מה ההבדל בין מתכות להתכה?

מטלורגיה והתכה הם שני מושגים שונים. למרות ששניהם קשורים לעיבוד ולזיקוק של עפרות, עדיין יש כמה הבדלים ביניהם. מאמר זה יציג את ההגדרה, ההיסטוריה, העקרונות הבסיסיים, הציוד העיקרי ותחומי היישום של מתכות והתכה בהתאמה, וישווה את הדמיון וההבדלים ביניהם.

1. מטלורגיה והתכה
מטלורגיה מתייחסת לתהליך הפקת מתכות או תרכובות מתכות מעפרות ועיבודן לחומרים מתכתיים בעלי תכונות רצויות. הוא כולל שורה של קישורי ייצור כגון כריית מתכות, עיבוד מינרלים, התכה, יציקה, עיבוד וטיפול בחום.
התכה מתייחסת לתהליך של שחרור חומרי מתכת המכילים פחמן כגון ברזל חזיר או פלדה גולמית באמצעות תגובות חמצון, ולאחר מכן התכה וזיקוק לקבלת מוצרי פלדה עם ההרכב הכימי, המבנה והמאפיינים המטאלוגרפיים הנדרשים. הוא כולל בעיקר שלושה שלבים: הכנה, התכה וזיקוק.
2.פיתוח
מטלורגיה מקורה בימי קדם ויש לה היסטוריה של אלפי שנים. המתכת הקדומה ביותר ששימשה את בני האדם הייתה נחושת. עם התפתחות הטכנולוגיה, התגלו בהדרגה שיטות התכה של ברזל, אבץ, בדיל, עופרת ומתכות נוספות. עד ימי הביניים, הטכנולוגיה המתכתית האירופית התפתחה במהירות, במיוחד התפתחות תעשיית הפלדה, שקידמה את התקדמות המתכות.
התפתחות טכנולוגיית ההתכה החלה בייצור פלדה. כבר באלף השני לפני הספירה, אנשים החלו להשתמש בברזל לייצור כלים וכלי נשק. באמצע-19 המאה, מדינות אירופה החלו לאמץ שיטות מודרניות לייצור פלדה. עם התפתחות הטכנולוגיה, טכנולוגיית ההיתוך ממשיכה להתקדם, וגם שיטות ייצור פלדה היו בשימוש נרחב.
3. עקרונות מטלורגיה והתכה
העקרונות הבסיסיים של המטלורגיה כוללים עקרונות פיסיקליים וכימיים ועקרונות תרמודינמיים. עקרונות הכימיה הפיזיקלית לומדים בעיקר את התכונות, המבנה, שינויי הפאזות והתגובות של מתכות ותרכובותיהן; עקרונות התרמודינמיקה לומדים בעיקר את הכיוונים והגבולות של תגובות כימיות שונות, כמו גם את הקשר שלהם עם משתנים כמו טמפרטורה ולחץ. יישום העקרונות הללו יכול לעזור לאנשים להבין את תכונות המתכות והתרכובות שלהן ולהנחות פעולות שונות בתהליך הייצור.
העיקרון הבסיסי של התכה הוא לחמצן את הפחמן בברזל חזיר או פלדה גולמית לגז פחמן דו חמצני באמצעות תגובת חמצון בטמפרטורה גבוהה כדי להשיג את מטרת הפחמן. בטמפרטורות גבוהות, גם זיהומים בברזל מותך יעברו תגובות חמצון כדי ליצור תחמוצות שונות ולהיכנס לסיג. ניתן להפחית את התחמוצות הללו ליצירת מתכות דמויות ספוג או סגסוגות שניתן לעבד אותן בהמשך למוצרי הפלדה הרצויים.

4. הבדלים בציוד בשימוש
הציוד המטלורגי העיקרי כולל ציוד כרייה, ציוד לעיבוד מינרלים, ציוד התכה, ציוד יציקה וציוד לטיפול בחום. ביניהם, ציוד ההתכה כולל בעיקר תנורי קשת חשמליים, תנורי אינדוקציה ותנורי הדהוד; ציוד היציקה כולל בעיקר מכונות יציקה שונות; ציוד לטיפול בחום כולל בעיקר תנורי חימום והתקני קירור שונים.
הציוד העיקרי של הזיקוק כולל ציוד הכנה, ציוד התכה וציוד זיקוק. ביניהם, ציוד ההכנה כולל בעיקר מעמיסים, דוחפים ומנופים; ציוד התכה כולל בעיקר ממירים ותנור פיצוץ; ציוד הזיקוק כולל בעיקר תנורי אח פתוח, תנורי קשת חשמליים ומכשירי זיקוק ואקום.
5. שדות היישום של השניים שונים.
תחומי היישום של המטלורגיה רחבים מאוד, לרבות ייצור ועיבוד של מתכות לא ברזליות, ייצור ועיבוד פלדה, ייצור ועיבוד של מתכות נדירות, התעשייה הכימית ותחומים נוספים. בייצור ועיבוד פלדה, הטכנולוגיה המתכתית ממשיכה להתפתח, אשר מציבה גם דרישות גבוהות יותר לביצועים ואיכות הפלדה. חומרי פלדה משמשים בייצור מכונות, ייצור רכב, בניית גשרים ותחומים אחרים
משמש בעיקר בבנייה, התכה ותחומים אחרים, יש לו מגוון רחב של שימושים. ייצור ועיבוד מוצרים כרוך בתעשיית הפלדה, ייצור מכונות, ייצור רכב ותחומים נוספים. עם התפתחות הטכנולוגיה וההתרחבות המתמשכת של הביקוש בתחומי היישום, גם טכנולוגיית ההיתוך משתפרת ומתפתחת כל הזמן, וזנים חדשים של פלדה מפותחים כל הזמן כדי לענות על הצרכים של תחומים שונים.

מטלורגיה והתכה שניהם מחלצים מתכות או תרכובות מתכות מעפרות אך אינן מעבדות אותן לפעולות עיבוד אחרות. ציוד עם הצרכים והיכולות המקוריים של בדי מתכת קיים בתהליך. יחד עם זאת, גם שדות היישום שלהם שונים.
לסיכום, מתכות והתכה הם שניהם תהליכים של הפקת מתכות או תרכובות מתכת מעפרות ועיבודם לחומרים מתכתיים בעלי תכונות רצויות.