فرن الصهر

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 20 صور
الموسوعة الحرة

فرن صهر سابق تابع لشركة AHM في ميناء ساجونت، فالنسيا ، إسبانيا

الفرن العالي هو نوع من أفران المعادن المستخدمة في صهر المعادن لإنتاج المعادن الصناعية، وخاصة الحديد الزهر ، ولكن أيضاً معادن أخرى مثل الرصاص أو النحاس . ويشير مصطلح "النفخ" إلى هواء الاحتراق الذي يتم تزويده بضغط أعلى من الضغط الجوي . [ 1 ]

في الفرن العالي، يُضخ الوقود ( فحم الكوك ) والخامات والصهر ( الحجر الجيري ) باستمرار من أعلى الفرن، بينما يُدفع تيار هواء ساخن (مُخصب أحيانًا بالأكسجين ) إلى الجزء السفلي من الفرن عبر سلسلة من الأنابيب تُسمى الفوهات ، بحيث تحدث التفاعلات الكيميائية في جميع أنحاء الفرن أثناء سقوط المواد إلى أسفل. وتكون المنتجات النهائية عادةً عبارة عن معدن منصهر وخبث يُستخرج من الأسفل، وغازات احتراق تخرج من الأعلى. [ 2 ] يُعد تدفق الخام إلى أسفل مع الصهر، مُلامسًا لتدفق غازات الاحتراق الساخنة الغنية بأول أكسيد الكربون ، عملية تبادل وتفاعل كيميائي معاكسة. [ 3 ]

في المقابل، تعمل أفران الهواء (مثل الأفران العاكسة ) بنظام سحب الهواء الطبيعي، عادةً عن طريق حمل الغازات الساخنة في مدخنة . ووفقًا لهذا التعريف الواسع، تُصنف أفران صهر الحديد، وأفران نفخ القصدير ، ومطاحن صهر الرصاص ضمن أفران الصهر. مع ذلك، اقتصر استخدام هذا المصطلح عادةً على تلك المستخدمة في صهر خام الحديد لإنتاج الحديد الزهر ، وهي مادة وسيطة تُستخدم في إنتاج الحديد والصلب التجاريين ، بالإضافة إلى أفران العمود المستخدمة مع مصانع التلبيد في صهر المعادن الأساسية . [ 4 ] [ 5 ]

تشير التقديرات إلى أن أفران الصهر كانت مسؤولة عن أكثر من 4% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية بين عامي 1900 و2015، ومن الصعب إزالة الكربون منها. [ 6 ]

هندسة العمليات والكيمياء

أفران الصهر في مصنع ترينيتس للحديد والصلب في جمهورية التشيك
فرن صهر الحديد الذي يعمل بالفحم في مقاطعة جاكسون، أوهايو ، 1923
يؤدي ارتفاع مستوى أول أكسيد الكربون إلى اختزال أكاسيد الحديد إلى حديد نقي من خلال سلسلة من التفاعلات التي تحدث في مناطق مختلفة داخل الفرن العالي.

تعمل أفران الصهر على مبدأ الاختزال الكيميائي حيث يحول أول أكسيد الكربون أكاسيد الحديد إلى حديد عنصري.

تختلف أفران الصهر عن أفران الصهر وأفران الصهر العاكسة في أن غازات الاحتراق في فرن الصهر تكون على اتصال مباشر بالخام والحديد، مما يسمح لأول أكسيد الكربون بالانتشار في الخام واختزال أكسيد الحديد. يعمل فرن الصهر بعملية تبادل عكسي، بينما لا تعمل أفران الصهر بهذه الطريقة. ومن الفروق الأخرى أن أفران الصهر تعمل بنظام الدفعات، بينما تعمل أفران الصهر باستمرار لفترات طويلة. كما يُفضل التشغيل المستمر لصعوبة تشغيل وإيقاف أفران الصهر. إضافةً إلى ذلك، يخفض الكربون الموجود في الحديد الزهر درجة انصهاره إلى ما دون درجة انصهار الفولاذ أو الحديد النقي؛ في المقابل، لا ينصهر الحديد في أفران الصهر.

يجب إزالة السيليكا من الحديد الزهر. تتفاعل السيليكا مع أكسيد الكالسيوم (الحجر الجيري المحروق) لتكوين السيليكات، التي تطفو على سطح الحديد الزهر المنصهر على شكل خبث. تاريخياً، كان يُنتج الحديد باستخدام الفحم النباتي لمنع التلوث بالكبريت. [ 7 ]

في فرن الصهر، يجب أن يكون عمود الخام، والصهر، وفحم الكوك (أو الفحم النباتي [ 7 ] )، ونواتج تفاعلها، المتحرك للأسفل، مساميًا بدرجة كافية لمرور غازات الاحتراق صعودًا. ولضمان هذه النفاذية، يُعدّ حجم جزيئات فحم الكوك أو الفحم النباتي ذا أهمية بالغة. لذا، يجب أن يكون فحم الكوك قويًا بما يكفي ليقاوم وزن المواد التي تعلوه. وإلى جانب قوة جزيئاته، يجب أن يكون فحم الكوك منخفضًا في الكبريت والفوسفور والرماد. [ 8 ]

التفاعل الكيميائي الرئيسي الذي ينتج الحديد المنصهر هو:

Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2 [ 9 ]

يمكن تقسيم هذا التفاعل إلى عدة خطوات، أولها أن الهواء المسخن مسبقاً الذي يتم نفخه في الفرن يتفاعل مع الكربون على شكل فحم الكوك لإنتاج أول أكسيد الكربون والحرارة:

2 C (s) + O2 (g) → 2CO (g) [ 10 ]

يُعدّ أول أكسيد الكربون الساخن عاملًا مُختزلًا لخام الحديد، ويتفاعل مع أكسيد الحديد لإنتاج الحديد المنصهر وثاني أكسيد الكربون . وبحسب درجة الحرارة في أجزاء الفرن المختلفة (الأكثر سخونة في الأسفل)، يُختزل الحديد على عدة مراحل. في الأعلى، حيث تتراوح درجة الحرارة عادةً بين 200 و700 درجة مئوية (392 و1292 درجة فهرنهايت) ، يُختزل أكسيد الحديد جزئيًا إلى أكسيد الحديد الثنائي والثلاثي ، Fe₃O₄ .  

3 Fe 2 O 3(s) + CO (g) → 2 Fe 3 O 4(s) + CO 2(g) [ 10 ]

عند درجات حرارة 850 درجة مئوية (1560 درجة فهرنهايت) ، في الجزء السفلي من الفرن، يتم اختزال الحديد (II،III) بشكل أكبر إلى أكسيد الحديد (II):  

Fe 3 O 4(s) + CO (g) → 3 FeO (s) + CO 2(g) [ 10 ]

يصعد ثاني أكسيد الكربون الساخن، وأول أكسيد الكربون غير المتفاعل، والنيتروجين من الهواء عبر الفرن بينما تنزل المواد الخام الجديدة إلى منطقة التفاعل. وأثناء نزول المواد، تعمل الغازات المتدفقة عكسيًا على تسخين المواد الخام مسبقًا وتحليل الحجر الجيري إلى أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون.

كربونات الكالسيوم 3(s) → CaO (s) + CO 2(ز) [ 10 ]

يتفاعل أكسيد الكالسيوم المتكون من التحلل مع شوائب حمضية مختلفة في الحديد (وخاصة السيليكا )، لتكوين خبث فياليتي وهو في الأساس سيليكات الكالسيوم ، CaSiO3 : [ 9 ]

SiO 2 + CaO → CaSiO 3 [ 11 ] [ 12 ]

عندما ينتقل أكسيد الحديد (II) إلى المنطقة ذات درجات الحرارة الأعلى، والتي تصل إلى 1200 درجة مئوية (2190 درجة فهرنهايت) ، فإنه يختزل أكثر إلى معدن الحديد:  

FeO (s) + CO (g) → Fe (s) + CO 2(g) [ 10 ]

يتم اختزال ثاني أكسيد الكربون المتكون في هذه العملية مرة أخرى إلى أول أكسيد الكربون بواسطة فحم الكوك :

C (ق) + CO 2 (ز) → 2 CO (ز) [ 10 ]

يُطلق على التوازن المعتمد على درجة الحرارة والذي يتحكم في الغلاف الجوي الغازي في الفرن اسم تفاعل بودوارد :

2CO ⇌ CO 2 + C

يحتوي الحديد الزهر المُنتَج في أفران الصهر على نسبة عالية نسبيًا من الكربون تتراوح بين 4 و5%، وعادةً ما يحتوي على نسبة عالية من الكبريت، مما يجعله هشًا للغاية، ومحدود الاستخدام التجاري الفوري. يُستخدم جزء من الحديد الزهر في صناعة الحديد الزهر . أما غالبية الحديد الزهر المُنتَج في أفران الصهر، فتخضع لمزيد من المعالجة لتقليل نسبة الكربون والكبريت، وإنتاج أنواع مختلفة من الفولاذ تُستخدم في مواد البناء والسيارات والسفن والآلات. تتم عملية إزالة الكبريت عادةً أثناء نقل الفولاذ السائل إلى مصانع الصلب، وذلك بإضافة أكسيد الكالسيوم الذي يتفاعل مع كبريتيد الحديد الموجود في الحديد الزهر لتكوين كبريتيد الكالسيوم (وتُسمى هذه العملية بإزالة الكبريت بالجير ). [ 13 ] وفي خطوة لاحقة، تُعرف باسم صناعة الصلب بالأكسجين القاعدي ، يتأكسد الكربون بنفخ الأكسجين على الحديد الزهر السائل لتكوين الفولاذ الخام .

تاريخ

رسم توضيحي لمنفاخ فرن يعمل بواسطة دواليب مائية من كتاب نونغ شو ، من تصميم وانغ تشن عام 1313 خلال عهد أسرة يوان الصينية
فرن صيني لتنقية المعادن وصهرها في تيانغونغ كايوو ، 1637

عُثر على الحديد الزهر في الصين يعود تاريخه إلى القرن الخامس قبل الميلاد، لكن أقدم أفران الصهر الموجودة في الصين تعود إلى القرن الأول الميلادي، وفي الغرب إلى العصور الوسطى العليا . [ 14 ] انتشرت هذه الأفران من منطقة نامور في والونيا (بلجيكا) في أواخر القرن الخامس عشر، ووصلت إلى إنجلترا عام 1491. وكان الفحم النباتي هو الوقود المستخدم فيها. يُعزى نجاح استبدال الفحم النباتي بفحم الكوك إلى المخترع البريطاني أبراهام داربي عام 1709. وقد تحسّنت كفاءة العملية بشكل أكبر من خلال تسخين هواء الاحتراق مسبقًا ( النفخ الساخن )، وهي تقنية حصل على براءة اختراعها المخترع البريطاني جيمس بومونت نيلسون عام 1828. [ 15 ]

الصين

تشير الأدلة الأثرية إلى أن تقنيات صهر الحديد وأفران الصهر قد وصلت إلى الصين على يد الشعوب البدوية حوالي عام 800 قبل الميلاد. كانت مصنوعات الحديد المطاوع موجودة في الأصل في شمال غرب البلاد فقط، ولكن بحلول القرن السادس قبل الميلاد، انتشرت في الصين سلع فاخرة مثل سيوف وسكاكين الحديد المطاوع. [ 16 ] تعايش الحديد المصنّع في أفران الصهر مع أفران الصهر العالية والحديد الزهر، اللذين تم اختراعهما بعد فترة وجيزة من دخول تقنية الحديد المطاوع إلى الصين، لفترة طويلة. وقد عُثر على قطع من الحديد الزهر إلى جانب الحديد المطاوع في مقاطعة شانشي يعود تاريخها إلى القرنين التاسع والثامن قبل الميلاد، إلا أنه من غير المؤكد ما إذا كانت هذه القطع من الحديد الزهر ناتجة عن عملية صهر الحديد. كما عُثر في لويانغ على فؤوس مصنوعة من الحديد الزهر مع طبقة من الفولاذ منزوع الكربون ، يعود تاريخها إلى القرن الخامس قبل الميلاد. عُثر على أدوات زراعية من الحديد الزهر، خضعت لعملية تلدين لتقليل هشاشتها، في مواقع دفن وصهر تعود إلى القرن الرابع قبل الميلاد. اختفى الحديد المُصنّع بتقنية الصهر المبكر في الصين بعد القرن الثالث الميلادي، باستثناء شينجيانغ، حيث وُجدت قطع من هذا الحديد حتى القرن التاسع الميلادي. في الصين، كانت أفران الصهر العالية تُنتج الحديد الزهر، الذي كان يُحوّل بعد ذلك إما إلى أدوات جاهزة في فرن القبة، أو يُحوّل إلى حديد مطاوع في موقد التصفية. [ 17 ] [ 18 ]

على الرغم من انتشار الأدوات والأسلحة الزراعية المصنوعة من الحديد الزهر في الصين بحلول القرن الخامس قبل الميلاد، [ 18 ] وتوظيفها لأكثر من 200 رجل في مصاهر الحديد منذ القرن الثالث الميلادي فصاعدًا، إلا أن أقدم أفران الصهر التي بُنيت تُنسب إلى سلالة هان في القرن الأول الميلادي. [ 19 ] كانت جدران هذه الأفران المبكرة من الطين، واستُخدمت فيها معادن تحتوي على الفوسفور كمادة صهر . [ 20 ] تراوحت أطوال أفران الصهر الصينية بين مترين وعشرة أمتار تقريبًا، وذلك بحسب المنطقة. وُجدت أكبرها في سيتشوان وغوانغدونغ الحاليتين ، بينما وُجدت أفران الصهر "القزمة" في دابيشيان . ومن حيث البناء، تتشابه هذه الأفران في مستوى التطور التكنولوجي. [ 21 ]

خلال هذه الفترة، تحسّنت فعالية أفران الصهر الصينية التي تعمل بقوة الإنسان والخيول بفضل المهندس دو شي (حوالي عام 31  ميلادي  )، الذي وظّف قوة دواليب المياه لتشغيل مكابس النفخ في صهر الحديد الزهر. [ 22 ] بُنيت المحركات الترددية المبكرة التي تعمل بالماء لتشغيل أفران الصهر وفقًا لهيكل المحركات الترددية التي تعمل بقوة الخيول الموجودة آنذاك. أي أن الحركة الدائرية للعجلة، سواء كانت تعمل بالخيول أو بالماء، كانت تُنقل بواسطة مجموعة من سير ناقل ، وذراع توصيل، وأذرع توصيل أخرى ، ومحاور مختلفة، إلى الحركة الترددية اللازمة لتشغيل مكابس النفخ. [ 23 ] [ 24 ] يشير دونالد فاغنر إلى أن أفران الصهر المبكرة وإنتاج الحديد الزهر تطورت من أفران استُخدمت لصهر البرونز . ومع ذلك، كان الحديد ضروريًا للنجاح العسكري بحلول الوقت الذي وحدت فيه دولة تشين  الصين (221 قبل الميلاد). وظل استخدام أفران الصهر وأفران القبة واسع الانتشار خلال عهد أسرتي سونغ وتانغ . [ 25 ] بحلول القرن الحادي عشر، حوّلت صناعة الحديد الصينية في عهد أسرة سونغ مواردها من الفحم النباتي إلى فحم الكوك في صب الحديد والصلب، مما أنقذ آلاف الأفدنة من الغابات من القطع. وربما حدث هذا في وقت مبكر من القرن الرابع الميلادي. [ 26 ] [ 27 ]

كانت الميزة الأساسية للفرن العالي المبكر هي الإنتاج على نطاق واسع وتوفير الأدوات الحديدية بسهولة أكبر للفلاحين. [ 28 ] يُعدّ الحديد الزهر أكثر هشاشة من الحديد المطاوع أو الفولاذ، مما يتطلب مزيدًا من التنقية ثم التصليد أو الصهر المشترك لإنتاجه، ولكنه كان كافيًا للأنشطة البسيطة كالزراعة. وباستخدام الفرن العالي، أصبح من الممكن إنتاج كميات أكبر من الأدوات، مثل شفرات المحاريث، بكفاءة أعلى من فرن الصهر الأولي. وفي المجالات التي كانت فيها الجودة مهمة، كالحروب، فُضِّل استخدام الحديد المطاوع والفولاذ. جميع أسلحة عهد أسرة هان تقريبًا مصنوعة من الحديد المطاوع أو الفولاذ، باستثناء رؤوس الفؤوس، التي يُصنع الكثير منها من الحديد الزهر. [ 29 ]

كما تم استخدام أفران الصهر لاحقًا لإنتاج أسلحة البارود مثل قذائف القنابل المصنوعة من الحديد الزهر والمدافع المصنوعة من الحديد الزهر خلال عهد أسرة سونغ . [ 30 ]

مملكة كوش

يُعتقد أن صناعة المعادن قد تمت في مروي، على الأرجح من خلال مصانع الصهر وأفران الصهر التي كانت من أوائل استخداماتها في أفريقيا. كانت مروي، العاصمة القديمة لمملكة كوش في السودان الحديث، واحدة من أكبر مراكز إنتاج الحديد وأكثرها نفوذاً في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. [ 31 ] ويُقال إن أرشيبالد سايس أشار إليها باسم " برمنغهام أفريقيا". [ 32 ]

أوروبا في العصور الوسطى

أبسط أنواع الأفران هو الفرن الكورسيكي. ومن أمثلة الأفران المحسّنة فرن ستوكوفن [ 33 ]، الذي يُطلق عليه أحيانًا فرن الذئب [ 34 ] ، والذي استمر استخدامه حتى بداية القرن التاسع عشر. فبدلاً من استخدام التهوية الطبيعية، كان يتم ضخ الهواء بواسطة منفاخ ، مما ينتج عنه حديد ذو جودة أفضل وقدرة إنتاجية أعلى. يُعرف ضخ الهواء هذا بواسطة المنفاخ باسم النفخ البارد ، وهو يزيد من كفاءة استهلاك الوقود في الفرن ويحسن الإنتاجية. كما يمكن بناء هذه الأفران بحجم أكبر من أفران التهوية الطبيعية.

أقدم أفران الصهر الأوروبية

أُنشئت أقدم أفران الصهر المعروفة في الغرب في دورستل بسويسرا ، وماركيشه ساورلاند بألمانيا ، ولابفيتان بالسويد ، حيث كان المجمع نشطًا بين عامي 1205 و1300. [35] وفي نوراسكوج ، التابعة لرعية يارنبواس السويدية، عُثر على آثار لأفران صهر أقدم، ربما تعود إلى حوالي عام 1100. [ 36 ] كانت هذه الأفران المبكرة، مثل نظيراتها الصينية ، غير فعالة للغاية مقارنةً بالأفران المستخدمة اليوم. استُخدم الحديد من مجمع لابفيتان لإنتاج كرات من الحديد المطاوع تُعرف باسم "أوزموند" ، والتي كانت تُتاجر بها دوليًا - ويُحتمل وجود إشارة إليها في معاهدة مع نوفغورود عام 1203، بالإضافة إلى عدة إشارات مؤكدة في سجلات العادات الإنجليزية من خمسينيات القرن الثالث عشر وعشرينيات القرن الرابع عشر. كما تم تحديد أفران أخرى تعود إلى القرنين الثالث عشر والخامس عشر في وستفاليا . [ 37 ]

ربما نُقلت التكنولوجيا اللازمة لأفران الصهر من الصين، أو ربما كانت ابتكارًا محليًا. لاحظ القزويني في القرن الثالث عشر، ورحالة آخرون لاحقًا، وجود صناعة حديد في جبال البرز جنوب بحر قزوين . وبما أن هذه المنطقة قريبة من طريق الحرير ، فمن الممكن استخدام تكنولوجيا صينية. وتشير أوصاف لاحقة إلى أفران صهر بارتفاع ثلاثة أمتار تقريبًا. [ 38 ] ولأن شعب الفارانجيين الروس من الدول الإسكندنافية كانوا يتاجرون مع بحر قزوين (عبر طريقهم التجاري على نهر الفولغا )، فمن المحتمل أن تكون التكنولوجيا قد وصلت إلى السويد بهذه الطريقة. [ 39 ] ومن المعروف أن الفايكنج استخدموا منفاخًا مزدوجًا، مما يزيد بشكل كبير من تدفق الهواء المضغوط. [ 40 ]

ربما كانت منطقة بحر قزوين أيضًا مصدر تصميم الفرن في فيريري ، الذي وصفه فيلاريتي ، [ 41 ] والذي يتضمن منفاخًا يعمل بالطاقة المائية في سيموجو في فالدينترو بشمال إيطاليا عام 1226. في عملية من مرحلتين، كان يتم صب الحديد المنصهر مرتين يوميًا في الماء، مما يؤدي إلى تحويله إلى حبيبات. [ 42 ]

إسهامات الرهبان السيسترسيين

نشر المجلس العام للرهبان السيسترسيين بعض التطورات التكنولوجية في أنحاء أوروبا. ولعلّ من بينها الفرن العالي، إذ عُرف عن السيسترسيين براعتهم في علم المعادن . [ 43 ] ووفقًا لجان جيمبل، سهّل مستواهم العالي في التكنولوجيا الصناعية انتشار التقنيات الجديدة: "كان لكل دير مصنع نموذجي، غالبًا ما يكون بحجم الكنيسة وعلى بُعد أمتار قليلة منها، وكانت الطاقة المائية تُشغّل آلات مختلف الصناعات الموجودة في أرضيته". وكثيرًا ما كانت تُتبرع رواسب خام الحديد للرهبان مع أفران لاستخراج الحديد، وبعد فترة، كانت تُعرض الفائض للبيع. وأصبح السيسترسيون المنتجين الرئيسيين للحديد في منطقة شامبانيا بفرنسا، من منتصف القرن الثالث عشر إلى القرن السابع عشر، [ 44 ] كما استخدموا الخبث الغني بالفوسفات الناتج عن أفرانهم كسماد زراعي . [ 45 ]

لا يزال علماء الآثار يكتشفون مدى تطور تقنية الرهبنة السيسترسية. [ 46 ] في لاسكيل ، وهي محطة تابعة لدير ريفو ، والفرن العالي الوحيد الذي يعود للعصور الوسطى والذي تم تحديده حتى الآن في بريطانيا ، كان الخبث الناتج منخفض المحتوى من الحديد. [ 47 ] احتوى الخبث من الأفران الأخرى في ذلك الوقت على تركيز كبير من الحديد، بينما يُعتقد أن لاسكيل أنتجت الحديد الزهر بكفاءة عالية. [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] لم يتضح تاريخها بعد، ولكن من المحتمل أنها لم تصمد حتى حل هنري الثامن للأديرة في أواخر ثلاثينيات القرن السادس عشر، حيث تشير اتفاقية (بعد ذلك مباشرة) بشأن "الحدادين" مع إيرل روتلاند في عام 1541 إلى كتل الحديد. [ 50 ] ومع ذلك، لم يتم تحديد الوسائل التي انتشر بها الفرن العالي في أوروبا في العصور الوسطى بشكل نهائي.

أصل وانتشار أفران الصهر الحديثة المبكرة

رسم تخطيطي لفرن صهر من القرن الثامن عشر
فرن صهر من أوائل العصر الحديث يظهر في شعار النبالة السابق لمدينة لوهتاجا

بسبب ازدياد الطلب على الحديد لصب المدافع، انتشر استخدام الفرن العالي على نطاق واسع في فرنسا في منتصف القرن الخامس عشر. [ 51 ] [ 52 ]

كان السلف المباشر لتلك المستخدمة في فرنسا وإنجلترا في منطقة نامور ، فيما يُعرف الآن بوالونيا (بلجيكا). ومن هناك، انتشرت أولاً إلى باي دو براي على الحدود الشرقية لنورماندي ، ومنها إلى ويلد في ساسكس ، حيث بُني أول فرن (يُسمى كوينستوك) في بوكستيد حوالي عام 1491، تلاه فرن آخر في نيوبريدج في غابة أشدون عام 1496. وظلت هذه الأفران قليلة العدد حتى حوالي عام 1530، ولكن بُني العديد منها في العقود التالية في ويلد، حيث ربما بلغت صناعة الحديد ذروتها حوالي عام 1590. وكان معظم الحديد الزهر من هذه الأفران يُنقل إلى مصانع التكرير لإنتاج قضبان الحديد . [ 53 ]

ظهرت أولى الأفران البريطانية خارج منطقة ويلد خلال خمسينيات القرن السادس عشر، وشُيّد العديد منها خلال ما تبقى من ذلك القرن والأعوام اللاحقة. وبلغ إنتاج هذه الصناعة ذروته على الأرجح حوالي عام 1620، ثم تلاه انخفاض تدريجي حتى أوائل القرن الثامن عشر. ويُعزى ذلك على ما يبدو إلى أن استيراد الحديد من السويد وغيرها كان أكثر جدوى اقتصادية من تصنيعه في بعض المناطق البريطانية النائية. وربما كان الفحم المتوفر اقتصاديًا لهذه الصناعة يُستهلك بنفس سرعة نمو الأخشاب اللازمة لصناعته. [ 54 ]

افتُتح أول فرن صهر في روسيا عام 1637 بالقرب من تولا، وكان يُطلق عليه اسم مصانع غوروديشي. وانتشر فرن الصهر من هناك إلى وسط روسيا، ثم وصل في النهاية إلى جبال الأورال . [ 55 ]

أفران صهر فحم الكوك

الأفران العالية الأصلية في بليست هيل في مادلي، إنجلترا
شحن الفرن العالي التجريبي، صورة من مختبر أبحاث النيتروجين الثابت في واشنطن العاصمة ، 1930
بقايا فرن صهر في روسيا تم تشغيله لأول مرة عام 1715 بأمر من بطرس الأكبر بمساعدة أساتذة هولنديين.

في عام ١٧٠٩، في كولبروكديل بمقاطعة شروبشاير بإنجلترا، بدأ أبراهام داربي باستخدام فحم الكوك كوقود لفرن الصهر بدلاً من الفحم النباتي . تمثلت الميزة الأولية لفحم الكوك في انخفاض تكلفته، ويعود ذلك أساسًا إلى أن إنتاجه يتطلب جهدًا أقل بكثير من قطع الأشجار وصناعة الفحم النباتي، كما أن استخدامه ساهم في التغلب على النقص المحلي في الأخشاب، لا سيما في بريطانيا وأجزاء أخرى من أوروبا. يتميز فحم الكوك المستخدم في صناعة المعادن بقدرته على تحمل وزن أكبر من الفحم النباتي، مما يسمح ببناء أفران أكبر. [ ٥٦ ] [ ٥٧ ] أما عيبه، فهو احتوائه على شوائب أكثر من الفحم النباتي، حيث يُعد الكبريت ضارًا بشكل خاص بجودة الحديد. كانت شوائب فحم الكوك مشكلة أكبر قبل أن يقلل الهواء الساخن من كمية فحم الكوك المطلوبة، وقبل أن تصل درجات حرارة الأفران إلى مستوى يسمح بتدفق الخبث من الحجر الجيري بسهولة. (يرتبط الحجر الجيري بالكبريت. ويمكن إضافة المنغنيز أيضًا لارتباط الكبريت.) [ 58 ] : 123-125 [ 59 ] [ 60 ] [ 51 ] : 122-123

في البداية، كان حديد الكوك يُستخدم فقط في أعمال المسابك ، لصنع الأواني وغيرها من منتجات الحديد الزهر. كانت أعمال المسابك فرعًا ثانويًا من الصناعة، لكن ابن داربي بنى فرنًا جديدًا في هورسهاي القريبة، وبدأ بتزويد أصحاب مصانع الحديد بحديد الكوك الخام لإنتاج قضبان الحديد. في ذلك الوقت، كان إنتاج حديد الكوك الخام أرخص من إنتاج حديد الفحم النباتي. كان استخدام الوقود المشتق من الفحم في صناعة الحديد عاملًا رئيسيًا في الثورة الصناعية البريطانية . [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] ومع ذلك، في العديد من مناطق العالم، كان الفحم النباتي أرخص بينما كان الكوك أغلى حتى بعد الثورة الصناعية: على سبيل المثال، في الولايات المتحدة، انخفضت حصة إنتاج الحديد الذي يعمل بالفحم النباتي إلى حوالي النصف حوالي عام 1850 ، لكنه استمر في الزيادة بالقيمة المطلقة حتى حوالي عام 1850. 1890 ، [ 64 ] [ 65 ] بينما في جواو مونليفادي في المرتفعات البرازيلية، تم بناء أفران الصهر التي تعمل بالفحم حتى ثلاثينيات القرن العشرين ولم يتم التخلص منها إلا في عام 2000. [ 66 ]

تم الكشف عن فرن الصهر الأصلي لداربي من خلال التنقيب الأثري، ويمكن رؤيته في موقعه الأصلي في كولبروكديل، ضمن متاحف وادي آيرونبريدج . استُخدم الحديد الزهر المستخرج من الفرن لصنع عوارض أول جسر من الحديد الزهر في العالم عام 1779. يعبر جسر آيرونبريدج نهر سيفرن في كولبروكديل، ولا يزال يُستخدم للمشاة.

أول فرن صهر فحم الكوك في ألمانيا (1794-)، مصور في صورة مصغرة في المتحف الألماني

انفجار يعمل بالبخار

استُخدم المحرك البخاري لتوليد هواء النفخ، متغلبًا بذلك على نقص الطاقة المائية في المناطق التي تتواجد فيها مناجم الفحم وخام الحديد. وقد طُبّق هذا النظام لأول مرة في كولبروكديل، حيث استُبدلت مضخة تعمل بقوة الخيول بمحرك بخاري عام 1742. [ 67 ] استُخدمت هذه المحركات لضخ المياه إلى خزان أعلى الفرن. أما أول المحركات المستخدمة لنفخ الأسطوانات مباشرةً، فقد زوّدت بها شركة بولتون ووات فرن نيو ويلي التابع لجون ويلكنسون . [ 68 ] وقد شغّلت هذه المحركات أسطوانة نفخ من الحديد الزهر ، كان قد اخترعها والده إسحاق ويلكنسون . حصل إسحاق على براءة اختراع لهذه الأسطوانات عام 1736، [ 69 ] ليحل محل المنفاخ الجلدي الذي كان يتلف بسرعة. وحصل إسحاق على براءة اختراع ثانية، أيضًا لأسطوانات النفخ، عام 1757. [ 70 ] أدى المحرك البخاري وأسطوانة النفخ المصنوعة من الحديد الزهر إلى زيادة كبيرة في إنتاج الحديد البريطاني في أواخر القرن الثامن عشر. [ 51 ]

هواء ساخن

كان النفخ الساخن أهم تقدم منفرد في كفاءة استهلاك الوقود في أفران الصهر، وإحدى أهم التقنيات التي طُورت خلال الثورة الصناعية . [ 71 ] [ 72 ] حصل جيمس بومونت نيلسون على براءة اختراع النفخ الساخن في مصانع ويلسونتاون للحديد في بريطانيا عام 1828. وفي غضون سنوات قليلة من إدخاله، تطور النفخ الساخن إلى درجة انخفض فيها استهلاك الوقود بمقدار الثلث باستخدام فحم الكوك، أو بمقدار الثلثين باستخدام الفحم الحجري، مع زيادة ملحوظة في سعة الفرن. وفي غضون عقود قليلة، أصبح من المعتاد وجود "موقد" بحجم الفرن المجاور له، يُوجَّه إليه غاز العادم (الذي يحتوي على أول أكسيد الكربون) من الفرن ليُحرق. وتُستخدم الحرارة الناتجة لتسخين الهواء المُضخ إلى الفرن مسبقًا. [ 73 ] وقد مكّن النفخ الساخن من استخدام فحم الأنثراسيت الخام ، الذي كان يصعب إشعاله، في أفران الصهر. تمت تجربة الأنثراسيت بنجاح لأول مرة من قبل جورج كرين في مصانع الحديد في ينيسيدوين في جنوب ويلز عام 1837. [ 62 ] تم تبنيه في أمريكا من قبل شركة ليهاي كرين للحديد في كاتاساكوا، بنسلفانيا ، عام 1839. انخفض استخدام الأنثراسيت عندما تم بناء أفران صهر عالية السعة تتطلب فحم الكوك في سبعينيات القرن التاسع عشر.

التطبيقات الحديثة للفرن العالي

1- المدخل/المخرج؛ 2- التجفيف والتسخين المسبق؛ 3- الاختزال؛ 4- إذابة الكربون؛ 5- الصهر؛ 6- التصريف / أ- المادة الخام؛ ب- الهواء الساخن؛ ج- الخبث؛ د- الحديد الزهر؛ هـ- مخرج الغاز

أفران صهر الحديد

لا يزال الفرن العالي جزءًا أساسيًا من صناعة الحديد الحديثة. تتميز الأفران الحديثة بكفاءة عالية، بما في ذلك أفران كوبر لتسخين هواء النفخ مسبقًا ، وأنظمة استعادة الحرارة من الغازات الساخنة الخارجة من الفرن. وتؤدي المنافسة في الصناعة إلى زيادة معدلات الإنتاج. يوجد أكبر فرن عالي في العالم في كوريا الجنوبية، بحجم يبلغ حوالي 6000 متر مكعب (210000 قدم مكعب ) . ويمكنه إنتاج حوالي 5650000 طن (5560000 لتر) من الحديد سنويًا. [ 74 ]    

يمثل هذا زيادة كبيرة مقارنةً بأفران القرن الثامن عشر التقليدية، التي كان متوسط ​​إنتاجها حوالي 360 طنًا (350 طنًا إنجليزيًا؛ 400 طن أمريكي) سنويًا. وقد طُوّرت أنواع مختلفة من أفران الصهر، مثل فرن الصهر الكهربائي السويدي، في بلدان تفتقر إلى موارد الفحم المحلية.

بحسب مرصد الطاقة العالمي ، من المرجح أن يصبح الفرن العالي قديمًا لتحقيق أهداف مكافحة تغير المناخ المتمثلة في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، [ 75 ] لكن شركة بي إتش بي تخالف هذا الرأي. [ 76 ] من المرجح أن تحل محله عملية بديلة تعتمد على الحديد المختزل المباشر (DRI)، [ 77 ] لكن هذه العملية أيضًا تتطلب استخدام فرن عالي لصهر الحديد وإزالة الشوائب ، إلا إذا كان الخام عالي الجودة جدًا. [ 76 ]

فرن صهر الأكسجين

لقد خضعت عملية فرن الصهر بالأكسجين (OBF)، التي طُوّرت في الفترة من سبعينيات إلى تسعينيات القرن الماضي، لدراسات نظرية مكثفة نظرًا لإمكانياتها الواعدة في ترشيد استهلاك الطاقة وخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون . [ 78 ] قد يكون هذا النوع هو الأنسب للاستخدام مع تقنية احتجاز الكربون وتخزينه. [ 76 ] يتكون فرن الصهر الرئيسي من ثلاثة مستويات: منطقة الاختزال ( 523-973 كلفن (250-700 درجة مئوية؛ 482-1292 درجة فهرنهايت) )، ومنطقة تكوين الخبث ( 1073-1273 كلفن (800-1000 درجة مئوية؛ 1472-1832 درجة فهرنهايت) )، ومنطقة الاحتراق ( 1773-1873 كلفن (1500-1600 درجة مئوية؛ 2732-2912 درجة فهرنهايت) ).         

تُستخدم أفران الصهر ذات القاعدة المفتوحة عادةً مع إعادة تدوير الغاز العلوي. وتكمن المشكلة في ذلك، بالإضافة إلى استهلاك كميات كبيرة من الأكسجين، في التوزيع غير المتساوي للغاز المُعاد تدويره من أعلى الفرن إلى وسطه، مما يؤدي إلى اصطدامه بالغاز الساخن القادم من الأسفل. وحتى عام 2023، كانت هذه التقنية تُطبّق على المستوى التجريبي فقط في السويد واليابان والصين. [ 79 ]

أفران الصهر في صهر النحاس والرصاص

نادرًا ما تُستخدم أفران الصهر العالية حاليًا في صهر النحاس، لكن أفران الصهر العالية الحديثة لصهر الرصاص أقصر بكثير من أفران صهر الحديد، وهي مستطيلة الشكل. [ 80 ] تُبنى أفران صهر الرصاص الحديثة باستخدام أغلفة فولاذية أو نحاسية مبردة بالماء للجدران، ولا تحتوي على بطانات حرارية في الجدران الجانبية. [ 81 ] قاعدة الفرن عبارة عن موقد من مادة حرارية (طوب أو مواد حرارية قابلة للصب). [ 81 ] غالبًا ما تكون أفران صهر الرصاص مفتوحة من الأعلى، على عكس جرس التعبئة المستخدم في أفران صهر الحديد. [ 82 ]

يختلف فرن الصهر المستخدم في مصهر الرصاص نيرستار بورت بيري عن معظم أفران صهر الرصاص الأخرى في احتوائه على صفين من الفوهات بدلاً من الصف الواحد المعتاد. [ 80 ] يتميز الجزء السفلي من الفرن بشكل يشبه الكرسي، حيث يكون الجزء السفلي منه أضيق من الجزء العلوي. [ 80 ] يقع الصف السفلي من الفوهات في الجزء الضيق من الفرن. [ 80 ] يسمح هذا التصميم بأن يكون الجزء العلوي من الفرن أعرض من المعتاد. [ 80 ]

أفران صهر الزنك

طُوِّرت أفران الصهر المستخدمة في عملية الصهر الإمبراطورية (ISP) من أفران صهر الرصاص القياسية، ولكنها مُحكمة الإغلاق تمامًا. [ 83 ] ويعود ذلك إلى أن الزنك المُنتَج في هذه الأفران يُستخلص على هيئة معدن من الطور البخاري، ووجود الأكسجين في الغازات المنبعثة سيؤدي إلى تكوّن أكسيد الزنك. [ 83 ]

تتميز أفران الصهر المستخدمة في مشروع ISP بتشغيل أكثر كثافة من أفران الصهر القياسية للرصاص، مع معدلات نفخ هواء أعلى لكل متر مربع من مساحة الموقد واستهلاك أعلى لفحم الكوك. [ 83 ]

إنتاج الزنك باستخدام تقنية الصهر بالرش الأيوني (ISP) أغلى من إنتاجه باستخدام مصانع الزنك التحليلية ، ولذلك أُغلقت العديد من مصاهر الزنك التي تعمل بهذه التقنية في السنوات الأخيرة. [ 84 ] ومع ذلك، تتميز أفران الصهر بالرش الأيوني بقدرتها على معالجة مركزات الزنك التي تحتوي على مستويات أعلى من الرصاص مقارنةً بمصانع الزنك التحليلية. [ 83 ]

صناعة الصوف الصخري

فوهات نفخ فرن صهر في جيرداو ، البرازيل

الصوف الصخري هو ألياف معدنية مغزولة تُستخدم كمنتج عازل وفي الزراعة المائية . يُصنع في فرن صهر يُغذى بصخور الدياباز التي تحتوي على مستويات منخفضة جدًا من أكاسيد المعادن. تُسحب الخبث الناتج وتُغزل لتشكيل منتج الصوف الصخري. [ 85 ] كما تُنتج كميات ضئيلة جدًا من المعادن كمنتج ثانوي غير مرغوب فيه .

عملية الحديد الحديثة

فرن صهر موضوع في منشأة
  1. خام الحديد + الحجر الجيري المتلبد
  2. فحم الكوك
  3. مصعد
  4. مدخل المواد الخام
  5. طبقة من الكولا
  6. طبقة من حبيبات التلبيد المصنوعة من الخام والحجر الجيري
  7. نفخ ساخن (حوالي 1200  درجة مئوية)
  8. إزالة الخبث
  9. استخراج الحديد الزهر المنصهر
  10. وعاء الخبث
  11. عربة طوربيد لنقل الحديد الزهر
  12. إعصار الغبار لفصل الجسيمات الصلبة
  13. مواقد كوبر للنفخ الساخن
  14. مدخنة
  15. تزويد مواقد كوبر بالهواء (سخانات الهواء المسبقة)
  16. الفحم المسحوق
  17. فرن الكوك
  18. فحم الكوك
  19. أنبوب تصريف غاز الفرن العالي
مخطط فرن الصهر
  1. لهب ساخن من مواقد كوبر
  2. منطقة الانصهار ( بوش )
  3. منطقة اختزال أكسيد الحديدوز ( برميل )
  4. منطقة اختزال أكسيد الحديديك ( المدخنة )
  5. منطقة التسخين المسبق ( الحلق )
  6. مواد خام، وحجر جيري، وفحم الكوك
  7. غازات العادم
  8. عمود من الخام والكوك والحجر الجيري
  9. إزالة الخبث
  10. استخراج الحديد الزهر المنصهر
  11. جمع الغازات العادمة

تُجهّز الأفران الحديثة بمجموعة من المرافق الداعمة لزيادة الكفاءة، مثل ساحات تخزين الخام حيث تُفرغ حمولة البوارج. تُنقل المواد الخام إلى مجمع التخزين عبر جسور الخام، أو قواديس السكك الحديدية وعربات نقل الخام . تقوم عربات الوزن المثبتة على السكك الحديدية أو قواديس الوزن التي يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب بوزن المواد الخام المختلفة للحصول على التركيب الكيميائي المطلوب للمعدن المنصهر والخبث. تُنقل المواد الخام إلى أعلى الفرن العالي عبر عربة قلابة تعمل بواسطة رافعات أو سيور ناقلة. [ 86 ]

تتعدد طرق إدخال المواد الخام إلى الفرن العالي. تستخدم بعض الأفران العالية نظام "الجرس المزدوج" حيث يُستخدم جرسان للتحكم في دخول المواد الخام. يهدف استخدام هذين الجرسين إلى تقليل فقدان الغازات الساخنة داخل الفرن. في البداية، تُفرغ المواد الخام في الجرس العلوي أو الصغير الذي يُفتح بدوره لتفريغ الشحنة في الجرس الكبير. ثم يُغلق الجرس الصغير لإحكام إغلاق الفرن، بينما يدور الجرس الكبير لتوزيع المواد بدقة قبل ضخها إلى الفرن. [ 87 ] [ 88 ] أما التصميم الأحدث فيعتمد على نظام "بدون جرس". تستخدم هذه الأنظمة عدة قواديس لاحتواء كل مادة خام، والتي تُفرغ بعد ذلك في الفرن عبر صمامات. [ 87 ] تتميز هذه الصمامات بدقة أكبر في التحكم بكمية كل مكون مُضاف، مقارنةً بنظام القادوس أو الناقل، مما يزيد من كفاءة الفرن. تستخدم بعض هذه الأنظمة الخالية من الجرس أيضًا قناة تفريغ في عنق الفرن (كما هو الحال مع سطح بول وورث) من أجل التحكم بدقة في مكان وضع الشحنة. [ 89 ]

يُبنى فرن صهر الحديد على شكل هيكل شاهق مُبطّن بالطوب الحراري ، ومُصمّم بشكل يسمح بتمدد المواد المُحمّلة أثناء تسخينها خلال هبوطها، ثم انكماشها مع بدء عملية الانصهار. يُحمّل فحم الكوك، ومادة الصهر الجيرية ، وخام الحديد (أكسيد الحديد) في الجزء العلوي من الفرن بترتيب دقيق يُساعد على التحكم في تدفق الغاز والتفاعلات الكيميائية داخله. تسمح أربع فتحات بخروج الغاز الساخن الملوث الغني بأول أكسيد الكربون من فتحة الفرن، بينما تحمي صمامات التصريف الجزء العلوي من الفرن من الارتفاعات المفاجئة في ضغط الغاز. تستقر الجزيئات الخشنة في غاز العادم في "جامع الغبار" وتُفرغ في عربة سكة حديد أو شاحنة للتخلص منها، بينما يتدفق الغاز نفسه عبر جهاز تنقية فنتوري و/أو مرسبات كهروستاتيكية ومبرد غاز لخفض درجة حرارة الغاز النظيف. [ 86 ]

يبدأ "مبنى الصب" في النصف السفلي من الفرن بـ"البوش": وهو الجزء من الفرن العالي الواقع فوق فوهات النفخ وتحت المدخنة. [ 90 ] ويأخذ شكل مخروط مقلوب مبتور، [ 91 ] وهو الجزء الذي ينصهر فيه الخام. [ 92 ] يليه أنبوب الضخ (أنبوب حلقي كبير القطر لتوصيل الهواء الساخن المضغوط إلى فوهات النفخ [ 93 ] ) ومعدات صب الحديد السائل والخبث. بمجرد حفر "فتحة الصب" عبر سدادة الطين الحراري، يتدفق الحديد السائل والخبث عبر قناة من خلال فتحة "الكاشطة"، مما يفصل الحديد عن الخبث. قد تحتوي أفران الصهر الحديثة الأكبر حجمًا على ما يصل إلى أربع فتحات صب ومبنيين للصب. [ 86 ] بعد استخراج الحديد الزهر والخبث، تُسد فتحة الصب مرة أخرى بالطين الحراري.

تُستخدم الفوهات لتطبيق نفخ ساخن ، مما يزيد من كفاءة الفرن العالي. يُوجّه النفخ الساخن إلى الفرن عبر فوهات نحاسية مبردة بالماء تُسمى الفوهات، وتقع بالقرب من قاعدته. تتراوح درجة حرارة النفخ الساخن بين 900 و1300 درجة مئوية (1650 إلى 2370 درجة فهرنهايت) حسب تصميم الفرن وحالته. وقد تصل درجات الحرارة التي يتعامل معها الفرن إلى 2000 إلى 2300 درجة مئوية (3630 إلى 4170 درجة فهرنهايت) . كما يُمكن حقن الزيت والقطران والغاز الطبيعي والفحم المسحوق والأكسجين في الفرن عند مستوى الفوهات ليتحد مع فحم الكوك ، مما يُطلق طاقة إضافية ويزيد من نسبة الغازات المختزلة الموجودة ، وهو أمر ضروري لزيادة الإنتاجية. [ 86 ]    

تُنظف غازات العادم المنبعثة من أفران الصهر عادةً في جامع الغبار ، مثل الفاصل بالقصور الذاتي ، أو مرشح الأكياس ، أو المرسب الكهروستاتيكي . ولكل نوع من جامعات الغبار مزايا وعيوب؛ فبعضها يجمع الجزيئات الدقيقة، وبعضها يجمع الجزيئات الخشنة، وبعضها الآخر يجمع الجزيئات المشحونة كهربائيًا. ويعتمد التنظيف الفعال للعادم على مراحل معالجة متعددة. [ 94 ] وعادةً ما تُجمع الحرارة المهدرة من غازات العادم، على سبيل المثال باستخدام موقد كوبر ، وهو نوع من أنواع المبادلات الحرارية .

الأثر البيئي

منظر جانبي للمخطط

يُعدّ استخدام الوقود الأحفوري (فحم الكوك، الغاز الطبيعي) في أفران الصهر مصدرًا لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، ويُعتبر فرن الصهر المرحلة الأكثر كثافةً في انبعاثات عملية صناعة الصلب. [ 95 ] [ 96 ] فمقابل كل طن من الصلب المُنتَج في مصنع صلب متكامل، يُنتَج ما بين 1.6 و2.2 طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، يُعزى 70% منها إلى تشغيل فرن الصهر. [ 96 ] ويستخدم مُصنّعو الصلب [ 100 ] أنواعًا من الوقود والمواد المُختزلة، مثل النفايات البلاستيكية ، [ 97 ] والكتلة الحيوية ، [ 98 ] والهيدروجين ، [ 99 ] كبدائل مُحتملة للوقود الأحفوري، على الرغم من أن التكلفة والتوافر لا يزالان يُمثّلان تحديًا، كما أن استخدام هذه البدائل محدود.

تُعدّ أفران القوس الكهربائي (EAF) مسارًا بديلًا لإنتاج الصلب، إذ تتجنب استخدام أفران الصهر، إلا أنه اعتمادًا على خصائص منتج الصلب المطلوب، لا يمكن استبدال نوعي الفرنين دائمًا. علاوة على ذلك، تستخدم أفران القوس الكهربائي خردة الصلب كمادة خام، لكن تشير التقديرات إلى عدم كفاية الخردة المتاحة لتلبية الطلب المستقبلي على الصلب. [ 101 ] يوفر استخدام غاز الهيدروجين كعامل اختزال لإنتاج الحديد المختزل المباشر (H2-DRI) من خام الحديد، والذي يُستخدم بعد ذلك كمادة خام في أفران القوس الكهربائي، بديلًا مجديًا تقنيًا ومنخفض الانبعاثات لأفران الصهر. [ 99 ] لا يزال مسار إنتاج الحديد المختزل المباشر باستخدام الهيدروجين في أفران القوس الكهربائي في مراحله الأولى، حيث يوجد مصنع واحد فقط قيد التشغيل. [ 102 ]

كان برنامج ULCOS ( صناعة الصلب منخفضة الانبعاثات الكربونية للغاية ) [ 103 ] برنامجًا أوروبيًا يستكشف عمليات لتقليل انبعاثات أفران الصهر بنسبة 50% على الأقل. وتشمل التقنيات التي تم تحديدها احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) ومصادر الطاقة البديلة وعوامل الاختزال مثل الهيدروجين والكهرباء والكتلة الحيوية. [ 104 ]

رسم تخطيطي لجامع غبار الفرن العالي

احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS)

بالنسبة لأفران الصهر القائمة، يُعدّ احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS) حلاً محتملاً للحدّ من الانبعاثات. ويتضمن ذلك احتجاز ثاني أكسيد الكربون من غازات نفايات الفرن قبل إطلاقها، ثم نقله إما للتخزين الدائم تحت الأرض (CCS) أو استخدامه لإنتاج منتجات أخرى (CCU). [ 105 ] وحتى أوائل عام 2025، لم يكن هناك أي مرفق تجاري لاحتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه يعمل بكامل طاقته في مصنع رئيسي لصناعة الصلب. ومع ذلك، يجري العمل على العديد من المشاريع التجريبية والتوضيحية واسعة النطاق. [ 106 ] ولا تزال التكاليف المرتفعة، التي تُقدّر بما بين 50 و100 دولار أمريكي للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون من المصادر الصناعية، ونقص البنية التحتية للنقل والتخزين، تشكل عوائق كبيرة أمام الانتشار الواسع لهذه التقنية. [ 107 ]

أفران صهر تاريخية محفوظة

تاريخياً، كان الإجراء المعتاد هو هدم أفران الصهر الخارجة عن الخدمة واستبدالها إما بفرن أحدث وأكثر تطوراً، أو هدم الموقع بأكمله ومعالجته لإعادة استخدامه لاحقاً. في العقود الأخيرة، أدركت عدة دول القيمة التاريخية لأفران الصهر وحولتها إلى متاحف. ومن الأمثلة على ذلك جمهورية التشيك ، وفرنسا، وألمانيا، واليابان، ولوكسمبورغ ، وبولندا ، ورومانيا ، والمكسيك ، وروسيا ، وإسبانيا ، والمملكة المتحدة ، والولايات المتحدة .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "فرن الصهر | التعريف، درجة الحرارة، الرسوم البيانية، والحقائق | بريتانيكا" . www.britannica.com . ١١ أكتوبر ٢٠٢٤. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٨ نوفمبر ٢٠٢٤ .
  2. ↑ شمولت، برايان (2016). "تطور آلات نفخ أفران هوبويل". مجلة الجمعية لعلم الآثار الصناعية . 42 (2): 5-22 .
  3. ↑ سبيرين، ن. أ.؛ ياروشينكو، يو. ج.؛ لافروف، ف. ف. (سبتمبر 2016). "تطوير دوائر نقل الحرارة في الفرن العالي" . سلسلة مؤتمرات IOP: علوم وهندسة المواد . 150 (1) 012022. Bibcode : 2016MS & E..150a2022S . doi : 10.1088/1757-899X/150/1/012022 .
  4. ↑ PJ Wand, "صهر النحاس في شركة التكرير والصهر الإلكتروليتي الأسترالية المحدودة، بورت كيمبلا، نيو ساوث ويلز"، في: ممارسات التعدين والمعادن في أستراليا: المجلد التذكاري للسير موريس ماوبي ، تحرير جيه تي وودكوك (المعهد الأسترالي للتعدين والمعادن: ملبورن، 1980) 335-340.
  5. ↑ آر جيه سنكلير، علم المعادن الاستخلاصي للرصاص (المعهد الأسترالي للتعدين والمعادن: ملبورن، 2009)، 9-12.
  6. ↑ بولر، مايكل (يناير 2019). "تنظيف مخلفات صناعة الصلب أمر أساسي لمواجهة تغير المناخ" . فايننشال تايمز . مؤرشف من الأصل في 10 ديسمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 7 يوليو 2021 .
  7. 1 2 سكرابيك، كوينتين ر. (24 يناير 2015). العصر المعدني: ازدهار الاختراع والعلوم الصناعية في العصر الفيكتوري . جيفرسون، كارولاينا الشمالية: ماكفارلاند وشركاه. ص 53. ISBN  978-1-4766-1113-6.
  8. ^ أوترز، فرانز؛ أوتو، مانفريد. ميلر، هاينريش. لونغن، هانز بودو؛ كولترمان، مانفريد. بور، أندرياس. ياغي، جون إيشيرو؛ فورمانك، لوثار؛ روز، فريتز. فليكنشايلد، يورغن؛ هوك، رولف. ستيفن، رولف. سكروتش، راينر. ماير شوينينج، جيرنوت؛ بوناجل، هاينز لوثار؛ هوف، هانز جورج (2006). "حديد". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a14_461.pub2 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  9. 1 2 "فرن الصهر" . المساعدة العلمية. مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2007. تم الاسترجاع في 30 ديسمبر 2007 .
  10. 1 2 3 4 5 6 راينر-كانهام وأوفرتون (2006)، الكيمياء اللاعضوية الوصفية، الطبعة الرابعة ، نيويورك: دبليو إتش فريمان وشركاه، الصفحات 534-535 ، ISBN  978-0-7167-7695-6
  11. ↑ جانجولي 2011 .
  12. ↑ فلاورز، بول؛ روبنسون، ويليام ر.؛ لانغلي، ريتشارد؛ ثيوبولد، كلاوس (2015). "وجود وتحضير وخواص الفلزات الانتقالية ومركباتها" . الكيمياء . أوبن ستاكس . ISBN 978-1-938168-39-0.
  13. ↑ tec-science (21 يونيو 2018). "من الحديد الزهر إلى الفولاذ الخام" . tec-science . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 نوفمبر 2019 .
  14. ↑ بيتر ج. غولاس (1999). العلم والحضارة في الصين: المجلد 5، الكيمياء والتكنولوجيا الكيميائية، الجزء 13، التعدين . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 152. ISBN  978-0-521-58000-7... أقدم فرن صهر تم اكتشافه في الصين ويعود تاريخه إلى حوالي القرن الأول الميلادي
  15. ↑ سيمكو، تشارلز ر. "عصر الصلب: الجزء الثاني". المواد والعمليات المتقدمة 172.4 (2014): 32-33. قاعدة بيانات Academic Search Premier.
  16. ↑ "أقدم استخدام للحديد في الصين" بقلم دونالد ب. واغنر في المعادن في العصور القديمة ، بقلم سوزان إم إم يونغ، أ. مارك بولارد، بول بود وروبرت أ. إيكسر (سلسلة بار الدولية، 792)، أكسفورد: أركيوبريس ، 1999، ص 1-9.
  17. ↑ فاغنر 2008 ، ص 230.
  18. 1 2 روبين، هان؛ جيانلي، تشين. "صب الحديد في الصين القديمة" (ملف PDF) . جامعة بكين . تاريخ الاسترجاع: 22 مايو 2025 .
  19. ↑ إيبري، والثال وباليه 2005 ، ص 30.
  20. ↑ الحديد المبكر في الصين وكوريا واليابان. مؤرشف في 5 فبراير 2007 في Wayback Machine ، دونالد ب. واغنر، مارس 1993
  21. ↑ فاغنر 2008 ، ص. 6.
  22. ↑ نيدهام، جوزيف (1986)، العلم والحضارة في الصين، المجلد 4: الفيزياء والتكنولوجيا الفيزيائية، الجزء 2، الهندسة الميكانيكية ، تايبيه: مطبعة جامعة كامبريدج، ص 370، ISBN  0-521-05803-1
  23. ↑ هونغ-سين يان، ماركو سيكاريلي (2009). الندوة الدولية حول تاريخ الآلات والآليات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. الصفحات 235-249 . ISBN  978-1-4020-9484-2.
  24. ↑ نيدهام 1986 ، ص 118-119 . 
  25. ↑ مجيء عصر الصلب . أرشيف بريل. 1961. ص 54. GGKEY:DN6SZTCNQ3G. 
  26. ↑ دونالد ب. واغنر، "أفران الصهر الصينية من القرن العاشر إلى القرن الرابع عشر" علم المعادن التاريخي 37(1) (2003)، 25-37؛ نُشرت أصلاً في العلوم والتكنولوجيا والطب في غرب آسيا 18 (2001)، 41-74.
  27. ↑ إيبري، والثال وباليه 2005 ، ص 148.
  28. ↑ فاغنر 2008 ، ص 169.
  29. ↑ فاغنر 2008 ، ص. 1.
  30. ↑ ليانغ 2006 .
  31. ↑ همفريز، جين؛ تشارلتون، مايكل ف.؛ كين، جيك؛ ساودر، لي؛ الشيشاني، فريد (2018). "صهر الحديد في السودان: علم الآثار التجريبي في مدينة مروي الملكية" . مجلة علم الآثار الميداني . 43 (5): 399. doi : 10.1080/00934690.2018.1479085 . ISSN 0093-4690 . 
  32. ↑ حكيم، أ.أ.؛ هربك، إ.؛ فيركوتر، ج. (1981). "حضارة نبتة ومروي" . في: مختار، ج. (محرر). الحضارات القديمة في أفريقيا . التاريخ العام لأفريقيا. المجلد الثاني. باريس/لندن/بيركلي، كاليفورنيا: اليونسكو/هاينمان/مطبعة جامعة كاليفورنيا. الصفحات 298-325 ، وخاصة 312 وما بعدها. ISBN   0435948059– عبر اليونسكو .
  33. ↑ ستراسبرغر، يوليوس هـ. (1969). الفرن العالي - النظرية والتطبيق . دار نشر غوردون وبريتش للعلوم. ص 4. ISBN  978-0-677-10420-1.
  34. ↑ دوغلاس آلان فيشر، مقتطف من ملحمة الصلب مؤرشف في 25 فبراير 2007 في آلة Wayback ، متحف ديفيس تاون وهاربر آند رو، نيويورك 1963.
  35. ^ جوكينهوفيل، ألبريشت وآخرون. (1997) “التحقيقات الأثرية حول بداية تكنولوجيا الأفران العالية في أوروبا الوسطى” أرشفة 24 فبراير 2013 في آلة Wayback. Abteilung für Ur- und Frühgeschichtliche Archäologie, Westfälische Wilhelms-Universität Münster; نُشر الملخص في: جوكينهوفيل، أ. (1997) "دراسات أثرية حول بداية تقنية أفران الصهر في أوروبا الوسطى"، الصفحات 56-58 . في: كرو، بيتر وكرو، سوزان (محرران) (1997) صناعة الحديد المبكرة في أوروبا: علم الآثار والتجربة: ملخصات المؤتمر الدولي في بلاص تان واي بولش، 19-25 سبتمبر 1997 (أوراق بلاص تان واي بولش العرضية رقم 3). مركز دراسات منتزه سنودونيا الوطني، جوينيد، ويلز، OCLC 470699473 ؛ مؤرشف هنا. بواسطة WebCite في 11 مارس 2012
  36. ↑ أ. ويترهولم، "دراسات الفرن العالي في نورا بيرغسلاغ" (Örebro universitet 1999، Järn och Samhälle) ISBN 91-7668-204-8
  37. ↑ N. Bjökenstam, 'The Blast Furnace in Europe during the Middle Ages: part of a new system for production wrought iron' in G. Magnusson, The Importance of Ironmaking: Technological Innovation and Social Change I (Jernkontoret, Stockholm 1995), 143–153 and other papers in the same volume.
  38. ↑ فاغنر 2008، 349-351.
  39. ↑ فاغنر 2008، 354.
  40. ↑ ماركويتز، داريل (25 مارس 2006). "مغامرات في الإنتاج المبكر للحديد - نظرة عامة على مصاهر الحديد التجريبية، 2001-2005" . www.warehamforge.ca . مؤرشف من الأصل في 22 سبتمبر 2015.
  41. ↑ فاغنر 2008، 355.
  42. ↑ أوتي، بي جي (يناير 1989). "الفرن العالي في عصر النهضة: هل هو فرن عالي أم مسبك ؟". معاملات جمعية نيوكومن . 61 (1): 65-78 . doi : 10.1179/tns.1989.005 .
  43. ↑ وودز 2005 ، ص 34.
  44. ↑ جيمبل 1976 ، ص 67.
  45. ↑ وودز 2005 ، ص 35.
  46. ↑ وودز 2005 ، ص 36.
  47. 1 2 وودز 2005 ، ص. 37.
  48. ↑ آر دبليو فيرنون، جي ماكدونيل، وإيه شميدت (1998). "تقييم جيوفيزيائي وتحليلي متكامل لصناعة الحديد المبكرة: ثلاث دراسات حالة". علم المعادن التاريخي . 32 (2): 72-75 ، 79.
  49. ↑ ديفيد ديربيشاير، "هنري "قضى على الثورة الصناعية" مؤرشف في 13 يونيو 2014 في Wayback Machine ، صحيفة ديلي تلغراف (21 يونيو 2002)؛ نقلاً عن وودز.
  50. ↑ شوبرت، إتش آر ( 1957)، تاريخ صناعة الحديد والصلب البريطانية من حوالي 450 قبل الميلاد إلى 1775 ميلادي ، روتليدج وكيجان بول، ص 395-397 
  51. 1 2 3 تايلكوت، آر إف (1992). تاريخ علم المعادن، الطبعة الثانية . لندن: دار ماني للنشر، لصالح معهد المواد. ISBN 978-0-901462-88-6.
  52. ↑ ميرسون، جون (1990). عبقرية الصين: الشرق والغرب في تشكيل العالم الحديث . وودستوك ، نيويورك: دار أوفرلوك للنشر. ص 69. ISBN  0-87951-397-7كتاب مصاحب لسلسلة PBS بعنوان "العبقرية التي كانت الصين"{{cite book}}: CS1 maint: postscript ( link )
  53. ↑ أوتي، برايان؛ ويتيك، كريستوفر (2002). "سيادة كانتربري، وصناعة الحديد في بوكستيد، والأصول القارية لصناعة المدافع في ويلد" . مجموعات ساسكس الأثرية . 140 : 71-81 . doi : 10.5284/1085896 .
  54. ↑ PW King, 'The production and consume of iron in early modern England and Wales' Economic History Review LVIII(1), 1–33; G. Hammersley, 'The coal iron industry and its fuel 1540–1750' Economic History Review Ser. II, XXVI (1973), pp. 593–613.
  55. ↑ ياكوفليف، ف.ب. (1957)، "تطوير إنتاج الحديد المطاوع"، عالم المعادن ، 1 (8)، نيويورك: سبرينغر: 545، doi : 10.1007/BF00732452 ، S2CID 137551466 
  56. ↑ لاندز، ديفيد س. (1969). بروميثيوس غير المقيد: التغير التكنولوجي والتطور الصناعي في أوروبا الغربية من عام 1750 إلى الوقت الحاضر . كامبريدج؛ نيويورك: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 90-93 . ISBN  0-521-09418-6.
  57. ↑ روزن، ويليام (2012). أقوى فكرة في العالم: قصة البخار والصناعة والاختراع . مطبعة جامعة شيكاغو. ص 149. ISBN  978-0-226-72634-2.
  58. ↑ تايلكوت، آر إف (1992). تاريخ علم المعادن، الطبعة الثانية . لندن: دار ماني للنشر، لصالح معهد المواد. ISBN 978-0-901462-88-6.
  59. ↑ ماكنيل، إيان (1990). موسوعة تاريخ التكنولوجيا . لندن: روتليدج. ISBN 0-415-14792-1.
  60. ↑ "فحم الكوك لصناعة الحديد في أفران الصهر" . steel.org . مؤرشف من الأصل في 8 فبراير 2017.
  61. ↑ رايستريك، آرثر (1953)، سلالة صانعي الحديد: آل داربي وكولبروكديل ، يورك: لونغمانز، غرين
  62. 1 2 هايد 1977 ، ص. 159.
  63. ↑ تريندر، باري ستيوارت؛ تريندر، باري (2000)، الثورة الصناعية في شروبشاير ، تشيتشستر: فيليمور، ISBN 1-86077-133-5
  64. ↑ بيكر، أ. ج. صناعة الفحم في الولايات المتحدة الأمريكية (ملف PDF) . ندوة دولية حول أبحاث منتجات الغابات - الإنجازات والمستقبل. بريتوريا: دائرة الغابات، وزارة الزراعة الأمريكية، ماديسون، ويسكونسن. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 22 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 22 مايو 2025 .
  65. ↑ شالينبيرغ، ريتشارد هـ. (يوليو 1975). "التطور والتكيف والبقاء: الموت البطيء لصناعة الحديد بالفحم في أمريكا" . حوليات العلوم . 32 (4): 341-358 . doi : 10.1080/00033797500200331 . ISSN 0003-3790 . 
  66. ↑ ماتشا، فيكتور. "أرسيلورميتال مونليفاد" . thebeautyofsteel.com . براغ: جمال الفولاذ . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2025 .
  67. ↑ أ. رايستريك، سلالة أصحاب الحديد (سيشنز، يورك، 1989)، 138-139.
  68. ↑ HW Dickinson و Rhys Jenkins، جيمس وات ومحرك البخار (Moorland، Ashbourne 1981 edn)، 111–112.
  69. ↑ براءة اختراع إنجليزية، رقم 553.
  70. ↑ براءة اختراع إنجليزية، رقم 713.
  71. ↑ لاندز، ديفيد س. (1969). بروميثيوس غير المقيد: التغير التكنولوجي والتطور الصناعي في أوروبا الغربية من عام 1750 إلى الوقت الحاضر . كامبريدج؛ نيويورك: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 92. ISBN  0-521-09418-6.
  72. ↑ آيرز، روبرت (1989). "التحولات التكنولوجية والموجات الطويلة" (ملف PDF) . ص 21. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 1 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 17 أكتوبر 2013 . يوضح الشكل 7 سلسلة زمنية لنسبة الكربون إلى الحديد.
  73. ↑ Birch2005 ، ص 181–189.
  74. ↑ "فرن صهر شركة بوسكو غوانغيانغ يبرز كأكبر فرن صهر في العالم" ، صحيفة دونغ-آ إلبو ، 10 يونيو 2013
  75. ↑ «قد يُثقل قطاع الصلب بأصول عالقة تصل قيمتها إلى 70 مليار دولار - تقرير» . رويترز . 29 يونيو 2021. تاريخ الاطلاع: 10 يوليو 2021 .
  76. 1 2 3 "مسارات نحو إزالة الكربون - الحلقة الثانية: تكنولوجيا صناعة الصلب" . مؤرشف من الأصل في 5 نوفمبر 2020.
  77. ↑ كيسلينغ، ساندرا؛ دارابخاني، حميد رضا جوهري؛ سليمان، عبد الحميد (24 نوفمبر 2022). "دورة الصلب الحيوي: 7 خطوات نحو إنتاج الصلب بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصافية الصفرية" . مجلة Energies . 15 (23): 8880. doi : 10.3390/en15238880 .
  78. ^ تشانغ، وي؛ داي، جينغ؛ لي، تشنغزي. يو، شياو بينغ؛ شيويه، زينغليانغ؛ ساكسين ، هنريك (يناير 2021). "مراجعة لاستكشافات عملية فرن الأكسجين العالي" . الدولية لأبحاث الصلب . 92 (1). دوى : 10.1002/srin.202000326 . S2CID 224952826 . 
  79. ↑ يو، جي يونغ؛ شو، رونشنغ؛ تشانغ، جيان ليانغ؛ تشنغ، أنيانغ (15 أغسطس 2023). "مراجعة لتقنيات الحد من ملوثات الهواء في صناعة الحديد والصلب الصينية الحالية" . مجلة الإنتاج الأنظف . 414 137659. Bibcode : 2023JCPro.41437659Y . doi : 10.1016/j.jclepro.2023.137659 . ISSN 0959-6526 . 
  80. 1 2 3 4 5 آر جيه سنكلير، علم المعادن الاستخلاصي للرصاص (المعهد الأسترالي للتعدين والمعادن: ملبورن، 2009)، 77.
  81. 1 2 آر جيه سنكلير، علم المعادن الاستخلاصي للرصاص (المعهد الأسترالي للتعدين والمعادن: ملبورن، 2009)، 75.
  82. ↑ آر جيه سنكلير، علم المعادن الاستخلاصي للرصاص (المعهد الأسترالي للتعدين والمعادن: ملبورن، 2009)، 76.
  83. 1 2 3 4 آر جيه سنكلير، علم المعادن الاستخلاصي للرصاص (المعهد الأسترالي للتعدين والمعادن: ملبورن، 2009)، 89.
  84. ↑ آر جيه سنكلير، علم المعادن الاستخلاصي للرصاص (المعهد الأسترالي للتعدين والمعادن: ملبورن، 2009)، 90.
  85. ↑ "ما هو الصوف الصخري؟" . rockwool.co.uk . مؤرشف من الأصل في 10 فبراير 2010.
  86. 1 2 3 4 المعهد الأمريكي للحديد والصلب (2005). كيف يعمل الفرن العالي . steel.org.
  87. 1 2 ماكنيل، إيان (2002). موسوعة تاريخ التكنولوجيا . تايلور وفرانسيس. ص 163. ISBN  978-0-203-19211-5.
  88. ↑ ستراسبرغر، يوليوس هـ. (1969). الفرن العالي - النظرية والتطبيق . دار نشر غوردون وبريتش للعلوم. ص 564. ISBN  978-0-677-10420-1.
  89. ↑ ويتفيلد، بيتر، تصميم وتشغيل نظام شحن علوي للمحور (ملف PDF) ، مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 5 مارس 2009 ، تم استرجاعه في 22 يونيو 2008
  90. ↑ ثراش، بول و. (1968). قاموس مصطلحات التعدين والمعادن وما يتصل بها . واشنطن العاصمة: مكتب المناجم، وزارة الداخلية الأمريكية. ص 127. OCLC 3629 .  
  91. ↑ ريس 1923 ، ص 29.
  92. ↑ ريس 1923 ، ص 30.
  93. ↑ كافاليير 2016 ، ص 157.
  94. ↑ «مقارنة التقنيات المستخدمة في مصنع سكونثورب المتكامل للصلب مع تلك المستخدمة في أفضل التقنيات المتاحة: استنتاجات إنتاج الحديد والصلب المنشورة في الجريدة الرسمية للاتحاد الأوروبي» (ملف PDF) . حكومة المملكة المتحدة. 8 مارس 2012. تاريخ الاطلاع: 19 يناير 2021 .
  95. ^ ليانغ وانغ. وانغ، قوانغوي. شو، رونشنغ؛ نينغ، شياو جون. تشانغ، جيان ليانغ؛ قوه، شينغمين؛ جيانغ، تشونهي؛ وانغ تشوان (أغسطس 2023). “تقييم دورة الحياة لعمليات صناعة الحديد في الفرن العالي: مقارنة بين الوقود الأحفوري وتطبيقات هيدروشار الكتلة الحيوية”. وقود . 345 128138. بيب كود : 2023 فيول..34528138 L . دوى : 10.1016/j.fuel.2023.128138 .
  96. ١ ٢ IEA-GHG، ٢٠٠٠. انبعاثات غازات الدفيئة من المصادر الصناعية الرئيسية - إنتاج الحديد والصلب. التقرير رقم PH3/30. تشيلتنهام، المملكة المتحدة، برنامج البحث والتطوير لغازات الدفيئة التابع لوكالة الطاقة الدولية. https://ieaghg.org/docs/General_Docs/Reports/PH3-30%20iron-steel.pdf تاريخ الوصول: ٣٠ يوليو ٢٠٢١.
  97. ↑ كنيبر، م.؛ بابيتش، أ.؛ سينك، د.؛ بورغلر، توماس؛ فيلماير، كريستوف؛ كيبرغر، ن. (22 أكتوبر 2012). "حقن النفايات البلاستيكية: حركية التفاعل وتأثيرها على عملية الفرن العالي" . ريسيرش جيت . تم الاطلاع عليه في 31 يوليو 2024 .
  98. ^ وانغ تشوان. ميلين، بيليه؛ لوفغرين، جوناس؛ نيلسون، ليف. يانغ، ويهونغ؛ سلمان، حسن؛ هولتغرين، أندرس. لارسون ، ميكائيل (سبتمبر 2015). "الكتلة الحيوية كحقنة للأفران العالية - مع الأخذ في الاعتبار التوفر والمعالجة المسبقة والنشر في صناعة الصلب السويدية" . تحويل الطاقة وإدارتها . 102 : 217– 226. بيب كود : 2015ECM...102..217W . دوى : 10.1016/j.enconman.2015.04.013 .
  99. 1 2 بي، مارتن؛ بيتاجانييمي، ماركوس؛ ريجنيل، أندرياس؛ ويك، أولي (18 يوليو 2020). "نحو مستقبل خالٍ من الوقود الأحفوري مع HYBRIT: تطوير تكنولوجيا صناعة الحديد والصلب في السويد وفنلندا" . المعادن . 10 (7): 972. doi : 10.3390/met10070972 .
  100. ↑ دي راس، كيفن؛ فان دي فيجفر، روبن؛ جالفيتا، فلاديمير ف؛ مارين، جاي ب؛ فان جيم، كيفن م (ديسمبر 2019). "احتجاز الكربون واستخدامه في صناعة الصلب: تحديات وفرص الهندسة الكيميائية". الرأي الحالي في الهندسة الكيميائية . 26 : 81-87 . Bibcode : 2019COCE...26...81D . doi : 10.1016/j.coche.2019.09.001 . hdl : 1854/LU-8635595 .
  101. ↑ وكالة الطاقة الدولية (2020). "خارطة طريق تكنولوجيا الحديد والصلب" . وكالة الطاقة الدولية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أغسطس 2024 .
  102. ↑ "هايبريت" . هايبريت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أغسطس 2024 .
  103. ↑ http://www.ulcos.org مؤرشف بتاريخ 21 نوفمبر 2008 في أرشيف الإنترنت
  104. ^ ICIT-Revue de Métallurgie، إصدارات سبتمبر وأكتوبر، 2009
  105. ↑ نالاباني، ساسيدهار. "تحديث أفران الصهر لإنتاج الفولاذ الأخضر واليوريا الخضراء" (ملف PDF) . المجلة الهندية لهندسة البيئة . 5 : 19-25 . doi : 10.54105/ijee.B1871.05021125 . ISSN 2582-9289 . تاريخ الاطلاع: 21 نوفمبر 2025 . 
  106. ↑ "الوضع العالمي لاحتجاز الكربون وتخزينه 2024" . تقرير تنفيذي صادر عن المعهد العالمي لاحتجاز الكربون وتخزينه . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يوليو 2025 .
  107. ↑ "نظام استخلاص الطاقة من الهواء مباشرة" . وكالة الطاقة الدولية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يوليو 2025 .

فهرس

  • بيرش، آلان (2005). التاريخ الاقتصادي لصناعة الحديد والصلب البريطانية، 1784-1879 . روتليدج. ISBN 0-415-38248-3.
  • كافاليير، باسكوالي (2016). عمليات صناعة الحديد والصلب: انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، والتحكم فيها، والحد منها . تشام: سبرينغر إنترناشونال. ISBN 978-3-319-39529-6.
  • إيبري، باتريشيا باكلي؛ والثال، آن؛ باليه، جيمس ب. (2005). شرق آسيا: تاريخ ثقافي واجتماعي وسياسي . بوسطن: هوتون ميفلين. ISBN 0-618-13384-4.
  • جانجولي، أنانيا (2011). أساسيات الكيمياء غير العضوية . دلهي: بيرسون للتعليم . ص 13-16 . ISBN  978-81-317-6649-1.
  • جيمبل، جان (1976). الآلة في العصور الوسطى: الثورة الصناعية في العصور الوسطى . نيويورك: هولت، راينهارت ووينستون. ISBN 0-03-014636-4.
  • هايد، تشارلز ك. (1977). التغير التكنولوجي وصناعة الحديد البريطانية، 1700-1870 . برينستون: مطبعة جامعة برينستون. ISBN 0-691-05246-8.
  • ليانغ، جيمينغ (2006). حرب الحصار الصينية: المدفعية الميكانيكية وأسلحة الحصار القديمة . سنغافورة، جمهورية سنغافورة: ليونغ كيت مينغ. ISBN 981-05-5380-3.
  • ريس، أ.ك. (11 يناير 1923). "الممارسات الحديثة لأفران الصهر" . مجلة الإنتاج الهندسي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أبريل 2025 .
  • فاغنر، دونالد ب. (2008). العلم والحضارة في الصين، المجلدات 5-11: علم المعادن الحديدية . مطبعة جامعة كامبريدج.
  • وودز، توماس (2005). كيف بنت الكنيسة الكاثوليكية الحضارة الغربية . واشنطن العاصمة: دار نشر ريجنري. رقم ISBN 0-89526-038-7.