طرق زيادة كفاءة التيار لانتاج الحديد

2014 الثورة العلمية

براون بير

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

كفاءة التيار انتاج الحديد الفيزياء

بحلول القرن 14 ، كانت انجلترا البلد الرئيس في إنتاج الحديد في أوروبا .

كانت النواعير تمد المنافيخ بالطاقة لكي تنتج تياراً مستمراً من الهواء للأفران العالية ،  التي كانت قادرة على إنتاج ما يصل الى 3.3 أطنان ( 3 طن ) من الحديد يومياً .

كان هذا الناتج  يتطلب كميات كبيرة من الفحم ، الذي ينتج عن طريق حرق الخشب . ونتيجة ذلك ، تم تدمير معظم الغابات في بريطانيا .

ثم في عام 1709 بدأ مؤسس الحديد الإنجليزي إبراهام داربي ( قرابة 1678 – 1717 ) باستخدام فحم الكوك ( المشتق من الفحم الحجري ) بدلاً من الفحم النباتي ، ادعى ابن بلد داربي السيد  دود ددلي ( 1599  –  1684 ) أنه قد سبق واستخدم الفحم الحجري في فرن عالٍ ، إلا أن هذا سيفسد الحديد  كان للتطور الذي أحدثه داربي اثرُ بالغُ على انتاج  واستعمالات حديد الصب ( جديد الزهــــــــر ) ، وسرعان  ما اصبحت مقالي حديد الصب ، والأواني ، والغلايات شائعة الانتشار في كل بيت في انكلترا .

بنى داربي أفرانه العالية في كولبروكديل على ضفاف نهر سيفيرن . في عام 1742 ، قام ابنه إبراهام داربي الثاني ( 1711 – 1763 ) بتركيب محرك بخاري لضح المياه من النهر لمد المنافيخ بالطاقة .

استحوذ حفيده إبراهام داربي الثالث ( 1750 – 1791 ) على الشكرة في عام 1768 ، وبنى نصباً تذكارياً خالداً للأسرة .

في عام 1779 ، وباستخدام قطع من حديد الزهر مسبق الصنع ، أكمل بناء جسر حديدي على نهر سيفيرن في كولبروكديل .

وكان طول هذا الجسر 98 قدماً ( 30 م ) . ويعلو فوق المياه  بارتفاع قدره 39 قدما ( 12 م ) . لا يزال هذا الجسر يحمل العابرين المشــــــــــــــــاة ، ولكنه أغلق أمام حركة المرور في عام 1934 .

جاءت التحسينات النهائية على الفرن العالي في بدايات القرن التاسع عشر 1800s . ففي عام 1882 ن في غلاسكو ، اسكتلندا ،  حسَن المنهدس الاسكتلندي جيمس نيلسون ( 1792 –   1865 ) من كفاءة الفرن العالي عن طريق التسخين المسبق للهواء وذلك بإرساله عبر أنبوب شديد  السخونة . كان الأنبوب يسخن في البداية بواسطة نار الفحم الحجري وفيما بعد بواسطة غاز الفحم الحجري – كمنتج ثانوي من أفرا، فحم الكوك  .

طوَّر المخترع الأنجليزي إدوارد كوبر ( 1819 – 1893 ) تصميم نيسلون في عام 1857 بموقد  تسخين الهبوب ، الذي يستخدم الغازات المبددة (المهدوة) من الفرن العالي نفسه لإعادة تسخين الهواء .