مكابس التنظيف

الحديد الزهر هو مادة وسيطة تستخدمها صناعة الحديد في إنتاج الصلب . يُستخرج عن طريق صهر خام الحديد في فرن الصهر . يحتوي الحديد الزهر على نسبة عالية من الكربون ، تتراوح عادةً بين 3.8 و4.7%، ^{[ 1 ]} بالإضافة إلى السيليكا وشوائب أخرى ، مما يجعله هشًا وغير مفيد بشكل مباشر كمادة خام إلا في تطبيقات محدودة. ^{[ 2 ]}

يتخذ قالب صبّ سبائك الحديد الزهر شكلاً تقليدياً متفرعاً في الرمل ، حيث تتعامد العديد من السبائك الفردية ^{[ 3 ]} مع قناة مركزية أو "مجرى"، تشبه صغار الخنازير التي ترضعها أمها . بعد أن يبرد المعدن ويتصلب، تُفصل السبائك الصغيرة ("الخنازير") ببساطة عن المجرى ("الأم")، ومن هنا جاءت تسمية "الحديد الزهر". [ ^{4 ] ولأن} الحديد الزهر يُعاد صهره، فإن عدم انتظام حجم السبائك ووجود كميات صغيرة من الرمل لا يُؤثران بشكل ملحوظ على سهولة الصب والتداول.

كان الصينيون يصنعون الحديد الزهر خلال أواخر عهد أسرة تشو (التي انتهت عام 256  قبل الميلاد). ^{[ 5 ]} قد يعود تاريخ بعض الأفران، مثل فرن لافيتان في السويد، إلى القرن الثاني عشر، وبعضها في مقاطعة مارك إلى القرن الثالث عشر، وهي الآن جزء من وستفاليا ، ألمانيا. ^{[ 6 ]} من غير الواضح ما إذا كانت هذه التطورات في شمال أوروبا مستمدة من التطورات الصينية أم أنها اختراعات مستقلة. افترض فاغنر ^{[ 7 ]} وجود صلة محتملة عبر الاتصالات الفارسية مع الصين على طول طريق الحرير ، والاتصالات الفايكنجية مع بلاد فارس، ^{[ 5 ]} ولكن هناك فجوة زمنية بين العصر الفايكنجي وفرن لافيتان. يُعد الانتقال من فرن الصهر الأولي إلى الفرن العالي قفزة تقنية كبيرة: فهو لا يتطلب فرنًا أكبر ومراوح أقوى فحسب، بل يتطلب أيضًا مواد حرارية عالية الجودة وبوتقة للحديد المنصهر. درجات الحرارة أعلى بكثير: أكثر من 1538 درجة مئوية (2800 درجة فهرنهايت) ، وهي درجة انصهار الحديد.  

كان صهر الحديد المطاوع وإنتاجه معروفًا في أوروبا القديمة والشرق الأوسط، ولكن كان يتم إنتاجه في أفران الصهر عن طريق الاختزال المباشر . تتكون حبيبات صغيرة من الحديد الزهر منتشرة في الخبث في جميع أفران الحديد، ولكن كان على مشغل فرن الصهر تجنب الظروف التي تؤدي إلى  تحول الحديد إلى سائل داخل الفرن، لأن حبيبات الحديد الزهر أو أي حديد زهر ناتج عنها غير قابلة للطرق، وبالتالي لا يمكن تشكيلها كقطعة واحدة. وبدلاً من ذلك، كانت عملية إزالة الكربون من الحديد الزهر وتحويله إلى فولاذ عملية شاقة للغاية باستخدام تقنيات العصور الوسطى، لذلك في أوروبا قبل العصور الوسطى، كانت الحبيبات تُرمى مع الخبث. ^{[ 8 ]}

تقليديًا، كان يُصنع الحديد الزهر من الحديد المطاوع في أفران الصهر ، ثم في أفران التكرير ، ومؤخرًا يُصنع منه الفولاذ . ^{[ 9 ]} في هذه العمليات، يُصهر الحديد الزهر ويُمرر فوقه تيار هواء قوي مع التقليب أو التحريك. يؤدي ذلك إلى أكسدة الشوائب الذائبة (مثل السيليكون) بشكل كامل . يُعرف المنتج الوسيط لعملية التكرير بالحديد الزهر المكرر ، أو الحديد الناعم ، أو الحديد المكرر . ^{[ 10 ]}

يمكن استخدام الحديد الزهر لإنتاج الحديد الرمادي . ويتم ذلك بإعادة صهر الحديد الزهر، غالبًا مع كميات كبيرة من الفولاذ وخردة الحديد ، وإزالة الشوائب غير المرغوب فيها، وإضافة السبائك، وضبط نسبة الكربون . كما يمكن إنتاج الحديد المطاوع باستخدام أنواع معينة من الحديد الزهر عالي النقاء؛ وبحسب نوع الحديد المطاوع المُنتَج، قد يكون الحديد الزهر المُختار منخفضًا في عناصر السيليكون والمنغنيز والكبريت والفوسفور . يُستخدم الحديد الزهر عالي النقاء لتخفيف أي عناصر في شحنة الحديد المطاوع قد تكون ضارة بعملية إنتاج الحديد المطاوع (باستثناء الكربون) .

• صنع قوالب الرمل للحديد الزهر في معهد سميثسونيان للتاريخ