صناعة الحديد والصلب: العملية والموقع والنمو المبكر

اقرأ هذه المقالة للتعرف على صناعة الحديد والصلب. بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن: 1. خصائص صناعة الحديد والصلب 2. عمليات إنتاج الحديد والصلب 3. الموقع 4. النمو المبكر.

خصائص صناعة الحديد والصلب:

منذ القرن الماضي ، تم أخذ حجم إنتاج الصلب لدولة كمؤشر للتنمية الصناعية. من بين جميع الصناعات التحويلية ، تحتل صناعة الحديد والصلب مكانة تحسد عليها. تؤثر جودة وكمية إنتاج الحديد والصلب في أي بلد بشكل كبير على طبيعة ونمط التنمية الصناعية للأمة.

وتشير التقديرات إلى أن أكثر من 65 في المائة من جميع الآلات المكنية ، الكهربائية ، وسائل النقل ، الأواني مصنوعة فقط من الحديد والصلب. في الواقع ، قبل إدخال الألمنيوم ، تم استخدامه في تسعة عشر من هذه المنتجات.

في الواقع ، لن تكون هناك صفة مبالغة عندما يقدر المرء دور الحديد والصلب في نمو وتطور الحضارة البشرية. في كل مرحلة تقريبا ، سواء كان النقل ، والآلات ، والطرق ، والجسور أو حتى أدوات المطبخ ، لا غنى عن الحديد والصلب اليوم.

قليل من الخصائص الأساسية لهذا المعدن الذي محبب للمستهلكين في جميع أنحاء العالم هي:

1. متانة وقوة المعدن. في الاتصالات والبناء والمواد الاستراتيجية الهامة مثل الأسلحة ، واستخدام الصلب أمر لا بد منه.

2. القدرة على تحمل الضغط والإجهاد هي واحدة من أكثر الخصائص الفريدة التي يمتلكها الفولاذ. لا يوجد أي معدن آخر في العالم دائم مثل الفولاذ.

3. القدرة على التحول يعطيها ميزة إضافية على المعادن المماثلة. بعد الصب في درجة حرارة عالية ، يمكن تحويل الفولاذ إلى أي شكل.

4. إن التوفر السهل وتكلفة الإنتاج الرخيصة هي ميزة نسبية للحديد والصلب على المعادن المعدنية الأخرى. إنه ، على الرغم من أنه محلي ، متاح في جميع أنحاء العالم بسعر رخيص.

5. إن خاصية الخلط السهل مع معادن السبائك ، مثل المنغنيز والكروم يحسن جودة المنتج وينتج مجموعة واسعة من المواد.

6. إن تكنولوجيا تصنيع الفولاذ التي تم اختبارها في الوقت الحاضر ، تم تطويرها في الوقت الحاضر بحيث أن أسعار الوحدة للصلب هي واحدة من أرخص أسعار المعادن.

عمليات إنتاج الحديد والصلب:

العملية الأساسية المتضمنة في إنتاج الحديد والصلب هي صقل خام الحديد. عادة ، يتم استخدام الفحم والحجر الجيري لهذا الصقل. مطلوب الحرارة تسخير من الفحم لتشغيل أفران الانفجار. يستخدم الحجر الجيري كمواد مدمجة ، مما يساعد على إزالة الشوائب من خام الحديد.

يعرف هذا المنتج على نطاق واسع باسم حديد الخنزير. تنتج المعالجة الإضافية من الحديد الخشن الحديد الزهر والحديد المطاوع وأخيراً الفولاذ.

كانت عملية تحسين خام الحديد قد مرت بتغير بحري في المائتي عام الماضية. ربما تم إنشاء أفران التفجير الأولى في بداية القرن الخامس عشر. منذ ذلك الحين ، تم تطوير عمليات مختلفة في عملية التحويل. ومن أبرزها: عملية الموقد المفتوح ، عملية بسمر ، أفران القوس الكهربائي ، عملية الأكسجين بما في ذلك محول LD ومحول Kaldo.

تم إدخال عملية Bessemer لأول مرة في منتصف القرن التاسع عشر. هذه العملية ، التي سميت باسم السيد بسمر ، هي من نوعين حامض N والأساسي. لا يمكن إزالة الشوائب بالكامل بهذه العملية. ولتحسين مشاكل عملية بسمر ، أدخل مارتن وسيمنز نظام الموقد المفتوح. هذه العملية المكلفة يمكن أن تنتج المزيد من الفولاذ باستخدام درجة حرارة أكبر.

المواد الخام تختلف على نطاق واسع في هذه العملية. حتى الخردة يمكن استخدامها لإنتاج الفولاذ. والصلب الذي يتم إنتاجه في هذه العملية هو أعلى جودة من عملية Bessemer. وقد أدى التحسين الإضافي لهذه العملية إلى تقليل استهلاك الوقود. في بعض الحالات ، يتم استخدام الغاز الطبيعي للحصول على الطاقة.

اضطرت ندرة الفحم وتغير صفه إلى التفكير ثانية في كفاءته. لتجنب تكاليف النقل الكبيرة للمواد الخام الكبيرة ، في منتصف القرن العشرين ، بدأت بعض الدول المنتجة للصلب في استخدام الطاقة الكهربائية ، بدلا من الفحم. يعتبر هذا التغيير بشكل عام خطوة ثورية ، بقدر ما يتعلق الأمر بحجم وجودة الإنتاج.

أصبحت الخردة واحدة من المواد الخام الرئيسية لتصنيع الصلب. خفضت الطاقة الرخيصة للطاقة والطاقة النووية إجمالي الإنفاق على إنتاج الصلب. استفادت البلدان التي تعاني من نقص في الفحم والحديد الخام ، مثل اليابان وكوريا الجنوبية ، إلى حد كبير من خلال هذه العملية.

ومع ذلك ، فإن اختراع عملية تحويل الأكسجين يعد تحسنا إضافيا في عملية صناعة الفولاذ. محولات LD ومحولات Kaldo ، التي تم تطويرها في منتصف القرن ، خفضت تكلفة الطاقة. الوقت المستهلك في عملية تصنيع الفولاذ أقل بكثير من كل الطرق السابقة. بالنسبة لأزمة الطاقة العالمية في السبعينات ولتقليل فترة المعالجة ، تم إدخال طريقة الصب المستمر. في عملية التصنيع المتكاملة هذه ، في عملية واحدة مستمرة يتم تحويل الحديد الخام إلى صلب.

موقع صناعة الحديد والصلب:

هناك على الأقل مجموعتان من العوامل ، بطريقة أو بأخرى ، مسؤولة عن موقع صناعة الحديد والصلب. العامل الرئيسي هو ، بالطبع ، الأسباب الأولية ، والتي قد تكون توافر المواد الخام ، والسوق ، وإمدادات الطاقة وتوافر العمالة.

يمكن اعتبار النوع الثاني من العوامل كعوامل بقاء ، والتي يتم تقسيمها مرة أخرى إلى نوعين:

(ط) تكاليف المنشأة ، مثل الضرائب والرسوم والإيجارات ، إلخ

(2) تكاليف الإنتاج ، مثل أجر العمل ، ورسوم النقل ، وضريبة المبيعات ، وضريبة الدخل ، إلخ.

العوامل الأولية ، مثل موقع المواد الخام (خام الحديد) ، مصدر الطاقة (منطقة الفحم) والسوق ، تمارس تأثيراً هائلاً على النمط المحلي لصناعة الحديد والصلب. تحدد المسافة المقارنة بين موقع المواد الخام (خام الحديد) ومصدر الطاقة والسوق موقع الصناعة.

كما هو مقترح من قبل مدرسة "موقع أقل تكلفة" التي يرأسها ويبر ، فإن جميع المواد الخام وموارد الطاقة المستخدمة لتصنيع الحديد والصلب هي مواد محلية نادرة أو خاسرة للوزن.

في الفترة المبكرة من النمو ، لإنتاج طن واحد من الفولاذ الجاهز ، كانت متطلبات المواد الخام 5 أطنان من الفحم و 3 أطنان من خام الحديد. المثلث الموقع ، كما اقترح من قبل ويبر ، يكشف بوضوح الحد الأقصى للسحب المبذولة من منطقة الفحم.

في الشكل 1 ، إذا كانت تكلفة النقل هي روبية واحدة للطن لكل كيلومتر ، والمسافة بين الأماكن 100 كيلومتر ، ستكون تكلفة النقل الإجمالية للمنطقة الثلاثة كما يلي:

1. إذا كانت الصناعة موجودة في السوق ، فستكون تكلفة النقل (3 × 100) + (5 × 100) = 800.

2. إذا كانت الصناعة موجودة في منطقة خام الحديد ، فإن إجمالي تكلفة النقل ستكون (5 × 100) + (1 × 100) = 600.

3. إذا كانت الصناعة موجودة في منطقة الفحم ، فستكون تكلفة النقل الإجمالية (3 × 100) + (1 × 100) = 400.

لذلك ، يكشف مفهوم Weberian أن منطقة الفحم هي المكان الأكثر ملاءمة ، فيما يتعلق بتكاليف النقل. في البداية ، كان لمحطات الحديد والصلب ميل واضح نحو مناطق الفحم. ولكن مع مرور الوقت ، تم إدخال تكنولوجيات جديدة ، من جهة ، توفير الوقود ، والثاني هو انخفاض الطلب على خام الحديد أيضًا.

تحتاج محولات LD و Oxygen إلى وقود قليل جدًا. في الواقع ، لا يتطلب الصب المستمر وإدخال الأفران الكهربائية الفحم كوقود ، بل يستخدم الطاقة الكهربائية ، قد يكون hydel أو النووية. طريقة الصب المستمر هي التحويل المباشر للصلب من خام الحديد. يقلل من تكلفة الوقود بشكل كبير. بهذه الطريقة فقدت منطقة الفحم الكثير من تفوقها في توطين صناعة الحديد والصلب.

في أفران القوس الكهربائي ، يتم الآن استخدام scarp بدلا من ذلك أو خام الحديد. كان الاستخدام الواسع النطاق للخردة مفيدًا للنمو الشامل للصناعات ، حيث لم يتم العثور على خام الحديد. كان الارتفاع الحاد في صناعة الصلب اليابانية ممكنا ، دون وجود أي احتياطي كبير من خام الحديد.

النمو المبكر لصناعة الحديد والصلب:

تاريخ صهر الحديد قديم قدم الحضارة الإنسانية. وفقا للمعلومات الأثرية المتاحة ، بدأ صهر الحديد لأول مرة في الهند. العمود الحديد في الهند والصلب wootz اكتسبت سمعة عالية.

في مرحلتها الأولية ، تركزت معظم مصانع الصلب حول رواسب الحديد الخام. الفحم يستخدم كوقود. بدأت عملية تصنيع الفولاذ الحديثة عندما قدم السيد هنري بيسمر محول Bessemer في عام 1856.

تم تطوير بريطانيا العظمى لأول مرة باعتبارها المنتج الأكثر هيمنة من الحديد والصلب. تفوق إنتاج الولايات المتحدة الأمريكية وألمانيا والاتحاد السوفييتي تدريجياً على بريطانيا العظمى وبرزت كدول منتجة للحديد والصلب. بعد الحرب العالمية الثانية ، انضمت اليابان أيضا إلى الفريسة. في الفترات الأخيرة ، تسير الصين والهند خطوات واسعة أيضًا لتكون رائدة منتجي الحديد والصلب.

دفعت الثورة الصناعية الكبرى ، في القرن الثامن عشر ، بريطانيا العظمى إلى زيادة إنتاج الصلب بسرعة. في غضون 50 عاما ، منذ 1775 ، زاد الإنتاج عشر مرات. بعد عام 1825 ، حدث تطور كبير في صناعة الحديد والصلب في دول غرب أوروبا المجاورة ، وخاصة في ألمانيا وفرنسا.

في بداية القرن العشرين ، حققت الولايات المتحدة الأمريكية قفزة سريعة في إنتاج الحديد والصلب. خلال عام 1890 ، تفوقت الولايات المتحدة على بريطانيا العظمى في إنتاج الحديد والصلب. حتى في غضون العقد الأول من القرن العشرين ، تجاوزت ألمانيا الإنتاج الإنجليزي.

كانت رابطة الدول المستقلة واليابان في وقت متأخر من المبتدئين في إنتاج الحديد والصلب. روسيا القيصرية كان لديها فقط اقتصاد قائم على الزراعة. بعد الثورة في عام 1917 ، تحت إشراف جوزيف ستالين ، حققت رابطة الدول المستقلة تقدما هائلا في صناعة الصلب. خلال عهد ستالين ، تلقت صناعة الحديد والصلب أهمية قصوى في خطط السنوات الخمس المتتالية.

زيادة الانتاج بمعدل مذهل. بعد ذلك ، في عام 1973 تمكنت رابطة الدول المستقلة من الحصول على المركز الأول في إنتاج الصلب ، وتجاوزت الولايات المتحدة الأمريكية. حتى عام 1988 ، حافظت CIS على هذا الصدارة. ولكن بعد تفكك اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وتشكيل رابطة الدول المستقلة ، تلقت صناعة الحديد والصلب نكسة.

إن صعود اليابان في إنتاج الصلب هو حقيقة مربكة ، حيث أن البلاد تعاني من نقص في جميع المواد الخام المطلوبة. بعد الدمار الهائل في الحرب العالمية الثانية ، لمست اليابان مستوى إنتاجها قبل الحرب في غضون 20 عامًا. في عام 1973 ، حصلت على المركز الثالث في إنتاج الفولاذ ، إلى جانب الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي. في عام 1983 ، تجاوزت الولايات المتحدة في إنتاج الصلب.