألواح طويلة، ثم يتم تسخين هذه القوالب أو الألواح الطويلة في أفران مخصصة للتسخن، بعد ذلك تتشكل الأشكال الأولية حسب طبيعة الطلب، ثم تتشكل البليت وهي سخنة أو باردة ليحصل على ألواح وقضبان وأسلاكٍ من الفولاذ أو الصلب، بينما تتشكل مكعبات الفولاذ الصلب إلى هيكل صلب كالتي تستعمل في الصناعة الحديدية أو قضيب السكة الحديدية، ونظراً لتقدم التكنولوجيا العظيم والهائل حالياً فقد أصبح هناك مصانع تعمل بعملية صناعة الفولاذ أو الصلب بخطوط إنتاجية واحدة تبدأ بانصهار الحديد وتنتهي بإنتاج الفولاذ.

تتم صناعة الفولاذ الحديثة بالوقت الحاضر من حديد الزهر أو حديد الغفل ( pig iron)، ويتم صناعة تقريبآ 40% منه باستعمال طريقة الفرن الأكسجيني القاعدي (basic oxygen furnace (BOF) process)، كما يتم صناعة تقريبآ ربع الفولاذ في العالم من خلال طريقة القوس الكهربائي (electric-arc method)، ويتم صناعة تقريبآ سدس الفولاذ في العالم من خلال عملية فرن المجمرة المكشوفة ( Open-hearth) حيث يمكن استبدالها بعملية الفرن الأكسجيني القاعدي، وطريقة القوس الكهربائي من خلال الدول الصناعية المتقدمة والمتطورة.

من ماذا يتكون الفولاذ؟

الحديد هو المكون الأساسي من مكونات الفولاذ، بالإضافة إلى معادن ومواد وعناصر غيرها مثال الكربون يتراوح نسبته تقريباً بين (0.2% -2.0%) وتصبح سبيكة الفولاذ هشة مع ازدياد تزداد نسبة الكربون، بالإضافة إلى نسبة من عنصر النيكل وعنصر الكروم وعنصر الفاناديوم وعنصر السيليكون وعنصر الموليبدينيوم وعنصر الفسفور وعنصر الكبريت وغيرهم من العناصر والمعادن الأخرى.
كما أن فائدة هذه العناصر والمواد والمعادن التي تضاف تزيد من قوة الترابط بين جزيئات وطبقات الحديد وعدم السماح لها بالانزلاق فوق بعضها بما يعرف بالإنخلاع، وتتفاوت طبيعة العناصر التي تضاف فقد تكون إما عناصر  ذائبة أو عناصر مترسبة مما يؤدي إلى تنويع السبائك المتصنعة أو الفولاذ من جهة الصلابة والمرونة.