இரும்புத் தாதுவிலிருந்து எஃகு தயாரிக்கும் செயல்முறை

இரும்புத் தாதுவிலிருந்து எஃகு தயாரிக்கும் செயல்முறை

நவீனத் தொழில்துறையில் எஃகு மிக முக்கியமான உலோகங்களில் ஒன்றாகும். அதன் வலிமை, நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் அரிப்பை எதிர்க்கும் திறன் ஆகியவை, கட்டிடக் கட்டுமானம் முதல் வாகன உற்பத்தி வரை பலதரப்பட்ட பயன்பாடுகளுக்கு இதை ஒரு முதன்மைத் தேர்வாக ஆக்குகின்றன. இருப்பினும், எஃகைப் பயன்படுத்துவதற்கு முன்பு, அது இரும்புத் தாதுவிலிருந்து தொடங்கி, சிக்கலான மற்றும் கட்டமைக்கப்பட்ட தொடர் செயல்முறைகளுக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும். இந்தக் கட்டுரை, இரும்புத் தாதுவிலிருந்து எஃகு தயாரிக்கும் செயல்முறையை, சுரங்கத் தொழில், பதப்படுத்துதல் மற்றும் இறுதி எஃகு தயாரிப்பு ஆகிய நிலைகளை உள்ளடக்கி, விரிவாக விவாதிக்கும்.

இரும்புத் தாது அகழ்வாராய்ச்சி

### இருப்பிடம் மற்றும் சுரங்கம்
இரும்புத் தாது அகழ்வாராய்ச்சி, அதிக இரும்புச் செறிவுள்ள சுரங்கத் தளங்களில் தொடங்குகிறது. இரும்பு வளங்கள் பொதுவாக ஆக்சைடுகள், சல்பைடுகள் அல்லது கார்பனேட்டுகள் வடிவில் காணப்படுகின்றன; இவற்றில் ஹெமடைட் (Fe₂O₃) மற்றும் மேக்னடைட் (Fe₃O₄) ஆகிய இரண்டு தாதுக்களே எஃகாகப் பதப்படுத்தப்படும் மிகவும் பொதுவானவை. இந்தச் சுரங்கச் செயல்முறையானது, பொதுவாகத் திறந்தவெளி அல்லது நிலத்தடிச் சுரங்கங்களிலிருந்து தாதுவைப் பிரித்தெடுப்பதை உள்ளடக்கியுள்ளது.

1. அகழ்வு: அகழ்விகள் அல்லது புல்டோசர்கள் போன்ற கனரக உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி, தாதுக்கள் அடங்கிய பொருட்கள் சுரங்கத் தளத்திலிருந்து அகற்றப்படுகின்றன.
2. போக்குவரத்து: பின்னர், வெட்டி எடுக்கப்பட்ட தாது, லாரிகள் அல்லது தொடர்வண்டிகள் மூலம் பதப்படுத்தும் ஆலைக்குக் கொண்டு செல்லப்படுகிறது.

இரும்புத் தாது பதப்படுத்துதல்

### அழிவும் பிரிவும்
சுரங்கப் பணிக்குப் பிறகு முதல் கட்டம் இரும்புத் தாதுவை நொறுக்குவதாகும். பிரித்தெடுக்கும் செயல்முறையின் செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்காக, பெரிய தாதுக்கள் சிறிய துண்டுகளாக நொறுக்கப்படுகின்றன.

1. முதன்மை நொறுக்குதல்: பெரிய நொறுக்கும் இயந்திரங்கள் தாதுவைச் சிறிய துண்டுகளாக நொறுக்குகின்றன.
2. இரண்டாம் நிலை அரைத்தல்: அரைக்கப்பட்ட தாது, விரும்பிய அளவை அடைவதற்காக மேலும் அரைக்கப்படுகிறது.

நொறுக்கிய பிறகு, இரும்புத் தாது பின்வரும் செயல்முறைகள் மூலம் உலோகமல்லாத பொருட்களிலிருந்து பிரிக்கப்படுகிறது:

1. காந்தப் பிரிப்பு: இரும்பு அல்லாத கலவையிலிருந்து இரும்புத் துகள்களை ஈர்ப்பதற்கு காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்துதல்.
2. மிதத்தல் முறை: மற்ற கனிம அசுத்தங்களிலிருந்து இரும்பைப் பிரித்தெடுக்க வேதிப்பொருட்களைப் பயன்படுத்துதல்.

### சுத்திகரிப்பு
மேலும் மேற்கொள்ளப்படும் சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகள், இரும்புத் தாதுவிலிருந்து அசுத்தங்களை அகற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. இந்தச் செயல்முறையின் படிகள் பின்வருமாறு:

1. வறுத்தல்: சூடான காற்றில் தாதுவைக் கரித்தல். இந்த செயல்முறை சல்பைடுகளை ஆக்சைடுகளாக மாற்றுவதோடு, வாயு வடிவில் உள்ள பெரும்பாலான அசுத்தங்களையும் நீக்குகிறது.
2. ஒடுக்கம்: கார்பன் மோனாக்சைடு அல்லது ஹைட்ரஜன் போன்ற ஒடுக்கும் காரணியைப் பயன்படுத்தி இரும்பு ஆக்சைடை கச்சா இரும்பாக ஒடுக்குதல். இந்த செயல்முறை பொதுவாக ஊது உலையில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

### வெடிப்பு உலை
ஊது உலை என்பது எஃகு உற்பத்தி செயல்முறையின் இதயமாகும். ஊது உலைக்குள் இரும்புத் தாது, கோக் (கார்பன்) மற்றும் சுண்ணாம்புக்கல் (கால்சியம் கார்பனேட்) ஆகியவை உள்ளிடப்படுகின்றன.

1. ஊட்ட இணைப்பு: இரும்புத் தாது, கோக் மற்றும் சுண்ணாம்புக்கல் ஆகியவை ஊது உலையின் மேற்பகுதியிலிருந்து ஊட்டப்படுகின்றன.
2. பற்றவைப்பு மற்றும் வினை: உலையின் அடிப்பகுதியிலிருந்து சூடான காற்று செலுத்தப்பட்டு, வெப்பநிலை 1500-2000°C ஆக உயர்த்தப்படுகிறது. கோக் ஒரு எரிபொருளாகவும், இரும்பு ஆக்சைடை உருக்கிய இரும்பாக ஒடுக்கும் ஒடுக்கும் காரணியாகவும் செயல்படுகிறது.
– பொதுவான வினை: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
3. கசடு மற்றும் உருகிய உலோகத்தை அகற்றுதல்: உலோகமல்லாத அசுத்தங்களைக் கொண்ட கசடு மேற்பரப்பிற்கு மேலே வந்து அகற்றப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் உருகிய இரும்பு உலோகம் கீழே வழிந்து சென்று சேகரிக்கப்படுகிறது.

எஃகாக மாற்றும் செயல்முறை

பன்றி இரும்பு கிடைத்தவுடன், அடுத்த கட்டமாக அதை எஃகாக மாற்ற வேண்டும். இந்தச் செயல்முறையில், அதிலுள்ள அசுத்தங்களை மேலும் அகற்றி, விரும்பிய பண்புகளை அடைவதற்காக மற்ற தனிமங்களுடன் கலக்கப்படுகிறது.

இரும்பு மாற்ற செயல்முறை
இரும்பை எஃகாக மாற்றுவதற்குப் பல முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றுள் சில:

1. அடிப்படை ஆக்சிஜன் உலை (BOF):
உருகிய இரும்பு, சிறிதளவு உலோகத் துண்டுகளுடன் கலக்கப்பட்டு BOF மாற்றிக்குள் செலுத்தப்படுகிறது.
கன்வெர்ட்டருக்குள் தூய ஆக்ஸிஜன் காற்று செலுத்தப்படுவதால், கார்பன், சிலிக்கான், மாங்கனீசு மற்றும் பாஸ்பரஸ் போன்ற அசுத்தங்கள் விரைவாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடைகின்றன.
நிகழும் வெப்ப உமிழ் வினையானது வெப்பநிலையை அதிகரித்து, இரும்பைத் திரவ எஃகாகத் தூய்மைப்படுத்துகிறது.

2. மின் வில் உலை (EAF):
– இது முதன்மையாக மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட எஃகுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உலோகக் கழிவுகள் ஒரு உலைக்குள் இடப்பட்டு, கிராஃபைட் மின்முனைகளைப் பயன்படுத்தி மின் வில் மூலம் சூடுபடுத்தப்படுகின்றன.
அதிக வெப்பநிலையானது உலோகக் கழிவுகளை உருக்கி, அதிலுள்ள அசுத்தங்களை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்து அகற்ற உதவுகிறது.

சுத்திகரிப்பு மற்றும் வார்ப்பு
திரவ எஃகு கிடைத்தவுடன், எஃகின் கலவை மற்றும் பண்புகளைச் சரிசெய்வதற்காக சுத்திகரிப்பு செயல்முறை தொடர்கிறது.

1. உலோகக் கலவையாக்கல்: அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறன் அல்லது இழுவிசை வலிமை போன்ற எஃகின் சில பண்புகளை மேம்படுத்துவதற்காக, குரோமியம், நிக்கல் மற்றும் மாலிப்டினம் போன்ற உலோகக் கலவைத் தனிமங்களைச் சேர்ப்பது.
2. வாயு நீக்கம்: கட்டமைப்பு பலவீனங்களைத் தடுப்பதற்காக, உருகிய எஃகில் கரைந்துள்ள வாயுக்களை அகற்றும் செயல்முறை.
3. தொடர் வார்ப்பு: உருகிய எஃகு ஒரு தொடர் வார்ப்பு அச்சில் ஊற்றப்படுகிறது, அங்கு அது குளிர்ந்து ஒரு நீண்ட தகடு அல்லது கம்பியாக இறுகுகிறது.

இறுதி செய்தல் மற்றும் வடிவமைத்தல்
தொடர் வார்ப்பிலிருந்து பெறப்படும் அரைகுறை எஃகுப் பொருட்களின் தரத்தையும் இறுதி வடிவத்தையும் மேம்படுத்துவதற்கு, அவற்றுக்கும் இறுதிச் செப்பனிடும் செயல்முறைகள் தேவைப்படுகின்றன. இந்தச் செயல்முறையில் பின்வருவன அடங்கும்:

1. சூடான உருட்டல்: தகடு அல்லது கம்பியானது மீண்டும் சூடாக்கப்பட்டு, விரும்பிய வடிவம் மற்றும் அளவைப் பெறுவதற்காக உயர் வெப்பநிலையில் உருளைகள் வழியாகச் செயலாக்கப்படுகிறது.
2. குளிர் உருட்டல்: எஃகின் வலிமையையும் மேற்பரப்புப் பளபளப்பையும் அதிகரிக்கப் பயன்படும் ஒரு குளிர் வேலைப்பாடு செயல்முறை.
3. வெப்பச் செயலாக்கம்: கடினத்தன்மை அல்லது உறுதித்தன்மை போன்ற விரும்பிய இயந்திரவியல் பண்புகளைப் பெறுவதற்காக, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழ்நிலைகளில் வெப்பப்படுத்தி மற்றும் குளிர்விக்கும் இறுதிக் கட்டம்.

முடிவுரை
இரும்புத் தாதுவிலிருந்து எஃகு தயாரிக்கும் செயல்முறை என்பது, சுரங்கத் தொழில், பதப்படுத்துதல், சுத்திகரிப்பு, உருமாற்றம் மற்றும் இறுதி செய்தல் எனப் பல்வேறு நிலைகளை உள்ளடக்கிய ஒரு நீண்ட செயல்முறையாகும். இதன் விளைவாகக் கிடைக்கும் எஃகுப் பொருள் தேவையான தரத் தரநிலைகளைப் பூர்த்தி செய்வதை உறுதிசெய்ய, ஒவ்வொரு நிலைக்கும் சிறப்புத் தொழில்நுட்பமும் நிபுணத்துவமும் தேவைப்படுகிறது. இந்தச் சிக்கலான மற்றும் கட்டமைக்கப்பட்ட செயல்முறையின் மூலம், பல்வேறு தொழில்துறைத் துறைகளில் பயன்படுத்தப்படும் எஃகைத் திறமையாக உற்பத்தி செய்து, மாறிவரும் நவீனத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடிகிறது.