علم المعادن الحديدية

الموسوعة الحرة
صهر المعادن في مصانع الصهر خلال العصور الوسطى

علم المعادن الحديدية هو علم تعدين الحديد وسبائكه . أقدم القطع الأثرية الحديدية الباقية من عصور ما قبل التاريخ، والتي تعود إلى الألفية الرابعة قبل الميلاد في مصر ، [ 1 ] صُنعت من حديد - نيكل نيزكي . [ 2 ] لا يُعرف متى أو أين بدأ صهر الحديد من خاماته ، ولكن بحلول نهاية الألفية الثانية قبل الميلاد، كان الحديد يُنتج من خاماته في المنطقة الممتدة من اليونان إلى الهند، [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] عُرف استخدام الحديد المطاوع (الحديد المشغول) بحلول الألفية الأولى قبل الميلاد، وانتشاره هو ما ميّز العصر الحديدي . خلال العصور الوسطى ، وجد الحدادون في أوروبا طريقة لإنتاج الحديد المطاوع من الحديد الزهر ، المعروف في هذا السياق باسم الحديد الخام ، باستخدام أفران الصقل . تطلبت جميع هذه العمليات الفحم كوقود .

بحلول القرن الرابع قبل الميلاد، بدأت جنوب الهند بتصدير فولاذ ووتز ، الذي تتراوح نسبة الكربون فيه بين الحديد الزهر والحديد المطاوع، إلى الصين القديمة وأفريقيا والشرق الأوسط وأوروبا. وتظهر أدلة أثرية على وجود الحديد الزهر في الصين في القرن الخامس قبل الميلاد. [ 9 ] وفي القرن السابع عشر، طُورت طرق جديدة لإنتاجه عن طريق كربنة قضبان الحديد في عملية التصليد . وخلال الثورة الصناعية ، ظهرت طرق جديدة لإنتاج قضبان الحديد ، وذلك باستبدال الفحم النباتي بفحم الكوك ، وطُبقت هذه الطرق لاحقًا لإنتاج الفولاذ ، مما بشّر بعصر جديد من الاستخدام المتزايد للحديد والفولاذ، والذي وصفه بعض المعاصرين بأنه "عصر حديدي" جديد. [ 10 ]

في أواخر خمسينيات القرن التاسع عشر، ابتكر هنري بسمر عملية جديدة لصناعة الصلب، تعتمد على نفخ الهواء عبر الحديد الزهر المنصهر لحرق الكربون، وبالتالي إنتاج الصلب الطري. وقد حلت هذه العملية، إلى جانب عمليات أخرى لصناعة الصلب في القرن التاسع عشر وما بعده، محل الحديد المطاوع . واليوم، لم يعد الحديد المطاوع يُنتج على نطاق تجاري، إذ حل محله الصلب الطري أو منخفض الكربون، الذي يُعدّ مكافئًا له وظيفيًا. [ 11 ] : 145

حديد نيزكي

نيزك ويلاميت ، سادس أكبر نيزك في العالم، هو نيزك من الحديد والنيكل .
تتكون النيازك الحديدية في الغالب من سبائك الحديد والنيكل. يُعرف المعدن المستخرج من هذه النيازك بالحديد النيزكي، وكان أحد أقدم مصادر الحديد القابل للاستخدام المتاحة للبشر.

استُخلص الحديد من سبائك الحديد والنيكل ، التي تُشكّل حوالي 6% من جميع النيازك التي تسقط على الأرض . ويمكن تحديد هذا المصدر بدقة في كثير من الأحيان بفضل الخصائص البلورية الفريدة ( أنماط ويدمانشتاتن ) لهذه المادة، والتي تبقى محفوظة عند تشكيل المعدن على البارد أو في درجات حرارة منخفضة. وتشمل هذه القطع الأثرية، على سبيل المثال، رؤوس الرماح والحلي من مصر القديمة وسومر حوالي عام 4000 قبل الميلاد. [ 12 ]

يبدو أن هذه الاستخدامات المبكرة كانت في الغالب احتفالية أو تزيينية. يُعدّ الحديد النيزكي نادرًا جدًا، وكان المعدن على الأرجح باهظ الثمن، وربما أغلى من الذهب . من المعروف أن الحيثيين الأوائل كانوا يقايضون الحديد (النيزكي أو المصهور) بالفضة ، بمعدل 40 ضعف وزن الحديد، مع آشور في القرون الأولى من الألفية الثانية قبل الميلاد . [ 13 ]

استُخدم الحديد النيزكي أيضًا في صناعة الأدوات في القطب الشمالي، حيث بدأ شعب ثول في غرينلاند بصنع الحراب والسكاكين والرماح وغيرها من الأدوات الحادة من قطع نيزك كيب يورك . كانت تُطرق قطع معدنية بحجم حبة البازلاء على البارد لتشكيل أقراص، ثم تُثبّت على مقابض عظمية. [ 2 ] استُخدمت هذه القطع الأثرية أيضًا كسلع تجارية مع شعوب أخرى في القطب الشمالي: فقد عُثر على أدوات مصنوعة من نيزك كيب يورك في مواقع أثرية تبعد أكثر من 1600 كيلومتر . عندما شحن المستكشف القطبي الأمريكي روبرت بيري أكبر قطعة من النيزك إلى المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في مدينة نيويورك عام 1897، كان وزنها لا يزال يزيد عن 33 طنًا . ومن الأمثلة الأخرى على الاستخدام المتأخر للحديد النيزكي فأس يعود تاريخه إلى حوالي عام 1000 ميلادي، عُثر عليه في السويد . [ 2 ]  

الحديد الأصلي

يوجد الحديد الأصلي في حالته المعدنية نادراً على شكل شوائب صغيرة في بعض صخور البازلت . وإلى جانب الحديد النيزكي، استخدم شعب ثول في غرينلاند الحديد الأصلي من منطقة ديسكو . [ 2 ]

صهر الحديد والعصر الحديدي

يُعدّ صهر الحديد - أي استخلاص المعدن القابل للاستخدام من خامات الحديد المؤكسدة - أكثر صعوبة من صهر القصدير والنحاس . فبينما يمكن تشكيل هذه المعادن وسبائكها على البارد أو صهرها في أفران بسيطة نسبيًا (مثل أفران صناعة الفخار ) ثم صبّها في قوالب، يتطلب الحديد المصهور تشكيله على الساخن ولا يمكن صهره إلا في أفران مصممة خصيصًا لهذا الغرض. يُعدّ الحديد شوائب شائعة في خامات النحاس، وقد استُخدم خام الحديد أحيانًا كمادة صهر ، لذا فليس من المستغرب أن يتقن الإنسان تقنية صهر الحديد بعد آلاف السنين من صناعة البرونز . [ 12 ]

لا يُعرف مكان وزمان اكتشاف صهر الحديد، ويعود ذلك جزئيًا إلى صعوبة التمييز بين المعدن المستخرج من خامات النيكل والحديد النيزكي المُشكّل على الساخن. [ 2 ] تشير الأدلة الأثرية إلى منطقة الشرق الأوسط، خلال العصر البرونزي في الألفية الثالثة قبل الميلاد. مع ذلك، ظلت المصنوعات الحديدية المشغولة نادرة حتى القرن الثاني عشر قبل الميلاد.

يُعرَّف العصر الحديدي تقليديًا بالانتشار الواسع لاستبدال الأسلحة والأدوات البرونزية بأخرى مصنوعة من الحديد والصلب. [ 14 ] حدث هذا التحول في أوقات وأماكن مختلفة، مع انتشار التكنولوجيا. دخلت بلاد ما بين النهرين العصر الحديدي بالكامل بحلول عام 900 قبل الميلاد. على الرغم من أن مصر أنتجت مصنوعات حديدية، إلا أن البرونز ظل مهيمنًا حتى غزوها من قبل الآشوريين عام 663 قبل الميلاد. بدأ العصر الحديدي في الهند حوالي عام 1200 قبل الميلاد، وفي أوروبا الوسطى حوالي عام 800 قبل الميلاد، وفي الصين حوالي عام 300 قبل الميلاد. [ 15 ] [ 16 ] حوالي عام 500 قبل الميلاد، أصبح النوبيون ، الذين تعلموا من الآشوريين استخدام الحديد وطُردوا من مصر، من كبار مصنعي ومصدري الحديد. [ 17 ] قد يعود تطور صناعة الحديد الخام مقابل الحديد الزهر عبر المناطق إلى تأثير التطبيقات المطلوبة للحديد ضمن البيئات الاجتماعية والسياسية المختلفة. [ 18 ]

في بريطانيا ما قبل الرومان، كان صهر الحديد راسخًا خلال العصر الحديدي الأوسط في يوركشاير، وقد يكون مرتبطًا بحضارة أراس . يشير الطابع الجماعي واسع النطاق لعملية الصهر في ثورنتون إلى أنها دعمت الطلب الكبير على الأدوات الحديدية واللوازم الجنائزية التي كانت تحتاجها هذه المجتمعات. [ 19 ]

الشرق الأدنى القديم

مناطق التعدين في الشرق الأوسط القديم . ألوان المربعات: الزرنيخ باللون البني، والنحاس باللون الأحمر (مناجم عربة ، وتمنة، وفينان المهمة غير موجودة على الخريطة)، والقصدير باللون الرمادي، والحديد باللون البني المحمر، والذهب باللون الأصفر، والفضة باللون الأبيض، والرصاص باللون الأسود. المنطقة الصفراء تمثل برونز الزرنيخ ، بينما المنطقة الرمادية تمثل برونز القصدير .

حوالي عام 1500 قبل الميلاد، ظهرت أعداد متزايدة من القطع الحديدية المصهورة غير النيزكية في بلاد ما بين النهرين والأناضول ومصر. [ 2 ] عُثر على تسعة عشر قطعة حديدية نيزكية في مقبرة الحاكم المصري توت عنخ آمون ، الذي توفي عام 1323 قبل الميلاد، من بينها خنجر حديدي بمقبض ذهبي، وعين حورس ، وحامل رأس المومياء، وستة عشر نموذجًا لأدوات حرفي. [ 20 ] كما عُثر في موقع أوغاريت الأثري على سيف مصري قديم يحمل اسم الفرعون مرنبتاح، بالإضافة إلى فأس قتالية بشفرة حديدية ومقبض برونزي مزخرف بالذهب . [ 21 ]

على الرغم من العثور على قطع حديدية تعود إلى العصر البرونزي في جميع أنحاء شرق البحر الأبيض المتوسط، إلا أن المشغولات البرونزية كانت سائدة بشكل كبير خلال هذه الفترة. [ 22 ] ومع انتشار هذه التقنية، حلّ الحديد محل البرونز كمعدن رئيسي يُستخدم في صناعة الأدوات والأسلحة في جميع أنحاء شرق البحر الأبيض المتوسط ​​(بلاد الشام ، وقبرص ، واليونان ، وكريت ، والأناضول، ومصر). [ 14 ]

كان الحديد يُصهر في الأصل في أفران تُسمى "أفران الصهر"، حيث تُستخدم منافيخ لدفع الهواء عبر كومة من خام الحديد والفحم المحترق . يعمل أول أكسيد الكربون الناتج عن الفحم على اختزال أكسيد الحديد من الخام إلى حديد فلزي. إلا أن حرارة الفرن لم تكن كافية لصهر الحديد، لذا كان المعدن يتجمع في قاع الفرن على شكل كتلة إسفنجية تُسمى " الكتلة" . بعد ذلك، كان العمال يضربونها ويطوونها مرارًا وتكرارًا لإخراج الخبث المنصهر . أنتجت هذه العملية الشاقة والمستهلكة للوقت الحديد المطاوع ، وهو سبيكة قابلة للطرق ولكنها لينة نسبيًا. [ 23 ]

تزامن مع الانتقال من البرونز إلى الحديد اكتشاف الكربنة ، وهي عملية إضافة الكربون إلى الحديد المطاوع. فبينما احتوت كتلة الحديد على بعض الكربون، أدى التشكيل الساخن اللاحق إلى أكسدة معظمه. اكتشف الحدادون في الشرق الأوسط أنه يمكن تحويل الحديد المطاوع إلى منتج أكثر صلابة بتسخين القطعة النهائية في طبقة من الفحم، ثم تبريدها فجأة في الماء أو الزيت. حوّلت هذه العملية الطبقات الخارجية للقطعة إلى فولاذ ، وهو سبيكة من الحديد وكربيدات الحديد ، مع لب داخلي من حديد أقل هشاشة.

نظريات حول أصل صهر الحديد

كان يُعتقد تقليديًا أن تطوير صهر الحديد يعود إلى الحيثيين في الأناضول خلال العصر البرونزي المتأخر . [ 24 ] وكان يُعتقد أنهم احتكروا صناعة الحديد، وأن إمبراطوريتهم قامت على هذه الميزة. ووفقًا لهذه النظرية، فإن شعوب البحر القديمة ، الذين غزو شرق البحر الأبيض المتوسط ​​ودمروا الإمبراطورية الحيثية في نهاية العصر البرونزي المتأخر، هم من نشروا هذه المعرفة في تلك المنطقة. إلا أن هذه النظرية لم تعد مقبولة في الأوساط الأكاديمية السائدة، [ 24 ] لعدم وجود أدلة أثرية على الاحتكار المزعوم للحيثيين. وبينما عُثر على بعض القطع الحديدية من الأناضول في العصر البرونزي، فإن عددها يُقارن بالقطع الحديدية التي عُثر عليها في مصر وأماكن أخرى من نفس الفترة، ولم يكن من بين هذه القطع سوى عدد قليل من الأسلحة. [ 22 ]

تزعم نظرية أحدث أن تطور تقنية الحديد كان مدفوعًا بتعطيل طرق تجارة النحاس والقصدير ، نتيجة انهيار الإمبراطوريات في نهاية العصر البرونزي المتأخر. [ 24 ] لم تكن هذه المعادن، وخاصة القصدير، متوفرة بكثرة ، واضطر عمال المعادن إلى نقلها لمسافات طويلة، بينما كانت خامات الحديد متوفرة بكثرة. ومع ذلك، لا توجد أدلة أثرية معروفة تشير إلى نقص في البرونز أو القصدير في العصر الحديدي المبكر. [ 25 ] ظلت القطع البرونزية وفيرة، وتحتوي هذه القطع على نفس نسبة القصدير الموجودة في تلك التي تعود إلى العصر البرونزي المتأخر.

شبه القارة الهندية

العمود الحديدي لدلهي

بدأ تاريخ صناعة المعادن الحديدية في شبه القارة الهندية في الألفية الثانية قبل الميلاد. وقد كشفت المواقع الأثرية في سهول الغانج عن أدوات حديدية يعود تاريخها إلى ما بين 1800 و1200 قبل الميلاد. [ 26 ] وبحلول أوائل القرن الثالث عشر قبل الميلاد، كانت صناعة الحديد تُمارس على نطاق واسع في الهند. [ 26 ] وفي جنوب الهند ( ميسور الحالية )، كان الحديد يُستخدم بين القرنين الثاني عشر والحادي عشر قبل الميلاد. [ 4 ] وقد تطورت تقنية صناعة الحديد في عهد موريا المستقر سياسيًا [ 27 ] وخلال فترة من المستوطنات السلمية في الألفية الأولى قبل الميلاد. [ 4 ]

عُثر على مصنوعات حديدية ، كالمسامير والسكاكين والخناجر ورؤوس السهام والأوعية والملاعق وأواني الطبخ والفؤوس والأزاميل والملاقط ومقابض الأبواب وغيرها، يعود تاريخها إلى الفترة ما بين 600 و200 قبل الميلاد، في العديد من المواقع الأثرية في الهند. [ 15 ] وقد دوّن المؤرخ اليوناني هيرودوت أول وصف غربي لاستخدام الحديد في الهند. [ 15 ] كما ورد ذكر النسيج والفخار والمعادن في النصوص الأسطورية الهندية، الأوبانيشاد . [ 28 ] وكان الرومان يُقدّرون جودة الفولاذ الهندي في عهد إمبراطورية جوبتا . [ 29 ]

خنجر وغمدها، الهند، القرن السابع عشر - الثامن عشر. النصل: فولاذ دمشقي مطعم بالذهب؛ المقبض: اليشم؛ الغمد: فولاذ مزخرف بنقوش محفورة ومذهّبة.

ربما في وقت مبكر يعود إلى 500 قبل الميلاد، وبالتأكيد بحلول عام 200 ميلادي، تم إنتاج الفولاذ عالي الجودة في جنوب الهند باستخدام تقنية البوتقة . في هذه الطريقة، كان يتم خلط الحديد المطاوع عالي النقاء والفحم والزجاج في بوتقة وتسخينها حتى ينصهر الحديد ويمتص الكربون. [ 30 ] كما استُخدمت السلاسل الحديدية في الجسور المعلقة الهندية منذ القرن الرابع الميلادي. [ 31 ]

صُنع فولاذ ووتز في الهند وسريلانكا منذ حوالي عام 300 قبل الميلاد. [ 30 ] اشتهر فولاذ ووتز منذ العصور الكلاسيكية القديمة بمتانته وقدرته على الحفاظ على حدته. ويُقال إنه عندما طلب الملك بوروس من الإسكندر اختيار هدية، اختار ثلاثين رطلاً من الفولاذ بدلاً من الذهب أو الفضة . [ 29 ] كان فولاذ ووتز في الأصل سبيكة معقدة، وكان الحديد مكونه الرئيسي إلى جانب عناصر نزرة مختلفة . وقد أشارت دراسات حديثة إلى أن خصائصه قد تكون ناجمة عن تكوين أنابيب الكربون النانوية في المعدن. [ 32 ] ووفقًا لويل ديورانت ، انتقلت هذه التقنية إلى الفرس ، ومنهم إلى العرب الذين نشروها في جميع أنحاء الشرق الأوسط. [ 29 ] وفي القرن السادس عشر، نقل الهولنديون هذه التقنية من جنوب الهند إلى أوروبا، حيث تم إنتاجها بكميات كبيرة. [ 33 ]

بدأ إنتاج الصلب في سريلانكا منذ عام 300 قبل الميلاد [ 30 ] باستخدام أفران تعمل برياح موسمية . حُفرت هذه الأفران في قمم التلال، ووُجّهت الرياح إلى فتحات التهوية عبر خنادق طويلة. أدى هذا الترتيب إلى خلق منطقة ضغط مرتفع عند المدخل، ومنطقة ضغط منخفض في أعلى الفرن. يُعتقد أن هذا التدفق سمح بدرجات حرارة أعلى مما يمكن أن تُنتجه الأفران التي تعمل بالمنفاخ، مما أدى إلى إنتاج حديد ذي جودة أفضل. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] كان الصلب المُصنّع في سريلانكا يُتداول على نطاق واسع داخل المنطقة وفي العالم الإسلامي .

من أبرز المعالم المعدنية الفريدة في العالم عمود حديدي يقع في مجمع قطب الدين في دلهي . هذا العمود مصنوع من الحديد المطاوع (98% حديد )، ويبلغ ارتفاعه سبعة أمتار تقريبًا ويزن أكثر من ستة أطنان. [ 37 ] وقد شُيّد هذا العمود على يد تشاندراغوبتا الثاني فيكراماديتيا، وصمد أمام الأمطار الغزيرة على مدى 1600 عام دون أن يتعرض إلا لتآكل طفيف نسبيًا .

الصين

تنقية خام الحديد لصنع الحديد المطاوع من الحديد الزهر. يوضح الرسم التوضيحي على اليمين رجالاً يعملون في فرن صهر ( موسوعة تيانغونغ كايوو ، 1637).

أشار العديد من الباحثين إلى أن حضارة أفاناسيفو ربما تكون مسؤولة عن إدخال علم المعادن إلى الصين . [ 38 ] [ 39 ] وعلى وجه الخصوص، يُعتقد أن التواصل بين حضارة أفاناسيفو وحضارتي ماجياياو وكيجيا كان سببًا في نقل تقنية البرونز. [ 40 ]

في عام 2008، تم اكتشاف قطعتين حديديتين في موقع موغو الأثري بمقاطعة قانسو . وقد تم تأريخهما إلى القرن الرابع عشر قبل الميلاد، أي إلى فترة حضارة سيوة . إحدى القطعتين مصنوعة من حديد خام وليس من حديد نيزكي. [ 41 ] [ 42 ]

باستثناء هذه الحالة، يعود تاريخ أقدم المصنوعات الحديدية المعروفة في الصين، والتي تم إنتاجها باستخدام أفران الصهر، إلى نهاية القرن التاسع قبل الميلاد. [ 43 ] استُخدم الحديد الزهر في الصين القديمة لأغراض الحرب والزراعة والعمارة. [ 9 ] حوالي عام 500 قبل الميلاد، وصل صانعو المعادن في ولاية وو الجنوبية إلى درجة حرارة 1130  درجة مئوية. عند هذه الدرجة، يتحد الحديد مع 4.3% من الكربون وينصهر. يمكن صب الحديد السائل في قوالب ، وهي طريقة أقل مشقة بكثير من تشكيل كل قطعة حديد على حدة من كتلة الحديد الخام.

يُعدّ الحديد الزهر هشًا وغير مناسب لصناعة أدوات الطرق. ويمكن إزالة الكربون منه وتحويله إلى فولاذ أو حديد مطاوع بتسخينه في الهواء لعدة أيام. في الصين، انتشرت طرق تشكيل الحديد هذه شمالًا، وبحلول عام 300 قبل الميلاد، أصبح الحديد المادة المفضلة في جميع أنحاء الصين لصناعة معظم الأدوات والأسلحة. [ 9 ] يحتوي قبر جماعي في مقاطعة خبي ، يعود تاريخه إلى أوائل القرن الثالث قبل الميلاد، على جثث العديد من الجنود المدفونين مع أسلحتهم ومعداتهم الأخرى. وتتنوع القطع الأثرية المستخرجة من هذا القبر بين الحديد المطاوع، والحديد الزهر، والحديد الزهر المُلين، والفولاذ المُقسّى بالتبريد السريع، مع وجود عدد قليل فقط من الأسلحة البرونزية، التي يُحتمل أنها للزينة.

رسم توضيحي لمنفاخ فرن يعمل بواسطة عجلات مائية، من كتاب نونغ شو ، للفنان وانغ تشن ، عام 1313 ميلادي، خلال عهد أسرة يوان في الصين

خلال عهد أسرة هان (202 ق.م. - 220 م)، احتكرت الحكومة صناعة الحديد، ثم ألغت هذا الاحتكار في النصف الثاني من عهدها، وعادت إلى القطاع الخاص ، وشيدت سلسلة من أفران الصهر الكبيرة في مقاطعة خنان ، كل منها قادر على إنتاج عدة أطنان من الحديد يوميًا. في ذلك الوقت، اكتشف علماء المعادن الصينيون كيفية صقل الحديد الزهر المنصهر، بتقليبه في الهواء الطلق حتى يفقد الكربون ويصبح قابلاً للطرق (التشكيل). في اللغة الصينية الحديثة ، تُسمى هذه العملية "تشاو" ، وتعني حرفيًا "التقليب والقلي ". يُعرف الحديد الزهر بـ"الحديد الخام"، بينما يُعرف الحديد المطاوع بـ"الحديد المطبوخ". بحلول القرن الأول قبل الميلاد، وجد علماء المعادن الصينيون أنه يمكن صهر الحديد المطاوع والحديد الزهر معًا لإنتاج سبيكة ذات محتوى كربوني متوسط، أي الفولاذ. [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]

تقول الأسطورة إن سيف ليو بانغ ، أول إمبراطور من سلالة هان، صُنع بهذه الطريقة. وتشير بعض نصوص تلك الحقبة إلى "مواءمة الصلابة واللين" في سياق صناعة الحديد؛ وقد تشير هذه العبارة إلى هذه العملية. وكانت مدينة وان ( نانيانغ ) القديمة، منذ عهد أسرة هان فصاعدًا، مركزًا رئيسيًا لصناعة الحديد والصلب. [ 47 ] وإلى جانب أساليبهم الأصلية في صهر الفولاذ، تبنى الصينيون أيضًا أساليب إنتاج فولاذ ووتز، وهي فكرة استُوردت من الهند إلى الصين بحلول القرن الخامس الميلادي. [ 48 ]

خلال عهد أسرة هان، كان الصينيون أول من استخدم الطاقة الهيدروليكية (أي دولاب الماء ) لتشغيل منفاخ الفرن العالي. وقد سُجّل هذا في عام 31 ميلاديًا، كابتكار من المهندس الميكانيكي والسياسي الصيني دو شي ، حاكم نانيانغ. [ 49 ] مع أن دو شي كان أول من استخدم الطاقة المائية لتشغيل المنفاخ في علم المعادن، إلا أن أول رسم توضيحي مطبوع لعملية تشغيله بالطاقة المائية ظهر عام 1313 ميلاديًا، في نص من عهد أسرة يوان يُدعى نونغ شو . [ 50 ]

في القرن الحادي عشر، توجد أدلة على إنتاج الصلب في الصين خلال عهد أسرة سونغ باستخدام تقنيتين: طريقة "برغانسكية" أنتجت صلبًا رديئًا وغير متجانس، وطريقة سابقة لعملية بسمر الحديثة التي اعتمدت على إزالة الكربون جزئيًا عبر التشكيل المتكرر تحت تيار بارد. [ 51 ] وبحلول القرن الحادي عشر، شهدت الصين إزالة واسعة للغابات نتيجةً لطلب صناعة الحديد على الفحم النباتي. [ 52 ] ولكن في ذلك الوقت، كان الصينيون قد تعلموا استخدام فحم الكوك البيتوميني كبديل للفحم النباتي، وبفضل هذا التحول في الموارد، تم إنقاذ مساحات شاسعة من الأراضي الحرجية الخصبة في الصين. [ 52 ]

أوروبا في العصر الحديدي

فأس مصنوع من الحديد، يعود تاريخه إلى العصر الحديدي السويدي

يعود تاريخ أقدم القطع الحديدية المكتشفة في أوروبا إلى الألفية الثالثة قبل الميلاد، وتُنسب إلى حضارة يامنايا وحضارة سراديب الموتى . [ 53 ] [ 54 ] وتُظهر أوروبا الشرقية، وخاصة منطقة ما وراء جبال الأورال، أعلى تركيز للقطع الحديدية التي تعود إلى العصر البرونزي المبكر والمتوسط ​​في غرب أوراسيا، [ 53 ] على الرغم من أن معظمها يُعتقد أنه يتكون من حديد نيزكي. [ 55 ] ويُعتقد أن نصل سكين من حضارة سراديب الموتى، يعود تاريخه إلى حوالي 2300 قبل الميلاد، صُنع من حديد مصهور. [ 54 ] [ 55 ] وخلال معظم العصر البرونزي المتوسط ​​والمتأخر في أوروبا الوسطى، كان الحديد موجودًا، وإن كان نادرًا. وقد استُخدم في صناعة الحلي الشخصية والسكاكين الصغيرة، وفي إصلاح البرونز، وفي صناعة القطع ثنائية المعدن. [ 56 ] تشمل الاكتشافات المبكرة للحديد المصهور من أوروبا الوسطى سكينًا أو منجلًا حديديًا من غانوفيتسه في سلوفاكيا، يُحتمل أن يعود تاريخه إلى القرنين الثامن عشر والخامس عشر قبل الميلاد، [ 57 ] [ 58 ] وخاتمًا حديديًا من فورفولده في ألمانيا يعود تاريخه إلى حوالي القرن الخامس عشر قبل الميلاد، [ 59 ] وإزميلًا حديديًا من هيغرموله في ألمانيا يعود تاريخه إلى حوالي عام 1000 قبل الميلاد. [ 60 ] [ 61 ] كما عُثر على قطع حديدية مصهورة في أوروبا الشرقية يعود تاريخها إلى ما بعد عام 1200 قبل الميلاد. [ 55 ]

في القرن الحادي عشر قبل الميلاد، حلت السيوف الحديدية محل السيوف البرونزية في جنوب أوروبا، وخاصة في اليونان، وفي القرن العاشر قبل الميلاد أصبح الحديد المعدن السائد الاستخدام. [ 62 ] في حوض الكاربات، لوحظ ازدياد ملحوظ في اللقى الحديدية التي يعود تاريخها إلى القرن العاشر قبل الميلاد وما بعده، مع وجود بعض اللقى التي يُحتمل أن يعود تاريخها إلى القرن الثاني عشر قبل الميلاد. [ 63 ] عُثر على سيوف حديدية في وسط أوروبا تعود إلى القرن العاشر قبل الميلاد؛ ومع ذلك، بدأ العصر الحديدي فعليًا مع حضارة هالشتات في عام 800 قبل الميلاد. [ 64 ] بدأ إنتاج الفولاذ منذ حوالي عام 800 قبل الميلاد كجزء من صناعة السيوف، [ 65 ] كما عُثر على سيوف مصنوعة بالكامل من الفولاذ عالي الكربون تعود إلى ما قبل العصر الروماني. [ 66 ] تشير الأدلة إلى وجود صناعة الحديد في بريطانيا منذ القرن العاشر قبل الميلاد، [ 67 ] مع اعتبار بداية العصر الحديدي في القرن الثامن قبل الميلاد. [ 68 ] تشير الأدلة إلى إنتاج الفولاذ عالي الكربون في بريطانيا منذ حوالي عام 490 قبل الميلاد. [ 69 ] بدأ استخدام الحديد في صناعة المعادن في الدول الاسكندنافية خلال أواخر العصر البرونزي منذ القرن التاسع قبل الميلاد على الأقل، [ 70 ] مع وجود أدلة على إنتاج الفولاذ بين عامي 800 و700 قبل الميلاد. [ 71 ] صُنعت مصنوعات الحديد والفولاذ، بما في ذلك الفولاذ عالي الكربون، في شمال السويد وفنلندا والنرويج (في رأس الشمال ) بين عامي 200 و50 قبل الميلاد تقريبًا. [ 71 ] تعود الأدلة على استخدام الحديد في صناعة المعادن في إيطاليا وسردينيا إلى أواخر العصر البرونزي (حوالي 1350-950 قبل الميلاد). [ 72 ] [ 73 ] صُنعت أدوات الفولاذ عالي الكربون في شبه الجزيرة الأيبيرية (البرتغال) منذ حوالي عام 900 قبل الميلاد. [ 74 ] [ 75 ]

شهدت حضارة لا تين، منذ عام 500 قبل الميلاد، زيادة ملحوظة في إنتاج الحديد، كما شاعت صناعة الحديد في جنوب إسكندنافيا. ويرتبط انتشار صناعة الحديد في وسط وغرب أوروبا بالتوسع السلتي . [ 65 ] وبحلول القرن الأول قبل الميلاد، اشتهر الفولاذ النوري بجودته العالية، وكان مطلوبًا بشدة من قبل الجيش الروماني . [ 76 ] ويُقدّر الإنتاج السنوي من الحديد في الإمبراطورية الرومانية بنحو 84,750 طنًا . [ 77 ]

تم توثيق إنتاج الفولاذ عالي الكربون في الموقع الجرماني هيتين في هولندا من القرن الثاني إلى القرن الرابع/الخامس الميلادي، في أواخر العصر الحديدي الروماني . [ 78 ]

أفريقيا جنوب الصحراء

أمثلة على أنواع أفران الصهر الأفريقية

نشأت المعرفة العلمية والتطور التكنولوجي في علم المعادن الأثري في مراكز عديدة في أفريقيا؛ حيث تقع هذه المراكز في غرب أفريقيا ووسطها وشرقها ؛ وبالتالي، وبما أن هذه المراكز تقع داخل أفريقيا، فإن هذه التطورات في علم المعادن الأثري تُعدّ تقنيات أفريقية أصيلة. [ 79 ] وقد حدث تطور في صناعة الحديد بين عامي 2631 و2458 قبل الميلاد في ليجا بنيجيريا، وبين عامي 2136 و1921 قبل الميلاد في أوبوي بجمهورية أفريقيا الوسطى، وبين عامي 1895 و1370 قبل الميلاد في تشيري أوما 147 بالنيجر، وبين عامي 1297 و1051 قبل الميلاد في ديكباسانوار بتوغو. [ 79 ]

على الرغم من وجود بعض الشكوك، يعتقد بعض علماء الآثار أن صناعة الحديد تطورت بشكل مستقل في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى (ربما في غرب أفريقيا). [ 80 ] [ 81 ]

قام سكان تيرميت، في شرق النيجر ، بصهر الحديد حوالي عام 1500 قبل الميلاد. [ 82 ]

في منطقة جبال آير في النيجر، توجد أيضًا دلائل على صهر النحاس بشكل مستقل بين عامي 2500 و1500 قبل الميلاد. لم تكن هذه العملية متطورة آنذاك، مما يشير إلى أنها لم تكن عملية دخيلة. وقد بلغت مرحلة النضج حوالي عام 1500 قبل الميلاد. [ 83 ]

تم التنقيب عن مواقع أثرية تحتوي على أفران صهر الحديد وخبث الحديد في مواقع بمنطقة نسوكا جنوب شرق نيجيريا ، فيما يُعرف اليوم بإيغبولاند : يعود تاريخها إلى 2000 قبل الميلاد في موقع ليجا (إيزي-أوزوماكا 2009) [ 84 ] [ 81 ] ، وإلى 750 قبل الميلاد في موقع أوبي (هول 2009) [ 81 ] . وقد كشف موقع غبابيري (في جمهورية أفريقيا الوسطى) عن أدلة على صناعة الحديد، من خلال فرن اختزال وورشة حدادة؛ حيث يعود تاريخ أقدمها إلى 896-773 قبل الميلاد و907-796 قبل الميلاد على التوالي [ 85 ] . وبالمثل، ظهر صهر الحديد في أفران من نوع "بلوميري" في ثقافة نوك بوسط نيجيريا حوالي عام 550 قبل الميلاد، وربما قبل ذلك ببضعة قرون [ 6 ] [ 7 ] [ 86 ] [ 80 ] [ 85 ].

كما توجد أدلة على أن أسلاف شعب هايا كانوا يصنعون الفولاذ الكربوني في غرب تنزانيا منذ حوالي 2300 إلى 2000 عام (حوالي 300 قبل الميلاد أو بعد ذلك بقليل) من خلال عملية معقدة من "التسخين المسبق" تسمح بوصول درجات الحرارة داخل الفرن إلى 1300 إلى 1400 درجة مئوية. [ 87 ] [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ] 

انتشرت صناعة الحديد والنحاس جنوبًا عبر القارة، ووصلت إلى رأس الرجاء الصالح حوالي عام 200 ميلادي. [ 6 ] [ 7 ] أحدث الاستخدام الواسع للحديد ثورة في المجتمعات الزراعية الناطقة بلغات البانتو التي تبنته، مما أدى إلى إزاحة مجتمعات الصيد وجمع الثمار التي كانت تستخدم الأدوات الحجرية، واستيعابها مع توسعها لزراعة مساحات أوسع من السافانا . انتشر الناطقون بلغات البانتو، الذين تميزوا بتفوقهم التكنولوجي، في جميع أنحاء جنوب إفريقيا، وأصبحوا أثرياء وأقوياء، حيث أنتجوا الحديد بكميات صناعية كبيرة لصناعة الأدوات والأسلحة. [ 6 ] [ 7 ]

إن أقدم السجلات لأفران من نوع "بلوميري" في شرق إفريقيا هي اكتشافات الحديد والكربون المصهور في النوبة والتي يعود تاريخها إلى ما بين القرنين السابع والسادس قبل الميلاد، [ 93 ] [ 94 ] [ 95 ] وخاصة في مروي حيث من المعروف وجود مصانع قديمة أنتجت أدوات معدنية للنوبيين والكوشيين وأنتجت فائضًا لاقتصادهم.

التسلسل التشغيلي النموذجي لإنتاج الحديد في مصانع الصهر يبدأ بالحصول على المواد الخام من خلال الصهر والحدادة

العالم الإسلامي في العصور الوسطى

شهدت تكنولوجيا الحديد تطورًا ملحوظًا بفضل العديد من الاختراعات في العصور الإسلامية الوسطى ، خلال العصر الذهبي الإسلامي . وبحلول القرن الحادي عشر، كانت جميع مقاطعات العالم الإسلامي تضم مصانع عاملة، من الأندلس وشمال أفريقيا غربًا إلى الشرق الأوسط وآسيا الوسطى شرقًا. [ 96 ] كما توجد إشارات إلى الحديد الزهر تعود إلى القرن العاشر ، بالإضافة إلى أدلة أثرية على استخدام أفران الصهر في الإمبراطوريتين الأيوبيّة والمملوكية منذ القرن الحادي عشر، مما يشير إلى انتشار تكنولوجيا المعادن الصينية إلى العالم الإسلامي. [ 97 ]

كان فولاذ دمشق، الذي استُخدم في صناعة السيوف ، من أشهر أنواع الفولاذ التي صُنعت في الشرق الأدنى خلال العصور الوسطى ، وكان يُنتج في دمشق ، سوريا ، في الفترة ما بين عامي 900 و1750. وقد صُنع هذا الفولاذ باستخدام طريقة فولاذ البوتقة ، المستوحاة من فولاذ ووتز الهندي القديم . وتم اعتماد هذه الطريقة في الشرق الأوسط باستخدام أنواع الفولاذ المنتجة محليًا. لا تزال آلية العمل الدقيقة غير معروفة، ولكنها سمحت بترسيب الكربيدات على شكل جزيئات دقيقة مرتبة في صفائح أو نطاقات داخل نصل السيف. الكربيدات أصلب بكثير من الفولاذ منخفض الكربون المحيط بها، مما مكّن صانعي السيوف من إنتاج حافة قادرة على قطع المواد الصلبة بفضل الكربيدات المترسبة، بينما تُحافظ نطاقات الفولاذ الأكثر ليونة على متانة السيف ومرونته. وقد اكتشف فريق من الباحثين في جامعة دريسدن التقنية ، باستخدام الأشعة السينية والمجهر الإلكتروني لفحص فولاذ دمشق ، وجود أسلاك نانوية من السمنتيت [ 98 ] وأنابيب نانوية كربونية . [ 99 ] يقول بيتر باوفلر، أحد أعضاء فريق دريسدن، إن هذه البنى النانوية هي التي تمنح فولاذ دمشق خصائصه المميزة [ 100 ] وهي نتاج عملية التشكيل . [ 100 ] [ 32 ]

أوروبا في العصور الوسطى وبداية العصر الحديث

لم تشهد تكنولوجيا إنتاج الحديد في أوروبا تغييراً جوهرياً لعدة قرون. واستمر عمال المعادن الأوروبيون في إنتاج الحديد في أفران الصهر. إلا أن العصور الوسطى شهدت تطورين رئيسيين: استخدام الطاقة المائية في عملية صهر الحديد في أماكن متفرقة (كما ذُكر آنفاً)، وأول إنتاج أوروبي للحديد الزهر.

مصانع صهر تعمل بالطاقة

في وقت ما من العصور الوسطى، استُخدمت الطاقة المائية في عملية صهر الحديد. من المحتمل أن يكون هذا قد حدث في دير سيسترسيان في كليرفو في وقت مبكر من عام 1135، ولكن من المؤكد أنه كان مستخدمًا في أوائل القرن الثالث عشر في فرنسا والسويد. [ 101 ] في إنجلترا ، أول دليل وثائقي واضح على ذلك هو سجلات ورشة حدادة تابعة لأسقف دورهام ، بالقرب من بيدبورن عام 1408، [ 102 ] ولكن من المؤكد أن هذه لم تكن أول مصنع حديد من هذا النوع. في منطقة فورنيس بإنجلترا، استُخدمت صهر الحديد بالطاقة المائية حتى بداية القرن الثامن عشر، وبالقرب من غارستانغ حتى حوالي عام 1770.

كانت "المصهر الكاتالوني" نوعًا من أنواع مصانع الصهر الآلية. وقد استُخدمت مصانع الصهر التي تعمل بالهواء الساخن في شمال ولاية نيويورك في منتصف القرن التاسع عشر.

فرن الصهر

صناعة الحديد كما وردت في " الموسوعة الشعبية " المجلد السابع، المنشورة عام 1894

كانت هذه الطريقة هي المفضلة لإنتاج الحديد في أوروبا حتى تطوير عملية التكرير في عامي 1783-1784. تأخر تطوير الحديد الزهر في أوروبا لأن الحديد المطاوع كان المنتج المرغوب، وكانت الخطوة الوسيطة في إنتاج الحديد الزهر تتطلب فرن صهر مكلفًا، بالإضافة إلى تكرير إضافي للحديد الخام إلى حديد زهر، الأمر الذي استلزم بدوره تحويلًا كثيف العمالة ورأس المال إلى حديد مطاوع. [ 11 ]

خلال جزء كبير من العصور الوسطى، في أوروبا الغربية، استمر إنتاج الحديد عن طريق تشكيل كتل الحديد الخام إلى حديد مطاوع. وقد شهدت السويد، في موقعين هما لافيتان وفينارهيتان، بعضًا من أقدم عمليات صب الحديد في أوروبا، وذلك بين عامي 1150 و1350. وقد تكهن بعض الباحثين بأن هذه الممارسة انتقلت مع المغول عبر روسيا إلى هذين الموقعين، إلا أنه لا يوجد دليل قاطع على هذه الفرضية، وهي بالتأكيد لا تفسر تاريخ العديد من مراكز إنتاج الحديد هذه الذي يعود إلى ما قبل المغول. وعلى أي حال، بحلول أواخر القرن الرابع عشر، بدأ سوق منتجات الحديد المصبوب بالظهور، مع ازدياد الطلب على قذائف المدافع المصنوعة من الحديد المصبوب.

ورشة الحدادة الدقيقة

كانت طريقة أخرى لإزالة الكربون من الحديد الزهر هي فرن الصقل ، الذي يبدو أنه طُوِّر في المنطقة المحيطة بنامور في القرن الخامس عشر. وبحلول نهاية ذلك القرن، انتشرت هذه العملية الوالونية إلى باي دو براي على الحدود الشرقية لنورماندي ، ثم إلى إنجلترا، حيث أصبحت الطريقة الرئيسية لصنع الحديد المطاوع بحلول عام 1600. وقد أدخلها لويس دي جير إلى السويد في أوائل القرن السابع عشر، واستُخدمت لصنع حديد الخام الذي فضّله صانعو الصلب الإنجليز.

كان أحد أشكال هذا الأسلوب هو المسبك الألماني . وقد أصبح هذا الأسلوب هو الطريقة الرئيسية لإنتاج قضبان الحديد في السويد.

عملية التصلب

في أوائل القرن السابع عشر، طوّر صانعو الحديد في أوروبا الغربية عملية التصليد بالكربون لتكربن الحديد المطاوع . كانت قضبان الحديد المطاوع والفحم تُعبأ في صناديق حجرية، ثم تُغلق بالطين وتُحفظ تحت حرارة عالية مع مراقبة مستمرة في بيئة خالية من الأكسجين، مغمورة في كربون نقي تقريبًا (فحم) لمدة تصل إلى أسبوع. خلال هذه الفترة، ينتشر الكربون في الطبقات السطحية للحديد، مُنتجًا فولاذًا مُصلّدًا بالكربون أو فولاذًا مُقسّى سطحيًا - يُعرف أيضًا بالفولاذ المُقسّى سطحيًا، حيث تصبح الأجزاء المُغلّفة بالحديد (مثل نصل الفأس أو المعول) أكثر صلابة من رأس مطرقة الفأس أو تجويف المقبض الذي قد يُعزل بالطين لحمايته من مصدر الكربون. كان أول مكان استُخدمت فيه هذه العملية في إنجلترا هو كولبروكديل منذ عام 1619، حيث امتلك السير باسيل بروك فرنَي تصليد بالكربون (تم التنقيب عنهما مؤخرًا في الفترة من 2001 إلى 2005 [ 103 ] ). لفترة من الزمن في العقد الثاني من القرن السابع عشر، امتلك براءة اختراع لهذه العملية، لكنه اضطر للتنازل عنها عام ١٦١٩. وربما استخدم حديد غابة دين كمادة خام، لكن سرعان ما تبين أن حديد الخامات المطحونة أكثر ملاءمة. ويمكن تحسين جودة الفولاذ عن طريق عملية التجميع ، مما ينتج ما يُعرف بفولاذ القص.

فولاذ البوتقة

في أربعينيات القرن الثامن عشر، اكتشف بنيامين هانتسمان طريقةً لصهر الفولاذ المُقشّر، المُصنّع بعملية التصليد، في بوتقات. وكان الفولاذ الناتج من البوتقات ، والذي يُصبّ عادةً على شكل سبائك، أكثر تجانسًا من الفولاذ المُقشّر. [ 11 ] : 145

التحول إلى استخدام الكولا في إنجلترا

البدايات

استُخدم الفحم النباتي في بدايات صهر الحديد كمصدر للحرارة وعامل اختزال. وبحلول القرن الثامن عشر، أصبح توفر الخشب اللازم لصناعة الفحم النباتي عائقًا أمام توسع إنتاج الحديد، ما جعل إنجلترا تعتمد بشكل متزايد على السويد (من منتصف القرن السابع عشر) لتوفير جزء كبير من احتياجاتها الصناعية من الحديد، ثم على روسيا أيضًا منذ حوالي عام ١٧٢٥. وكان صهر الحديد بالفحم (أو مشتقاته ، فحم الكوك ) هدفًا طال انتظاره. وربما حقق دود دادلي إنتاج الحديد الزهر باستخدام فحم الكوك حوالي عام ١٦١٩، [ ١٠٤ ] ثم باستخدام وقود مختلط من الفحم والخشب مرة أخرى في سبعينيات القرن السابع عشر. إلا أن هذا النجاح كان على الأرجح تقنيًا أكثر منه تجاريًا. وربما يكون شادراك فوكس قد صهر الحديد باستخدام فحم الكوك في كولبروكديل في شروبشاير في تسعينيات القرن السابع عشر، ولكن فقط لصنع قذائف المدفع وغيرها من منتجات الحديد الزهر مثل القذائف. ومع ذلك، في فترة السلام التي أعقبت حرب السنوات التسع ، لم يكن هناك طلب على هذه المنتجات. [ 105 ] [ 106 ]

أبراهام داربي وخلفاؤه

في عام 1707، حصل أبراهام داربي الأول على براءة اختراع لطريقة صنع أواني من الحديد الزهر. كانت أوانيه أرقّ، وبالتالي أرخص من أواني منافسيه. ولحاجته إلى كمية أكبر من الحديد الخام، استأجر فرن الصهر في كولبروكديل عام 1709. وهناك، صنع الحديد باستخدام فحم الكوك، مؤسسًا بذلك أول مشروع تجاري ناجح في أوروبا في هذا المجال. كانت جميع منتجاته من الحديد الزهر، على الرغم من أن خلفاءه المباشرين حاولوا (دون نجاح تجاري يُذكر) تحويله إلى حديد مصبوب. [ 107 ]

وهكذا استمر إنتاج الحديد الخام باستخدام فحم الكوك حتى منتصف خمسينيات القرن الثامن عشر. في عام ١٧٥٥، افتتح أبراهام داربي الثاني (مع شركاء) فرنًا جديدًا يعمل بفحم الكوك في هورسهاي بمقاطعة شروبشاير، وتلاه افتتاح أفران أخرى. وقد زودت هذه الأفران مصانع الحدادة التقليدية بفحم الكوك لإنتاج الحديد الخام . ولا يزال سبب هذا التأخير محل جدل. [ ١٠٨ ]

عمليات الحدادة الجديدة

رسم تخطيطي لفرن التكتل

لم تبدأ وسائل تحويل الحديد الزهر إلى قضبان حديدية مجدية اقتصاديًا إلا بعد ذلك. فقد طُورت عملية تُعرف باسم "الصب والختم" في ستينيات القرن الثامن عشر، وجرى تحسينها في سبعينيات القرن نفسه، ويبدو أنها انتشرت على نطاق واسع في غرب ميدلاندز منذ حوالي عام ١٧٨٥. إلا أن هذه العملية استُبدلت إلى حد كبير بعملية "التلبيد" التي ابتكرها هنري كورت ، والتي سُجلت براءة اختراعها عام ١٧٨٤، ولكن يُرجح أنها لم تُطبق على الحديد الزهر الرمادي إلا في حوالي عام ١٧٩٠. وقد أتاحت هذه العمليات التوسع الكبير في إنتاج الحديد الذي يُشكل الثورة الصناعية في صناعة الحديد. [ ١٠٩ ]

في أوائل القرن التاسع عشر، اكتشف هول أن إضافة أكسيد الحديد إلى شحنة فرن التكرير تُسبب تفاعلاً عنيفاً، حيث يتم فيه إزالة الكربون من الحديد الزهر ، وقد عُرفت هذه العملية باسم "التكرير الرطب". كما وُجد أنه من الممكن إنتاج الفولاذ عن طريق إيقاف عملية التكرير قبل اكتمال إزالة الكربون.

هواء ساخن

تحسّنت كفاءة الفرن العالي بفضل التحوّل إلى استخدام الهواء الساخن ، الذي حصل جيمس بومونت نيلسون على براءة اختراعه في اسكتلندا عام 1828. [ 104 ] وقد ساهم ذلك في خفض تكاليف الإنتاج. وفي غضون بضعة عقود، أصبح من المعتاد وجود "موقد" بحجم الفرن المجاور له، يُوجّه إليه غاز العادم (الذي يحتوي على أول أكسيد الكربون) من الفرن ليُحرق. وتُستخدم الحرارة الناتجة لتسخين الهواء المُضخّ إلى الفرن مسبقًا. [ 110 ]

صناعة الصلب الصناعية

رسم تخطيطي لمحول بسمر

باستثناء بعض إنتاج الفولاذ المصبوب ، استمر إنتاج الفولاذ الإنجليزي بعملية التصلب، والتي كانت تُتبع أحيانًا بإعادة صهره لإنتاج فولاذ البوتقة. وكانت هذه عمليات تعتمد على الدفعات، وكانت مادتها الخام هي قضبان الحديد، وخاصةً حديد الخام السويدي.

في عام 1855، حُلّت مشكلة الإنتاج الضخم للصلب الرخيص على يد هنري بسمر، وذلك بإدخاله محوّل بسمر في مصنعه للصلب في شيفيلد ، إنجلترا. (لا يزال بالإمكان رؤية نموذج مبكر من هذا المحوّل في متحف جزيرة كيلهام بالمدينة ). في عملية بسمر، يُضخّ الحديد الزهر المنصهر من الفرن العالي إلى بوتقة كبيرة، ثم يُضخّ الهواء عبر الحديد المنصهر من الأسفل، مما يُشعل الكربون المذاب من فحم الكوك. ومع احتراق الكربون، ترتفع درجة انصهار الخليط، لكن الحرارة الناتجة عن احتراق الكربون تُوفّر الطاقة الإضافية اللازمة للحفاظ على الخليط منصهرًا. بعد أن ينخفض ​​محتوى الكربون في المصهور إلى المستوى المطلوب، يُقطع تدفق الهواء: يستطيع محوّل بسمر النموذجي تحويل دفعة من الحديد الزهر تزن 25 طنًا إلى صلب في نصف ساعة.

في ستينيات القرن التاسع عشر، سمح تطوير الأفران التجديدية والبطانات الحرارية ذات درجات الحرارة العالية بصهر الفولاذ في فرن مفتوح . كانت هذه العملية بطيئة وتستهلك الكثير من الطاقة، لكنها سمحت بالتحكم بشكل أفضل في التركيب الكيميائي للمنتج وإعادة تدوير خردة الحديد.

لم تسمح البطانة الحرارية الحمضية لمحولات بسمر والأفران المفتوحة المبكرة بإزالة الفوسفور من الفولاذ باستخدام الجير، مما أدى إلى إطالة عمر أفران التكرير للاستفادة من خامات الحديد الفوسفورية الوفيرة في أوروبا القارية. ومع ذلك، في سبعينيات القرن التاسع عشر، طُوّرت عملية جيلكريست-توماس ، ولاحقًا اعتُمدت البطانة القاعدية للأفران المفتوحة أيضًا.

أخيرًا، طُبقت عملية الأكسجين الأساسية في مصانع فوست-ألبين عام 1952؛ وهي تعديل لعملية بسمر الأساسية، حيث تُضخ الأكسجين من أعلى الفولاذ (بدلًا من ضخ الهواء من أسفله)، مما يقلل من امتصاص النيتروجين في الفولاذ. تُستخدم عملية الأكسجين الأساسية في جميع مصانع الصلب الحديثة؛ وقد أُخرج آخر محول بسمر في الولايات المتحدة من الخدمة عام 1968. علاوة على ذلك، شهدت العقود الثلاثة الماضية نموًا هائلًا في صناعة مصانع الصلب الصغيرة، حيث يُصهر الفولاذ الخردة فقط باستخدام فرن القوس الكهربائي . كانت هذه المصانع تُنتج قضبانًا فقط في البداية، لكنها توسعت منذ ذلك الحين لتشمل المنتجات المسطحة والثقيلة، التي كانت حكرًا على مصانع الصلب المتكاملة.

حتى تطورات القرن التاسع عشر، كان الفولاذ سلعة باهظة الثمن، ولم يُستخدم إلا في عدد محدود من الأغراض التي تتطلب معدنًا صلبًا أو مرنًا بشكل خاص، كما هو الحال في حواف أدوات القطع والزنبركات. وقد ساهم توفر الفولاذ الرخيص على نطاق واسع في انطلاق الثورة الصناعية الثانية والمجتمع الحديث كما نعرفه اليوم. وفي نهاية المطاف، حلّ الفولاذ الطري محل الحديد المطاوع في جميع الأغراض تقريبًا، ولم يعد الحديد المطاوع يُنتج تجاريًا. وباستثناءات قليلة، لم يبدأ إنتاج سبائك الفولاذ إلا في أواخر القرن التاسع عشر. أما الفولاذ المقاوم للصدأ، فقد طُوّر عشية الحرب العالمية الأولى، ولم يُستخدم على نطاق واسع حتى عشرينيات القرن العشرين.

صناعة الصلب الحديثة

إنتاج الصلب (بملايين الأطنان) حسب الدولة في عام 2023

غالباً ما تُعتبر صناعة الصلب مؤشراً على التقدم الاقتصادي، نظراً للدور المحوري الذي يلعبه الصلب في تطوير البنية التحتية والتنمية الاقتصادية الشاملة . [ 111 ] في عام 1980، بلغ عدد عمال الصلب في الولايات المتحدة أكثر من 500 ألف عامل. وبحلول عام 2000، انخفض هذا العدد إلى 224 ألف عامل. [ 112 ]

أدى الازدهار الاقتصادي في الصين والهند إلى زيادة هائلة في الطلب على الصلب. فبين عامي 2000 و2005، ارتفع الطلب العالمي على الصلب بنسبة 6%. ومنذ عام 2000، برزت العديد من شركات الصلب الهندية [ 113 ] والصينية، مثل شركة تاتا ستيل (التي استحوذت على مجموعة كوروس عام 2007)، ومجموعة باوستيل، ومجموعة شاغانغ . وحتى عام 2017مع ذلك، تُعدّ شركة أرسيلورميتال أكبر منتج للصلب في العالم . [ 114 ] وفي عام 2005، ذكرت هيئة المسح الجيولوجي البريطانية أن الصين كانت أكبر منتج للصلب بنحو ثلث الإنتاج العالمي، تلتها اليابان وروسيا والولايات المتحدة على التوالي. [ 115 ]

تُؤدي الطاقة الإنتاجية الكبيرة للصلب إلى انبعاثات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، مرتبطة بشكل مباشر بعملية الإنتاج الرئيسية. في عام 2019، قُدِّر أن ما بين 7 و9% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية ناتجة عن صناعة الصلب. [ 116 ] ومن المتوقع أن يتحقق خفض هذه الانبعاثات من خلال تغيير مسار الإنتاج الرئيسي باستخدام فحم الكوك، وزيادة إعادة تدوير الصلب، وتطبيق تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه أو احتجاز الكربون واستخدامه. [ 117 ]

في عام 2008، بدأ تداول الصلب كسلعة في بورصة لندن للمعادن . وفي نهاية عام 2008، واجهت صناعة الصلب تراجعاً حاداً أدى إلى العديد من عمليات التقليص. [ 118 ]

انظر أيضاً

الاقتباسات

  1. ↑ ريهرن، ت. (2013). "خرز حديدي مصري عمره 5000 عام مصنوع من حديد نيزكي مطروق" (ملف PDF) . مجلة العلوم الأثرية . 40 (12): 4785-4792 . Bibcode : 2013JArSc..40.4785R . doi : 10.1016/j.jas.2013.06.002 .
  2. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ فوتوز، إي. (١٩٨٩). "مسألة الحديد الغني بالنيكل النيزكي مقابل الحديد المصهور: الأدلة الأثرية والنتائج التجريبية". علم الآثار العالمي . ٢٠ (٣): ٤٠٣-٤٢١ . doi : 10.1080/00438243.1989.9980081 . JSTOR 124562. S2CID 5908149 .  
  3. ^ ريدرر، جوزيف. وارتكي، رالف ب.: "الحديد"، كانسيك، هوبرت؛ شنايدر ، هيلموث (محررون): بريل الجديد بولي ، بريل 2009
  4. ١ ٢ ٣ العصور القديمة المبكرة، بقلم آي إم دراكونوف. ١٩٩١. مطبعة جامعة شيكاغو . رقم ISBN 0-226-14465-8ص 372
  5. ↑ راو، كيه بي (2018). "العصر الحديدي في جنوب الهند: تيلانجانا وأندرا براديش". في: أوسوجي، أكينوري (محرر). العصر الحديدي في جنوب آسيا . مجموعة أبحاث علم الآثار في جنوب آسيا. ISBN 978-4-9909150-1-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أبريل 2022 .
  6. 1 2 3 4 ميلر، دنكان إي؛ فان دير ميروي، إن جيه (1994). "صناعة المعادن المبكرة في أفريقيا جنوب الصحراء: مراجعة للأبحاث الحديثة". مجلة التاريخ الأفريقي . 35 : 1-36 . doi : 10.1017/s0021853700025949 . S2CID 162330270 . 
  7. 1 2 3 4 ستويفر، مينز؛ فان دير ميروي، ن. ج. (1968). "التسلسل الزمني بالكربون المشع للعصر الحديدي في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى". الأنثروبولوجيا المعاصرة . 9 : 54-58 . doi : 10.1086/200878 . S2CID 145379030 . 
  8. ↑ والدباوم (1978).
  9. 1 2 3 دونالد ب. واغنر (1993). الحديد والصلب في الصين القديمة . بريل. ص 408. ISBN  978-90-04-09632-5.
  10. ↑ ويليامز، ديفيد (1867)، "العصر الحديدي [مجلة أسبوعية]"، العصر الحديدي ، نيويورك: ديفيد ويليامز، الرقم الدولي الموحد للدوريات 0021-1508 ، رقم مكتبة الكونغرس sc82008005 ، رقم OCLC 5257259   
  11. 1 2 3 تايلكوت (1992).
  12. 1 2 تايلكوت (1992). ص 3.
  13. ^ فينهوف، كلاس ؛ إيديم، يسبر (2008). بلاد ما بين النهرين : Annäherungen . سانت بول. ص. 84. ردمك   978-3-525-53452-6.
  14. 1 2 والدباوم (1978). ص 56-58.
  15. 1 2 3 ماركو سيكاريلي (2000). الندوة الدولية حول تاريخ الآلات والآليات: وقائع ندوة HMM . سبرينغر. ISBN 0-7923-6372-8ص ٢١٨
  16. ↑ وايت، دبليو سي: "ثقافة البرونز في الصين القديمة"، ص 208. مطبعة جامعة تورنتو، 1956.
  17. ↑ كولينز، روبرت أو. وبيرنز، جيمس إم. تاريخ أفريقيا جنوب الصحراء . نيويورك: مطبعة جامعة كامبريدج، ص 37. ISBN 978-0-521-68708-9.
  18. ↑ ليو، ي.؛ وود، ج. (2025). "التساؤل حول تنوع (الحديد) في مكان العمل: حديد الصهر، والحديد الزهر، والصين والغرب" . علم الآثار على الإنترنت (69). doi : 10.11141/ia.69.14 .
  19. ↑ فان تونغيرين، تيم (2026). "حقول الأفران: صناعة المعادن في العصر الحديدي والروماني بين يورك وهامبر" . علم الآثار على الإنترنت (71). doi : 10.11141/ia.71.11 .
  20. ↑ مقبرة توت عنخ آمون: اكتشفها إيرل كارنارفون الراحل وهوارد كارتر، المجلد 3
  21. ↑ ريتشارد كوين، عصر الحديد ، الفصل الخامس من سلسلة مقالات حول الجيولوجيا والتاريخ والشعوب، مُعدّ لدورة في جامعة كاليفورنيا في ديفيس. نسخة إلكترونية مؤرشفة بتاريخ 14 مارس 2010 على موقع Wayback Machine، تم الاطلاع عليها بتاريخ 11 فبراير 2010.
  22. 1 2 Waldbaum (1978): 23.
  23. ↑ سميل، فاتسلاف (2016). ما زلنا في العصر الحديدي . أكسفورد، إنجلترا: باتروورث-هاينمان. الصفحات 2-5 . ISBN  978-0128042335.
  24. 1 2 3 موهلي، جيمس د. "صناعة المعادن / التعدين في بلاد الشام" ص 174-183 في علم آثار الشرق الأدنى ، تحرير سوزان ريتشارد (2003)، ص 179-180.
  25. ↑ موهلي 2003: 180.
  26. 1 2 تيواري، راكيش (2003). "أصول صناعة الحديد في الهند: أدلة جديدة من سهل الغانج الأوسط وجبال فينديا الشرقية" ( ملف PDF) . مجلة العصور القديمة . 77 (297): 536-544 . CiteSeerX 10.1.1.403.4300 . doi : 10.1017/s0003598x00092590 . S2CID 14951163. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2016-03-05.  
  27. ↑ جيه إف ريتشاردز وآخرون (2005). تاريخ كامبريدج الجديد للهند . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-36424-8ص 64
  28. ↑ باتريك أوليفيل (1998). الأوبانيشاد . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 0-19-283576-9ص. 29
  29. 1 2 3 ويل ديورانت، قصة الحضارة 1: تراثنا الشرقي
  30. 1 2 3 ج. جوليف (1996). "تقنية قديمة لصهر الحديد تعمل بطاقة الرياح في سريلانكا". مجلة نيتشر . 379 (3): 60-63 . Bibcode : 1996Natur.379...60J . doi : 10.1038/379060a0 . S2CID 205026185 . 
  31. ↑ "الجسر المعلق - الهندسة" . britannica.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16-10-2007.
  32. 1 2 ساندرسون، كاثرين (15 نوفمبر 2006). " أشدّ ضربة من سيف الأنابيب النانوية: ربما تكون تقنية الكربون النانوية قد منحت سيوف دمشق حدّتها" . مجلة نيتشر . doi : 10.1038/news061113-11 . S2CID 136774602. مؤرشف من الأصل في 19 نوفمبر 2006. تم الاطلاع عليه في 17 نوفمبر 2006 . 
  33. ↑ روي بورتر (2003). تاريخ كامبريدج للعلوم . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-57199-5ص 684
  34. ↑ جوليف، ج. (1996). "تقنية قديمة لصهر الحديد تعمل بطاقة الرياح في سريلانكا". مجلة نيتشر . 379 (3): 60-63 . Bibcode : 1996Natur.379...60J . doi : 10.1038/379060a0 . S2CID 205026185 . 
  35. ↑ "برنامج ANSYS Fluent: محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 فبراير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يناير 2009 .
  36. ↑ محاكاة تدفقات الهواء عبر فرن يعمل بالرياح في سريلانكا، مقدمة إلى مجلة العلوم المعمارية، 2003.
  37. ↑ ر. بالاسوبرامانيام (2002)، عمود دلهي الحديدي: رؤى جديدة . دار آريان بوكس ​​إنترناشونال، دلهي، رقم ISBN 81-7305-223-9مراجعة: عمود دلهي الحديدي: رؤى جديدة . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 سبتمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أبريل 2007 ."قائمة المنشورات حول علم الآثار المعدنية في الهند" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 12 مارس 2007. تم الاطلاع عليها بتاريخ 27 أبريل 2007 .
  38. ↑ راوسون، جيسيكا (أبريل 2017). "الصين والسهوب: الاستقبال والمقاومة" . العصور القديمة . 91 (356): 375-388 . doi : 10.15184/aqy.2016.276 . نشأ تطور العديد من التقنيات الرئيسية في الصين - صناعة البرونز والحديد والعربات التي تجرها الخيول - من علاقات وسط الصين، في عهد إرليتو (حوالي 1700-1500 قبل الميلاد)، وسلالات شانغ (حوالي 1500-1046 قبل الميلاد) وتشو (1046-771 قبل الميلاد)، مع جيرانهم في السهوب.
  39. ^ بومر ، كريستوف (11 ديسمبر 2012). تاريخ آسيا الوسطى: عصر محاربي السهوب . اي بي توريس . ص. 122. ردمك  978-1780760605.
  40. ↑ وان، شيانغ (2011). "التطور المبكر لعلم المعادن البرونزية في شرق أوراسيا" . أوراق سينو-بلاتونية . 213 : 4-5 . من المحتمل أن تكون ثقافة أفاناسيفو، التي استخدمت المعادن، هي أصل علم المعادن البرونزية في شمال غرب الصين. (...) "لذلك من الواضح أن إحدى أقدم ثقافات البرونز في الصين، وهي ثقافة تشيجيا ، ربما تكون قد استعارت علم المعادن البرونزية من السهوب، عبر سيبا، وتيانشانبيلو ، وثقافات منطقة ألتاي.
  41. ↑ تشن، جيانلي، ماو، رويلين، وانغ، هوي، تشن، هونغهاي، شي، يان، تشيان، ياوبنغ، 2012. القطع الحديدية المكتشفة في مقابر حضارة سيوة في موغو، قانسو، وأصل تقنية صناعة الحديد في الصين. ون وو (الآثار الثقافية) 8، 45-53 (باللغة الصينية)
  42. ↑ ص. 40، القاموس التاريخي للحرب اليونانية القديمة، ج. وورونوف وإ. سبنس
  43. ↑ وينغتشيونغ لام (2014). هل كل قديم جديد مرة أخرى؟ إعادة التفكير في الانتقال إلى إنتاج الحديد الزهر في السهول الوسطى للصين . الجامعة الصينية في هونغ كونغ. ص 519. 
  44. ↑ نيدهام (1986). المجلد 4، الجزء 3، ص 197.
  45. ↑ نيدهام (1986). المجلد 4، الجزء 3، ص 277.
  46. ↑ نيدهام (1986). المجلد 4، الجزء 3، ص 563 غ
  47. ↑ نيدهام (1986). المجلد 4، الجزء 3، ص 86.
  48. ↑ نيدهام (1986). المجلد 4، الجزء 1، ص 282.
  49. ↑ نيدهام (1986). المجلد 4، الجزء 2، ص 370.
  50. ↑ نيدهام (1986). المجلد 4، الجزء 2، ص 371.
  51. ↑ هارتويل، روبرت (1966). "الأسواق والتكنولوجيا وهيكل المؤسسة في تطور صناعة الحديد والصلب الصينية في القرن الحادي عشر". مجلة التاريخ الاقتصادي . 26 : 53-54 . doi : 10.1017/S0022050700061842 . S2CID 154556274 . 
  52. 1 2 (2006). 158.
  53. 1 2 "الحديد المبكر في أوروبا الشرقية" . topoi.org .
  54. 1 2 أنتوني، ديفيد (2007). الحصان، والعجلة، واللغة . مطبعة جامعة برينستون. ص 336. ISBN  978-0-691-05887-0من الجوانب غير المُقدَّرة لعلم المعادن في سهوب العصر البرونزي المبكر والمتوسط، تجاربُه على الحديد. ... عُثر في قبرٍ يعود إلى فترة سراديب الموتى في جيراسيموفكا على جبال الدونيتس (غرب روسيا/أوكرانيا)، ويُرجَّح أن تاريخه حوالي 2500 قبل الميلاد، على سكين بمقبض مصنوع من البرونز الزرنيخي ونصل من الحديد. لم يحتوِ الحديد على المغنتيت أو النيكل، كما هو متوقع في الحديد النيزكي، لذا يُعتقد أنه صُنع بالطرق. كانت الأدوات الحديدية نادرة، لكنها كانت جزءًا من التجارب التي أجراها صائغو المعادن في السهوب خلال العصر البرونزي المبكر والمتوسط.
  55. 1 2 3 كاسوبا، ماجا؛ وآخرون . (2019). "آيزنميتالورجيا في دير برونززيت أوستيوروباس. Die Archäologischen Quellen und ihre Interpretation" . Praehistorische Zeitschrift . 94 (1): 158-209 . دوى : 10.1515/pz-2019-0001 . 
  56. ↑ "العصر الحديدي" . موسوعة بريتانيكا .
  57. ^ هانسن ، سفيند (2019). “The Hillfort of Teleac والحديد المبكر في جنوب أوروبا”. في هانسن، سفيند؛ كراوس، روديجر (محرران). حصون العصر البرونزي في أوروبا . Verlag Dr. Rudolf Habelt GmbH، بون. ص. 204. 
  58. ^ فورمانك، فاتسلاف (2000). "Eine Eisensichel aus Gánovce. Zur Interpretation des ältesten Eisengegenstandes in Mitteleuropa" . Praehistorische Zeitschrift . 75 (2): 153-160 . دوى : 10.1515/prhz.2000.75.2.153 .
  59. ↑ تيرنبول، آن (1984). من البرونز إلى الحديد : وجود الحديد في العصر البرونزي المتأخر البريطاني (أطروحة دكتوراه). جامعة إدنبرة. ص 24. S2CID 164098953 .   
  60. ↑ "الحياة والمعتقد في العصر البرونزي: قرص الحزام من هيغرمول" . المتحف الجديد .
  61. ^ "Der Depotfund von Heegermühle bei Eberswalde" . Askanier-welten.de .
  62. ^ هانسن ، سفيند (2019). “The Hillfort of Teleac والحديد المبكر في جنوب أوروبا”. في هانسن، سفيند؛ كراوس، روديجر (محرران). حصون العصر البرونزي في أوروبا . Verlag Dr. Rudolf Habelt GmbH، بون. ص 204 – 206. 
  63. ^ هانسن ، سفيند (2019). “The Hillfort of Teleac والحديد المبكر في جنوب أوروبا”. في هانسن، سفيند؛ كراوس، روديجر (محرران). حصون العصر البرونزي في أوروبا . Verlag Dr. Rudolf Habelt GmbH، بون. ص. 214. 
  64. ^ هانسن ، سفيند (2019). “The Hillfort of Teleac والحديد المبكر في جنوب أوروبا”. في هانسن، سفيند؛ كراوس، روديجر (محرران). حصون العصر البرونزي في أوروبا . Verlag Dr. Rudolf Habelt GmbH، بون. ص. 211. 
  65. 1 2 ويلز، بيتر (1995). "الموارد والصناعة". في: غرين، ميراندا (محرر). العالم السلتي . روتليدج. ص 218. ISBN  9781135632434.
  66. ↑ سكورا، كالينا؛ وآخرون (2019). "أسلحة حضارة برزيفورسك في ضوء الفحوصات المعدنية: حالة مقبرة راتشكوفيتسي" . مجلة ما قبل التاريخ . 94 (2): 454-498 . doi : 10.1515/pz-2019-0016 . في أوروبا ما قبل العصر الروماني، يمكن ملاحظة تنوع كبير في تقنيات صناعة شفرات السيوف. فهناك العديد من الشفرات منخفضة الجودة المصنوعة من الحديد أو الفولاذ منخفض الكربون؛ ومن ناحية أخرى، نجد أيضًا قطعًا أثرية مصنوعة جزئيًا أو كليًا من الفولاذ عالي الكربون. 
  67. ↑ كولارد، مارك؛ وآخرون (2006). "صناعة الحديد في العصر البرونزي؟ أدلة من مستوطنة تعود إلى القرن العاشر قبل الميلاد في هارتشيل كوبس، أبر باكليبري، غرب بيركشاير" . وقائع الجمعية ما قبل التاريخية . 72 : 367-421 . doi : 10.1017/S0079497X0000089X . 
  68. ↑ كونليف، باري و. (2005). مجتمعات العصر الحديدي في بريطانيا: سرد لإنجلترا واسكتلندا وويلز من القرن السابع قبل الميلاد حتى الغزو الروماني ( الطبعة الرابعة). روتليدج. ص 32. ISBN   0-415-34779-3.
  69. ↑ "حصن بروكسماوث في إيست لوثيان يكشف عن حافة فولاذية" . بي بي سي نيوز . 15 يناير 2014.
  70. ↑ لوند، جولي؛ ميلهايم، لين (2011). "الرؤوس والذيل - العقول والأجساد: إعادة النظر في كنز فيستبي من العصر البرونزي المتأخر" . المجلة الأوروبية لعلم الآثار . 14 (3): 441-464 . doi : 10.1179/146195711798356692 . كانت تقنية الحديد تُمارس في منطقة الشمال الأوروبي منذ القرن التاسع قبل الميلاد على الأقل (هيارتنر-هولدار 1993؛ سيرنينغ 1984).
  71. 1 2 بينرهاغ، كارينا؛ وآخرون (2021). "علم المعادن لدى الصيادين وجامعي الثمار في العصر الحديدي المبكر في شمال فينوسكانديا" . العصور القديمة . 95 (384): 1511-1526 . doi : 10.15184/aqy.2020.248 . 
  72. ↑ جياردينو، كلاوديو (2005). "علم المعادن في إيطاليا بين أواخر العصر البرونزي وأوائل العصر الحديدي: ظهور الحديد". أوراق في علم الآثار الإيطالي، المجلد السادس، الجزء الأول . دار نشر أركيوبراس. الصفحات 491-505 . 
  73. ↑ لو شيافو، فولفيو (2005). "أول حديد في سردينيا". علم الآثار المعدنية في سردينيا (ملف PDF) . منشورات مونيك ميرغويل. الصفحات 401-406 . ISBN  2-907303-89-9.
  74. ↑ «كان الفولاذ يُستخدم في أوروبا منذ 2900 عام» . sciencedaily.com . 2023.
  75. ↑ "صناعة الحجر وأقدم أنواع الفولاذ في شبه الجزيرة الأيبيرية: تحليلات علمية وتكرارات تجريبية لشواهد وأدوات العصر البرونزي الأخير (غونزاليس وآخرون، 2023)" . doi : 10.1016/j.jas.2023.105742 .
  76. ↑ بريسلينجر، هوبرت؛ وآخرون (2005). "الصلب النوريكان - تقييم للاكتشافات الأثرية في موقع ماغدالينسبرغ، كارينثيا، مقارنةً بـ "الكنز السلتي" في تل غروندبيرغ، لينز" . مجلة أبحاث الصلب الدولية . 76 (9): 666-671 . doi : 10.1002/srin.200506073 . 
  77. ↑ كرادوك، بول ت. (2008): "التعدين وعلم المعادن"، في: أوليسون، جون بيتر (محرر): دليل أكسفورد للهندسة والتكنولوجيا في العالم الكلاسيكي ، مطبعة جامعة أكسفورد، ISBN 978-0-19-518731-1، ص 108
  78. ↑ غودفري، إيفلين؛ فان ني، ماتيس (2004). "مثقب جرماني من الفولاذ الكربوني فائق النقاء من أواخر العصر الروماني - العصر الحديدي" . مجلة العلوم الأثرية . 31 (8): 1117-1125 . Bibcode : 2004JArSc..31.1117G . doi : 10.1016/j.jas.2004.02.002 .
  79. بانداما ، فورمان؛ بابالولا ، أبيديمي باباتوندي (13 سبتمبر 2023). "العلم لا السحر الأسود: إنتاج المعادن والزجاج في أفريقيا" . المجلة الأفريقية لعلم الآثار . 40 (3): 531-543 . doi : 10.1007/s10437-023-09545-6 . ISSN 0263-0338 . OCLC 10004759980. S2CID 261858183 .   
  80. 1 2 إيغرت (2014). ص 51 –59.
  81. هول ، أوغسطين إف سي (6 نوفمبر 2009). "صناعات المعادن المبكرة في غرب إفريقيا: بيانات جديدة ونظرية قديمة". مجلة ما قبل التاريخ العالمي . 22 (4): 415-438 . doi : 10.1007/s10963-009-9030-6 . S2CID 161611760 . 
  82. ↑ الحديد في أفريقيا: إعادة النظر في التاريخ، مؤرشف بتاريخ 25-10-2008 في Wayback Machine – اليونسكو (2002)
  83. ↑ إيريت، كريستوفر (2002). حضارات أفريقيا . شارلوتسفيل: جامعة فرجينيا، ص 136، 137. ISBN 0-8139-2085-X.
  84. ^ إز – اوزوماكا، باميلا. "الحديد وتأثيره على موقع ليا ما قبل التاريخ" . Academia.edu . جامعة نيجيريا، نسوكا، نيجيريا . تم الاسترجاع 12 ديسمبر 2014 .
  85. 1 2 إيغرت (2014). ص 53 –54.
  86. ↑ تايلكوت (1975) (انظر أدناه)
  87. ↑ شميدت، بيتر؛ أفيري، دونالد (1978). "صهر الحديد المعقد والثقافة ما قبل التاريخ في تنزانيا". مجلة ساينس . 201 (4361): 1085-1089 . Bibcode : 1978Sci...201.1085S . doi : 10.1126 / science.201.4361.1085 . JSTOR 1746308. PMID 17830304. S2CID 37926350 .   
  88. ↑ شميدت، بيتر؛ أفيري، دونالد (1983). "مزيد من الأدلة على وجود تقنية حديدية متقدمة في عصور ما قبل التاريخ في أفريقيا". مجلة علم الآثار الميداني . 10 (4): 421-434 . doi : 10.1179/009346983791504228 .
  89. ↑ شميدت، بيتر (1978). علم الآثار التاريخي: منهج بنيوي في ثقافة أفريقية . ويستبورت، كونيتيكت: مطبعة غرينوود.
  90. ↑ أفيري، دونالد؛ شميدت، بيتر (1996). "التسخين المسبق: ممارسة أم وهم؟". ثقافة وتكنولوجيا إنتاج الحديد في أفريقيا . غينزفيل: مطبعة جامعة فلوريدا. ص 267-276 . 
  91. ↑ شميدت، بيتر (2019). "العلم في أفريقيا: تاريخ الإبداع والاختراع في تكنولوجيا الحديد الأفريقية". في: وورغر، دبليو؛ أمبلر، سي؛ أتشيبي، إن (محررون). دليل تاريخ أفريقيا . هوبوكين، نيوجيرسي: وايلي بلاكويل. ص 267-288 . 
  92. ↑ تشايلدز، إس. تيري (1996). "التاريخ التكنولوجي والثقافة في غرب تنزانيا". في شميدت، ب. (محرر). ثقافة وتكنولوجيا إنتاج الحديد في أفريقيا . غينزفيل، فلوريدا: مطبعة جامعة فلوريدا.
  93. ↑ كولينز، روبرت أو.؛ ​​بيرنز، جيمس م. (2007). تاريخ أفريقيا جنوب الصحراء . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0521867467– عبر كتب جوجل.
  94. ↑ إدواردز، ديفيد ن. (2004). ماضي النوبة: علم آثار السودان . تايلور وفرانسيس. ISBN 978-0203482766– عبر كتب جوجل.
  95. ↑ همفريز ج، تشارلتون إم إف، كين ج، ساودر إل، الشيشاني إف (يونيو 2018). "صهر الحديد في السودان: علم الآثار التجريبي في مدينة مروي الملكية" . مجلة علم الآثار الميداني . 43 (5): 399-416 . doi : 10.1080/00934690.2018.1479085 .
  96. ^ لوكاس 2005 ، ص. 10-11، 27.
  97. ↑ آر إل ميلر (أكتوبر 1988). "أحمد ي. الحسن ودونالد ر. هيل، 'التكنولوجيا الإسلامية: تاريخ مصور'"" . التاريخ الطبي . 32 (4): 466– 467. doi : 10.1017/s0025727300048602 .
  98. ↑ كوخمان، دبليو؛ ريبولد، إم؛ غولدبيرغ، آر؛ هوف، دبليو؛ ليفين، إيه إيه؛ ماير، دي سي؛ ستيفان، تي؛ مولر، إتش؛ بيلغر، إيه؛ باوفلر، بي. (2004). "الأسلاك النانوية في فولاذ دمشق القديم". مجلة السبائك والمركبات . 372 ( 1-2 ): L15- L19. doi : 10.1016/j.jallcom.2003.10.005 . ISSN 0925-8388 . ليفين، أ.أ.؛ ماير، د.س.؛ ريبولد، م.؛ كوخمان، و.؛ باتزكه، ن.؛ باوفلر، ب. (2005). " البنية المجهرية لسيف دمشقي أصلي" (ملف PDF) . أبحاث وتكنولوجيا البلورات . 40 (9): 905-916 . رمز Bibcode : 2005CryRT..40..905L . doi : 10.1002/crat.200410456 . S2CID 96560374. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 9 أغسطس 2007. 
  99. ↑ ريبولد، م.؛ ليفين، أ.أ.؛ كوخمان، و.؛ باتزكه، ن.؛ ماير، د.س. (16 نوفمبر 2006). " المواد: أنابيب الكربون النانوية في سيف دمشقي قديم" . مجلة نيتشر . 444 (7117): 286. رمز Bibcode : 2006Natur.444..286R . doi : 10.1038/444286a . PMID 17108950. S2CID 4431079 .  
  100. ١ ٢ "دراسة: حدة وقوة السيوف الأسطورية مستمدة من الأنابيب النانوية" . news.nationalgeographic.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٨ يناير ٢٠١٦.
  101. ↑ لوكاس 2005 ، ص 19.
  102. ↑ تايلكوت (1992). ص 76.
  103. ↑ بيلفورد وروس، ورقة بحثية: صناعة الصلب الإنجليزية في القرن السابع عشر: التنقيب عن فرنَيْن للتصلب في كولبروكديل. مؤرشفة بتاريخ 10 مايو 2018 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) ، Academia.edu، تاريخ الوصول: 30 مارس 2017
  104. 1 2 هاو، هنري ماريون (1911). "الحديد والصلب" . في تشيشولم، هيو (محرر). الموسوعة البريطانية . المجلد 14 ( الطبعة الحادية عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج. ص 803.    
  105. ↑ كينغ، بي دبليو (2002). "مساهمة داد دادلي في علم المعادن". علم المعادن التاريخي . 36 (1): 43-53 .
  106. ↑ كينغ، بي دبليو (2001). "السير كليمنت كلارك واعتماد الفحم في علم المعادن". معاملات جمعية نيوكومن . 73 (1): 33-52 . doi : 10.1179/tns.2001.002 . S2CID 112533187 . 
  107. ↑ أ. رايستريك، سلالة من صانعي الحديد (1953؛ 1989)؛ ن. كوكس، "خيال وابتكار رائد صناعي: أول أبراهام داربي" مراجعة علم الآثار الصناعية 12(2) (1990)، 127-144.
  108. ↑ أ. رايستريك، السلالة ؛ سي كي هايد، التغير التكنولوجي وصناعة الحديد البريطانية 1700-1870 (برينستون، 1977)، 37-41؛ بي دبليو كينج، "تجارة الحديد في إنجلترا وويلز 1500-1815" (أطروحة دكتوراه، جامعة ولفرهامبتون، 2003)، 128-141.
  109. ↑ GR Morton و N. Mutton، "الانتقال إلى عملية كورت للتلبيد" مجلة معهد الحديد والصلب 205(7) (1967)، 722-728؛ RA Mott (تحرير P. Singer)، هنري كورت: الصائغ العظيم: مبتكر الحديد المتلبد (1983)؛ PW King، "تجارة الحديد"، 185-193.
  110. ↑ أ. بيرش، التاريخ الاقتصادي لصناعة الحديد والصلب البريطانية ، 181-189؛ سي كي هايد، التغير التكنولوجي وصناعة الحديد البريطانية (برينستون 1977)، 146-159.
  111. ↑ "صناعة الصلب" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18-06-2009 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-07-2009 .
  112. ↑ " سجل الكونغرس المجلد 148، الجزء 4، من 11 أبريل 2002 إلى 24 أبريل 2002 ". مكتب الطباعة الحكومي للولايات المتحدة .
  113. ↑ تشوبرا، أنوج (12 فبراير 2007). "صناعة الصلب الهندية تخطو على الساحة العالمية" . كريستيان ساينس مونيتور . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2009 .
  114. ↑ "أفضل شركات صناعة الصلب في عام 2017" (ملف PDF) . الرابطة العالمية للصلب. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 23 أغسطس 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أغسطس 2018 .
  115. ↑ "التخطيط طويل الأجل ضروري لتلبية الطلب على الصلب" . صحيفة ذا نيوز . 1 مارس 2008. تاريخ الاطلاع: 2 نوفمبر 2010 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  116. ↑ دي راس، كيفن؛ فان دي فيجفر، روبن؛ جالفيتا، فلاديمير ف.؛ مارين، جاي ب.؛ فان جيم، كيفن م. (2019-12-01). "احتجاز الكربون واستخدامه في صناعة الصلب: تحديات وفرص الهندسة الكيميائية" (ملف PDF) . الرأي الحالي في الهندسة الكيميائية . 26 : 81-87 . Bibcode : 2019COCE...26...81D . doi : 10.1016/j.coche.2019.09.001 . hdl : 1854/LU-8635595 . ISSN 2211-3398 . S2CID 210619173 .  
  117. ↑ نالاباني، ساسيدهار (2025). "تحديث أفران الصهر لإنتاج الفولاذ الأخضر واليوريا الخضراء" (ملف PDF) . المجلة الهندية لهندسة البيئة . 5 (2): 19-25 . doi : 10.54105/ijee.B1871.05021125 . ISSN 2582-9289 . تاريخ الاسترجاع: 21 نوفمبر 2025 . 
  118. ↑ أوشيتيل، لويس (1 يناير 2009). "صناعة الصلب، في حالة ركود، تتطلع إلى التحفيز الفيدرالي" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يوليو 2009 .

فهرس

  • إيبري، والثال، باليه (2006). شرق آسيا: تاريخ ثقافي واجتماعي وسياسي . بوسطن: شركة هوتون ميفلين.
  • إيغرت، مانفريد (2014). "الحديد المبكر في غرب ووسط أفريقيا". في برونينغ، ب (محرر). نوك: النحت الأفريقي في سياقه الأثري . فرانكفورت: دار نشر أفريكا ماغنا فيرلاغ. ISBN 978-3937248462تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 فبراير 2022 .
  • لوكاس، آدم روبرت (2005). "الطحن الصناعي في العالم القديم والوسيط: دراسة استقصائية للأدلة على الثورة الصناعية في أوروبا في العصور الوسطى". التكنولوجيا والثقافة . 46 (1): 1-30 . doi : 10.1353/tech.2005.0026 . S2CID 109564224 . 
  • نيدهام، جوزيف (1986). العلم والحضارة في الصين: المجلد 4، الجزء 2 ؛ نيدهام، جوزيف (1986). العلم والحضارة في الصين: المجلد 4، الجزء 3 .
  • تايلكوت، آر إف (1992). تاريخ علم المعادن (  الطبعة الثانية). لندن: دار ماني للنشر، لصالح معهد المواد. رقم ISBN 978-0901462886.
  • والدباوم، جين سي. (1978). من البرونز إلى الحديد: الانتقال من العصر البرونزي إلى العصر الحديدي في شرق البحر الأبيض المتوسط . دراسات في علم آثار البحر الأبيض المتوسط، المجلد 54. غوتنبرغ : بول أستروم. ISBN 9185058793.

للمزيد من القراءة

  • نولز، آن كيلي. (2013). إتقان الحديد: الكفاح من أجل تحديث صناعة أمريكية، 1800-1868 (مطبعة جامعة شيكاغو) 334 صفحة
  • لام، وينغتشيونغ (2014). هل كل قديم يعود جديدًا؟ إعادة التفكير في الانتقال إلى إنتاج الحديد الزهر في سهول وسط الصين ، الجامعة الصينية في هونغ كونغ
  • بلينر، ر. (2000). الحديد في علم الآثار. مصاهر الأزهار الأوروبية , براغ, Archeologický Ústav Av Cr.
  • باوندز، نورمان جي جي (1957). "الجغرافيا التاريخية لصناعة الحديد والصلب في فرنسا". حوليات جمعية الجغرافيين الأمريكيين 47#1، ص  3-14. JSTOR 2561556 . 
  • فاغنر، دونالد (1996). الحديد والصلب في الصين القديمة . ليدن: إي جيه بريل.
  • وودز، مايكل وماري ب. وودز (2000). البناء القديم (التكنولوجيا القديمة). دار نشر رونستون.