철

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철이 가장 일반적인 하나의 요소에 지구입니다. 인간의 거의 모든 구조는 적어도 약간의 철분이 포함되어 있습니다. 그것은 또한 가장 오래된 금속 중 하나이며 적어도 3,500 년 전에 유용하고 장식적인 물건으로 처음 만들어졌습니다. 순수한 철은 부드럽고 회백색 금속입니다. 철은 일반적인 요소이지만 순수한 철은 자연에서 거의 발견되지 않습니다. 자연적으로 존재하는 것으로 알려진 유일한 순수한 철은 타락한 운석에서 비롯됩니다. 대부분의 철분은 철분과 다른 원소의 조합에 의해 형성된 미네랄에서 발견됩니다. 산화철이 가장 일반적입니다. 철 함량이 가장 높은 지구 표면 근처의 미네랄은 철 광석으로 알려져 있으며 상업적으로 채굴됩니다. 철광석은 여러 공정을 통해 다양한 유형의 철로 변환됩니다. 가장 일반적인 프로세스는 약 92-94%철 및 다른 요소의 적은 양의 3-5%탄소 인 돼지 철을 생산하는 용광로의 사용이다. 돼지 철은 제한된 용도를 가지고 있으며,이 철의 대부분은 더 탄소 함량을 줄이고 망간 및 니켈과 같은 다른 요소를 추가하여 다양한 강철 합금으로 변환되는 제철소에 계속되어 강철 특정 특성을 부여합니다. 역사학자들은 이집트인들이 약 5~6 천년 전에 소량의 철분을 사용한 최초의 사람들이라고 믿는다. 그들이 사용한 금속은 분명히 운석에서 추출되었습니다. 철 채굴 및 제련의 첫 번째 사례로 여겨지는 것에 대한 증거는 현재 터키의 고대 히타이트 문화를 지적합니다. 철은 다른 알려진 금속보다 무기 및 도구 제조에 훨씬 우수한 재료 였기 때문에 그 생산은 밀접하게 보호 된 비밀이었습니다. 그러나 기본 기술은 간단했고 철분 사용이 점차 확산되었습니다. 그것은 다른 재료에 비해 유용,철은 단점이 있었다. 그것으로 만든 도구의 품질은 철광석을 채취하는 지역과 철을 추출하는 데 사용되는 방법에 따라 매우 다양했습니다. 추출 과정에서 일어나는 변화의 화학적 특성은 이해되지 않았다;특히,금속의 경도에 탄소의 중요성. 관행은 세계의 다른 부분에서 널리 다양. 증거가있다,예를 들면,중국은 녹여 철을 캐스팅 할 수 있었다 매우 초기 구현,그리고 일본은 소량으로 강철로 놀라운 결과를 생산,가보 칼에 의해 입증 된 바와 같이,데이트 다시 세기. 중동과 인도에서도 비슷한 혁신이 이루어졌지만,그 과정은 결코 다른 세계에도 나타나지 않았다. 수세기 동안 유럽인들은 철을 융점까지 가열하는 방법이 전혀 없었습니다. 철을 생산하기 위해 그들은 점토가 늘어선 오븐에서 나무로 철광석을 천천히 태웠다. 철 주변 바위에서 분리 하지만 결코 아주 녹아. 대신,그것은 망치에 의해 제거 된 피 각질의 슬래그를 형성했습니다. 이 반복 가열 및 망치질 공정은 산화철과 산소를 혼합하여 철을 생성하고 금속에서 탄소를 제거했습니다. 결과는 거의 순수한 철이었다,쉽게 망치와 집게 모양하지만 너무 부드러운 가지고 좋은 가장자리를 유지. 그 금속이 망치로 형상이나 가공하였으므로 연철이라 일컬음을 받더라 동쪽에서 유럽으로 돌아온 도구와 무기는 녹아서 모양이 된 철로 만들어졌습니다. 탄소를 더 유지해서,무쇠는 단철 보다는 더 단단하 날카로운 보전될 것입니다. 그러나,그것은 또한 연철보다 더 부서지기 쉽습니다. 유럽의 철 노동자들은 동부인들이 더 나은 철분을 가지고 있다는 것을 알았지 만,더 강한 철 제품을 만드는 것과 관련된 과정은 아닙니다. 국가 전체가 그 과정을 발견하기위한 노력을 시작했습니다. 1740 년까지 오지 않았다. 그 해에 벤자민 헌츠먼은 시계 제조에 사용되는 강철 스프링 생산을위한 재료의 용융에 대한 특허를 출원했습니다. 다음 20 년 또는 이렇게,절차는 더 넓게 채택되었다. 헌츠맨은 용광로를 사용하여 단철을 점토 도가니에 녹였습니다. 그런 다음 조심스럽게 측정 된 양의 순수한 숯을 녹은 금속에 첨가했습니다. 그 결과 합금은 스프링으로 주조 할 때 강하고 유연했습니다. 헌츠맨은 원래 더 나은 시계를 만드는 데에만 관심이 있었기 때문에 그의 도가니 강철은 해상 크로노 미터의 개발로 직접 이어졌으며,이는 매리너스가 동쪽/서쪽 위치를 정확하게 결정할 수 있도록함으로써 글로벌 탐색을 가능하게했습니다. 그는 또한 현대 야금을 발명했다는 사실은 그가 분명히 통지하지 못한 부작용이었다. 고로에서 선철을 생산하는 데 사용되는 원료는 철광석,코크스,소결 및 석회석입니다. 철 광석은 주로 산화철이며 자철광,적철광,리모나이트 및 기타 여러 암석을 포함합니다. 이 광석의 철 함량은 70%에서 20%이하까지 다양합니다. 코크스는 거의 순수한 탄소가 될 때까지 석탄을 가열하여 만든 물질입니다. 소결은 낮은 등급으로 구성되어,미세하게 분할 철광석 어느,코크스와 석회와 구운 광석 불순물의 많은 양을 제거하는. 석회암은 자연적으로 발생하며 탄산 칼슘의 공급원입니다. 다른 금속은 때때로 크롬,니켈,망간,몰리브덴 및 텅스텐과 같은 다양한 형태의 강철 생산에서 철과 혼합됩니다. 철광석을 고로에서 사용하기 전에,그것은 지상에서 추출하고 부분적으로 불순물의 대부분을 제거하기 위해 정제해야합니다. 그의 긴 집게에 기대어,이 젊은 철 웅덩이의 도우미는 발칸의 아들들이 젊은 노동 조합이었던 1860 년대 초에이 사진을 위해 포즈를 취했습니다.