ما هي أهمية الحديد في الصناعة؟ يعد معدن الحديد أحد أكثر المعادن استخدامًا في العالم ويتكون ما يقرب من 40٪ من المعادن الموجودة على الأرض من الحديد. سعر بيع وشراء هذا المعدن ميسور التكلفة ورخيص في جميع أنحاء العالم وهذا سبب ارتفاع استهلاكه. كما أن المقاومة الكبيرة التي أظهرها معدن الحديد في ظروف مختلفة جعلت له العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات.
أهمية الحديد في الصناعة
ما هي أهمية الحديد في الصناعة؟ توجد مركبات مختلفة من هذه المعادن في الصناعة ، ويتكون معظمها من الحديد. بالإشارة إلى هذه الإحصاءات والفوائد المذكورة ، يتزايد استخدام الحديد في الصناعات المختلفة يومًا بعد يوم. لذلك ، تزداد أهمية الحديد في الصناعة بسرعة. في هذه المقالة ، نحاول أيضًا معالجة استخدام الحديد في مختلف الصناعات.
في البداية ، نذهب لبحث تطبيق الحديد في الصناعة وفحص الأجزاء المختلفة لتطبيق الحديد في الصناعات المختلفة. ثم نذهب للتحقق من استخدام الحديد في المبنى ووضع أجزائه المهمة تحت المجهر في مجال البناء. لذا ، إذا كنت تريد أيضًا معرفة استخدام الحديد في الصناعة واستخدام الحديد في البناء ، فاتبعنا حتى نهاية هذه المقالة الشيقة على موقع الحديد على الإنترنت.
خصائص عنصر الحديد
قبل الدخول في موضوع استهلاك الحديد وتطبيقه ، من الضروري إلقاء نظرة عامة على طبيعة هذا العنصر. وتجدر الإشارة إلى أن الحديد عنصر كيميائي ينتمي إلى الجدول الدوري. هذا العنصر موجود في المجموعة 8 من الجدول الدوري ويمثله الرمز Fe ، وعدده الذري 26 وكتلته الذرية 55.847 ش. وتجدر الإشارة إلى أن هذا العنصر هو رابع أكثر العناصر وفرة على وجه الأرض ، ويشكل 5٪ من إجماليه. الحديد هو العنصر الأكثر وفرة في كتلة الكواكب. لأنه في قلب الكوكب ، يحتوي على أكبر كتلة من الحديد الأصلي المركّز (ما يعادل 70٪). يتكون قلب الكوكب أساسًا من النيكل والحديد وينتج مجالًا مغناطيسيًا بحركته.
صناعة الحديد هي أهم صناعة أم
باعتبارها واحدة من أهم الصناعات الأم ، فإن صناعة الحديد لها أهمية كبيرة في مختلف الصناعات. لأنه من أقسى المعادن المستخدمة في العالم. بفضل الحديد النقي ، يمكن الحصول على سبائك مختلفة مثل الفولاذ والعديد من السبائك الأخرى. إن استخدام الحديد في تشييد المنازل أو المباني هو ضمان لمقاومة هذه الهياكل.
استخدامات الحديد في الصناعة
سبب آخر لاستخدام الحديد في الصناعات المختلفة هو وجود العديد من المصادر لاستخراجها. كما أن طريقة استخلاص الحديد أسهل من طريقة استخلاص المعادن الأخرى. على الرغم من حقيقة أن معظم خزانات الحديد موجودة في شكل منصهر في قلب الأرض ومن المستحيل الوصول إليها ، فإن هذا المعدن يغطي معظم السطح الخارجي لقشرة الأرض.
بالنظر إلى هذه المشكلة ، من الأفضل التعرف على استخدام الحديد في الصناعات المختلفة وفهم سبب كون هذا المعدن هو المعدن الأكثر استخدامًا في العالم. في ما يلي نستعرض لكم أربع صناعات مهمة في مجال تطبيق الحديد من أجلكم بطريقة موجزة ومفيدة. تشمل هذه الصناعات:
1) صناعة السيارات
وبحسب الإحصائيات الجديدة فإن قرابة 16٪ من الحديد ومشتقاته تستخدم في صناعة السيارات. في هذه الصناعة ، يتم استخدام الحديد في أجزاء مختلفة من السيارة ، مثل جسم السيارة ، والشاسيه ، والعجلات ، والمكابح ، وألواح الهيكل ، والعمود ، وسقف السيارة ، ونظام العادم ، ومحرك السيارة.
من حيث تحمل الحرارة واستقرار الأبعاد ، يتم استخدام الحديد بشكل أكبر في بناء محركات السيارات. يعني ثبات أبعاد الحديد أنه يمكن تشكيله في أي شكل تقريبًا ويبقى على هذا الشكل بعد الانتهاء من الشكل. بينما إذا أراد المنتجون القيام بهذه العملية للمعادن الأخرى ، فإنهم يتحملون الكثير من التكلفة.
2) الصناعة الزراعية
تعتبر الزراعة من أهم الصناعات في العالم منذ العصور القديمة. يلعب الطعام دورًا أساسيًا في استمرار حياة الإنسان على الأرض ، والتي وفقًا للزيادة في عدد سكان العالم ، يتزايد الطلب على هذه الحاجة يومًا بعد يوم. لا شك أن الصناعة الزراعية تعتمد على عوامل مختلفة ، أحدها وجود الحديد. لتحسين جودة الطعام ، يستخدم العلماء كلاب الحديد كمغذيات دقيقة في إنتاج المواد المضافة ، إلخ.
يعتبر كلاب الحديد أحد المركبات المختلفة للحديد ويستخدم في الغالب في تقوية التربة الزراعية وتحسينها. نحن نعلم أن الحديد هو المصدر الرئيسي لتدفق الهيموجلوبين في الدم ، ونقصه يسبب الكثير من الضرر للصحة الجسدية للناس ؛ لذلك ، وإدراكًا منهم لأضرار نقص الحديد في الجسم ، فقد قدموا منتجات غنية بالحديد للناس.
3) الصناعة الطبية
الصلب عبارة عن سلسلة من الأنواع (السبائك) التي يتم الحصول عليها من الحديد. المعدن الأكثر شيوعًا للاستخدام الطبي هو الفولاذ المقاوم للصدأ. يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في الصناعة الطبية بسبب ميزاته العديدة مثل المقاومة العالية للتآكل والصدأ ، والقوة ، وتقليل مخاطر العدوى ، وإعادة التدوير ، والطبيعة المضادة للبكتيريا ، والتحمل العالي للحرارة.
يستخدم هذا النوع من سلسلة سبائك الحديد على نطاق واسع في إنتاج الأجهزة الطبية ، مثل أسرة المستشفيات والكراسي المتحركة وزراعة العظام وصمامات القلب الاصطناعية. أحد معايير المستشفى الجيد هو نظافة أسطحه ومعداته الطبية ، ومن أجل الامتثال لهذه المشكلة ، يستخدمون الفولاذ المقاوم للصدأ لصنع المعدات.
4) صناعة الأجهزة المنزلية
رابع استخدام للحديد في الصناعة هو صناعة الأجهزة المنزلية. بالإضافة إلى استخدامه في الصناعة الطبية ، يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ أيضًا على نطاق واسع في إنتاج الأجهزة المنزلية. الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المقاوم للصدأ هو أحد أهم سبائك الصلب المعروفة وكما نعلم ، فإن الفولاذ هو أيضًا نوع من سبائك الحديد.
يتم استخدام حوالي 150 نوعًا من الفولاذ المقاوم للصدأ بخصائص مختلفة في هذه الصناعة وغيرها. على سبيل المثال ، إذا أردنا تسمية خصائص أنواع قليلة منها ، فيمكننا القول أن الفولاذ 430 ، الذي يتكون من نسبة صغيرة من النيكل ، لا يتمتع بمقاومة كبيرة مثل الفولاذ من سلسلة 300 ، ويعتبر أكثر من نوع من الفولاذ الممغنط. بشكل عام ، في تصنيع معظم الأجهزة المنزلية ، توجد سبائك الحديد بكمية كبيرة ونسبة كبيرة من الأريل في تركيباتها.
تطبيق الحديد في البناء
بالتأكيد ، من أهم حالات هذه المقالة استخدام الحديد في صناعة البناء. يمثل الحديد المعدني ما يقرب من سبعين في المائة من مواد البناء. يتم إنتاج المعادن بأحجام وأنواع مختلفة لاستخدامها في أجزاء مختلفة من المبنى. من خلال الفهم الكامل لأهمية استخدام الحديد في الصناعة والبناء ، نريد تسمية أنواع الحديد المستخدمة في مواد البناء وشرح القليل عن خصائص كل منها. وتشمل هذه:
1) حديد التسليح
جميع أنواع حديد التسليح من أكثر المواد استخدامًا في صناعة البناء. حديد التسليح قضبان حديدية وفولاذية ، تنقسم إلى ثلاث فئات ، بسيطة ومضلعة ومعقدة مضلعة حسب مظهرها. في المباني الخرسانية ، نظرًا لأن الخرسانة لها مقاومة شد منخفضة ، يتم استخدام قضبان حديدية لزيادة قوتها.
كما أن استخدامها في المباني الخرسانية يقلل من خطر الانهيار أثناء الزلزال. بالإضافة إلى التقسيم من حيث الشكل ، يمكننا أيضًا تقسيمها إلى فئتين ، الحديد والصلب. غالبًا ما تستخدم قضبان حديد التسليح في غرف المحركات ذات الرطوبة العالية ، لأن استخدامها يزيد من عمر معدات الأنابيب ، مما يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى إصلاحات واستبدال مستمرة لهذه المعدات.
يتم تصنيع حديد التسليح وفقًا لمعايير مختلفة في دول مختلفة. على سبيل المثال ، يتم إنتاجها في إيران وفقًا للمعايير الروسية ويصل قطرها إلى 40 ملم. وفقًا لتقسيم حديد التسليح ، في الجزء العلوي ، يكون حديد التسليح من النوع A1 ناعمًا وبدون أسنان (بسيط) ، وحديد التسليح شبه الصلب من النوع A2 بأسنان بسيطة (مع أسنان) وقضبان صلبة A3 و A4 بأسنان معقدة (أسنان معقدة) تستخدم في صناعة البناء والتشييد. تتوفر الأنياب أيضًا وتستخدم على شكل صليب ولولبي وموحد ومركب.
2) الملف الشخصي
حتى الآن ، هل انتبهت إلى الشكل والمواد المستخدمة في نوافذ المنازل؟ تلعب الملفات الشخصية دورًا مهمًا في إنشائها. يتم استخدامها على نطاق واسع في مختلف الصناعات ، والتي تنقسم بالتالي إلى فئتين: الصناعة والبناء. ومع ذلك ، اليوم ، يتم وضع الملامح المركبة والمجلفنة في فئة منفصلة.
في الواقع ، إذا أردنا تقديم شرح موجز عن الملف الشخصي ، فيمكننا القول أنه يقال إن الملف الشخصي عبارة عن أقسام فارغة من الحديد ، ونوع البناء الخاص به متاح أيضًا في ثلاث فئات: الدرفلة على البارد ، والدرفلة على الساخن ، والمركب. يتم تشكيل مقاطع البناء المدلفنة على البارد عن طريق ثني وكبس صفائح الحديد ، والتي تستخدم في أعمال البناء الخفيفة مثل عوارض الأسقف المستعارة ، والمسامير ، وإطارات أبواب المباني. أيضًا ، يتم تصنيع سبائك الصلب على شكل علبة من الدرفلة على الساخن للمقاطع ، وفي نهاية مركبها ، يتم إنشاؤها من مزيج من النوعين الأولين ، أي الدرفلة على البارد والدرفلة على الساخن.
3) أرانب المحافظين
الأرانب أو “المعدن الموسع” هو نوع من صفائح الشبكة المعدنية. نظرًا لمزاياها وميزاتها الجيدة ، يتم استخدامها في أجزاء مختلفة من صناعة البناء. يمكن أن تكون الأشكال في الصفيحة الشبكية المعدنية دائرية ومربعة ومعينية. يشار إلى أن زوايا وأحجام أشكال أرانب توري لها تأثير كبير على كيفية امتصاصها للطاقة.
يستخدم Tori Rabbits في بناء الأسقف المعلقة ، والتجصيص والجبس ، وتغطية الحزم والهواة ، وتغطية الخرسانة الأسمنتية ، وإصلاح شقوق البناء وتجديدها. يتم إنتاج وتسويق هذا النوع من الشباك بمقاس 240 × 60 سم. تنقسم الأرانب إلى فئتين على أساس الوزن والعمود. نتيجة لذلك ، تتكون الأرانب من عدد محدد من الصفوف من حيث الأعمدة ، وسماكة صفائحها مهمة من حيث الوزن.
4) شعاع الحديد
يعرف كل من يعمل في مجال البناء أن العوارض الحديدية هي إحدى مواد البناء المهمة المستخدمة في إنشاء الهيكل العظمي والإطار الرئيسي للمبنى. هناك العديد من السبائك في بناء الحزم ، والتي تميزها عن بعضها البعض ، وبناءً على ذلك ، يمكن تقسيم الحزم إلى أربع فئات: عوارض IPE ، وأجنحة عريضة ، وعوارض INP ، وعوارض قرص العسل. إذا أردنا أن نقول بشكل عام ، فإن العارضة هي دعامة للمبنى تقلل الضغط على المبنى وتمنعه من السقوط.
أيضًا ، عند استخدامه في إنشاء هياكل المباني ، يمكن للعمال بناء المباني الشاهقة في وقت أقل. تُستخدم الحزم بمعيار IPE على نطاق واسع في إيران وهذا المعيار هو نوع من المعايير الأوروبية حيث يكون سمك الأجنحة في البداية والنهاية متماثلًا.تُستخدم الحزم بمعيار INP في الغالب في روسيا والصين ونادراً ما تستخدم في صناعة البناء في إيران.
الصناعات التحويلية المغناطيسية
يستخدم الحديد أيضًا في صنع المغناطيس. الحديد أو المغنتيت هو مغناطيس طبيعي دائم. لصنع مغناطيس طبيعي باستخدام مواد أخرى ، تحتاج إلى تعريضها لقوة مغناطيسية قوية. يتم تصنيف هذه المواد على أنها مغناطيس دائم ، على الرغم من أن خصائصها المغناطيسية قد تتغير بمرور الوقت.
تطبيق الحديد في صناعات تصنيع أدوات القطع
يعد الحديد أكثر المعادن وفرة في العالم بعد الألمنيوم. في الواقع ، تتكون قشرة الأرض من حوالي 5٪ من الحديد. حاليًا ، يتم استخدام الحديد في صناعة أدوات القطع القوية والأدوات الأخرى. في الماضي ، كانت الأدوات الأساسية مثل المطارق والسكاكين والسيوف تُصنع باستخدام الحديد. اليوم ، العديد من الأدوات الأخرى مثل الأزاميل أو المطارق مصنوعة من الحديد. يعتبر هذا المعدن من أكثر المعادن ربحية.
استخدامات الحديد في الصناعة الكهربائية
تعتبر الصواري من أهم الهياكل في مجال نقل الكهرباء. يمكن استخدام الحديد لبناء أبراج كهربائية تنقل الكهرباء لمسافات أكبر. على الرغم من إمكانية استخدام معادن أخرى مثل الألومنيوم لهذا الغرض ، فإن الحديد رخيص ومتوفر على نطاق واسع. هذه الميزات تجعل الحديد أحد أفضل المواد لصنع الصواري. وفقًا للخصائص التقنية لهذا المعدن ، هناك أيضًا قواعد تتعلق بلحام المعادن الحديدية ، والتي يمكنك قراءتها في الرابط.
صناعة السكك الحديدية وصناعات إنتاج الصلب
من بين الاستخدامات الأخرى للحديد ، يمكننا أن نذكر استخدامه في صناعة السكك الحديدية. تُصنع القضبان من العديد من المعادن ، بما في ذلك الحديد بدلاً من الفولاذ. بالطبع ، لا يمكن أن يكون استخدام الحديد وحده في صناعة القضبان متينًا بدرجة كافية. ومع ذلك ، يمكن بناء العديد من هياكل السكك الحديدية الأخرى باستخدام الحديد. حتى القطار نفسه به أجزاء كثيرة مصنوعة من الحديد. يمكن أن يسمى أحد هذه التطبيقات قطار الملاهي.
ملخص لأهمية الحديد في الصناعة
بالنظر إلى كل الأشياء المذكورة أعلاه ، فهمنا أن استخدام الحديد واسع جدًا بحيث لا يقتصر على مجال أو صناعة واحدة فقط. نتيجة لذلك ، يجب أن نحاول صيانتها ومحاولة الاستفادة من إعادة تدوير هذه المعادن في الصناعة ؛ بدلا من استخراج موارد جديدة من الطبيعة!
