இரும்பும் எஃகும்
89
இரும்பும் எஃகும்
பெஸ்ஸிமர் முறை (Bessemer process): ஆயுதங்களில் பயன்படும் எஃகில் கரி 1% இருக்கும். இதைவிடக் குறைவான கரியுள்ள எஃகு கட்டட வேலைகளுக்குப் பயன்படுகிறது 1856-ல் ஹென்ரி பெஸ்ஸிமர் என்ற அறிஞர் கண்டுபிடித்த முறையினால் இவ்வகை எஃகைத் தயாரிப்பது எளிதாயிற்று. இதனால் எஃகின் விலை ஐந்திலொரு பங்காகக் குறைந்தது. இம்முறையில் இரும்பை உருக்கி, அதன் வழியே காற்றை ஊதி அதிலுள்ள அசுத்தங்களை எரித்துத் தூய எஃகைப் பெறுகிறார்கள். மஷட் (Mushet) என்பவரால் இம்முறை இன்னும் சீர்திருத்தப்பட்டது. இம்முறையை அமில முறையென்றும், உப்பு மூல முறையென்றும் இரண்டாகப் பிரிக்கலாம்.
சிலிக்காவினால் ஆன கற்களால் உட்புறம் கட்டப்பட்ட பெரிய எஃகு கலம் அமிலமுறையில் பயன்படுகிறது. இது சுமார் 20 அடி உயரமும், 10 அடி விட்டமும் உள்ளது. கிடையான அச்சில் இதை முன்னும் பின்னும் சாய்க்கக் கூடியவாறு இது அமைந்திருக்கும். கலத்தைச் சாய்த்து 1.30° வெப்பநிலையில் 15-20 டன் எஃகு இதற்குள் கொட்டப்பட்டு, அதன் அடியிலுள்ள துவாரங்களின் வழியே காற்று ஊதப்படுகிறது. கலத்தை நேராக நிமிர்த்தினால், அதற்குள் பல வினைகள் நிகழ்ந்து, சிலீக்கனும் மாங்கனீஸும் ஆக்சைடுகளாக மாறிக் கசடாக மிதக்கின்றன. இந்த வினைகளினால் தோன்றும் வெப்பம் எக்கை உருகிய நிலையிலேயே வைக்கிறது. இதிலுள்ள கரியானது ஆக்சிஜனுடன் கூடிக் கார்பன் மானாக்சைடாக மாறிக் கலத்தின் வாயில் ஒளிவிட்டு எரிகிறது. இச்சுடர் தணிந்ததும் காற்று ஊதுவதை நிறுத்திக் கலத்தைச் சாய்த்தால் அதற்குள் கொதிக்கும் நிலையிலுள்ள மிருதுவான வகை எஃகும் அதன் மேற்பரப்பில் மிதக்கும் கசடும். இருக்கும். இதைக் கீழுள்ள பெரிய அகப்பைகளில் கொட்டி, அதனுடன் இரும்பு-மாங்கனீஸ் கலவையைச் சிறிதளவு சேர்த்துத் தேவையான அளவு கரியையும் கலந்து பாளங்களாக வார்க்கலாம். இம்முறையில் இரும்பிலுள்ள பாஸ்வரத்தை அகற்ற முடிவதில்லை. ஆகையால் பாஸ்வரத்தின் அளவு 0.08 சதவிகிதத்திற்கும் குறைவான இரும்புவகைகளுக்கு இம்முறை ஏற்றது.
பாஸ்வரம் அதிகமான 1.5-2-5% இரும்புவகைகளிலிருந்து எஃகைப் பெறத் தாமஸ், சில்கிரைஸ்ட் என்ற இரு அறிஞர்கள் பெஸ்ஸியர் முறையில் ஒரு மாறுதலைச் செய்தனர். இதில் கலத்தின் உட்புறம் உப்புமூலத் தன்மையுள்ள டாலமைட்டு மாக்னசைட்டு ஆகிய பொருள்களில் ஒன்றால் அமைக்கப்படுகிறது. காற்றை ஊதுமுன் தேவையான அளவு சுண்ணாம்பும் சேர்க்கப்படுகிறது. ஆகையால் உருகிய இரும்பி லுள்ள பாஸ்வரம் இச்சுண்ணாம்புடன் கூடிக் கால்சியம் பாஸ்பேட்டாக மாறிக் கசட்டுடன் கலந்து பிரிந்துவிடுகிறது.
திறந்த கணப்பு முறை (The open hearth process): 1850-ல் சீமன்ஸ் சகோதரர்கள் (Siemens brothers) உயர்ந்த சூடு தரும் உலைகளைப்பற்றி ஆராய்ச்சி செய்து கொண்டிருந்தார்கள். அதுவரை நிலக்கரி அல்லது கல்கரியை எரிக்கும் உலைகளில் உயர்ந்த வெப்பநிலைகளைப் பெற முடியாமலிருந்தது. வாயு எரிபொருளைப் பயன்படுத்தி, எரிவதால் தோன்றும் வாயுக்கள் உள்ளே நுழையும் வாயுக்களைச் சூடேற்றி, அதிகமான வெப்பத்தைப் பெறும் முறைகளை அவர்கள் கையாண்டனர். இத்தகைய உலையில் பெரிய அளவில் எஃகைத் தயாரிக்க முடிந்தது. இதற்காகப் பயனாகும் உலை திறந்தபடி உள்ள பெரிய கணப்பையும், வளைவான கூரையையும், சூட்டை மீண்டும் பெறும் அறைகளையும் கொண்டது. இந்த அறைகளில் உலையிலிருந்து வெளியேறும் வாயுக்களைச் செலுத்தும்போது அவை உயர்ந்த சூட்டைப் பெறும். சூடேறிய அறைகளில் உலைகளுள் நுழையும் காற்றையும், எரிவாயுவையும் செலுத்தினால் அவை சூடேறி உலைக்குள் எரிந்து உயர்ந்த வெப்பத்தைத் தரும். முதலில் உலைவாயுக்களையும், பின்னர் எரிவாயுவையும் காற்றையும் மாறிமாறிச் செலுத்தி, உலைக்குள் அதிகமான வெப்பத்தைப் பெறலாம். எஃகைத் தயாரிப்பதற்குத் தேவையான பொருள்கள் கணப்பின் ஒரு பக்கத்திலிருந்து கொட்டப்படும். உருகின எஃகும் கசடும் மறு பக்கத்திலிருந்து வெளியேறும், சுமார் 300 டன் வரை உலோகத்தைக் கொள்ளத்தக்க பெரிய கணப் பைக்கொண்ட உலைகள் உண்டு. இவற்றைச் சிறிது சாய்த்து, உருகிய எஃகையும் கசட்டையும் வெளியேற்றலாம். இவற்றின் உட்புறம் மாக்னசைட்டு, டால்மைட்டுப் போன்ற உப்பு மூலப்பொருள்களால் கட்டப்பட்டிருக்கும்.
எஃகு தயாரிப்பிற்குத் தேவையான இரும்பு அருகிலேயே பிரித்தெடுக்கப்பட்டால் உருகிய நிலையிலேயே அது இங்கே கொண்டுவரப்படும். இல்லையேல் வார்ப்பிரும்புக் கட்டிகளையே உலைக்குள் இடவேண்டும். வார்ப்பிரும்பையும், பழைய எஃகின் துண்டங்களையும் தேவையான விகிதத்தில் கலந்து இம்முறையில் பயன்படுத்துகிறார்கள். இவற்றோடு சுண்ணாம்புக் கல்லையும் நல்ல ரக இரும்புக் கனியத்தையும் கலந்து எந்திரங்களால் உலைக்குள் கொட்டுகிறார்கள். எஃகின் துண்டங்கள் உருகும்போது உருகின இரும்பை உலையில் கொட்டுகிறார்கள். அதன் சூட்டினால் கலவையிலுள்ள சிலிக்கனும் மாங்கனீஸும் கசடாகி மேலே வருகின்றன. சுண்ணாம்புக் கல்லிலுள்ள கார்பன்டையாக்சைடு பிரிவதால் தோன்றும் கால்சியம் ஆக்சைடு கலவையிலுள்ள சிலிக்காவுடன் கூடிக் கசடாகிறது. இக்கசடானது உலோகப் பரப்பில் மிதந்து, உலோகம் ஆக்சிகரணிக்காது பாதுகாக்கிறது. இதன் தோற்றத்தையும் ரசாயன அமைப்பையும் ஆராய்ந்தும், எஃகின் தன்மையைப் பகுத்தறிந்தும், தேவையான பொருள்களை அவ்வப்போது உலோகத்துடன் கலந்தும் எஃகின் தரத்தை மிகத் திருத்தமாகக் கட்டுப்படுத்தலாம். வேறு உலோகங்களைக் கலந்து கலவை எஃகு வகைகளைத் தயாரிக்கலாம். எஃகின் பக்குவம் சரியாக உள்ள நிலையில் அது அடுப்பிலிருந்து வெளியேற்றப்பட்டுப் பெரிய கலங்களில் கொட்டப்படுகிறது.
பெஸ்ஸிமர் முறையில் கலத்திற்குள் நிகழும் வினைகள் மிக விரைவாக நிகழ்வதால் எஃகின் தரத்தைக் கட்டுப்படுத்த முடிவதில்லை. ஆனால் திறந்த கணப்பு முறையில் எஃகின் தரத்தைத் தேவையானவாறு கட்டுப்படுத்தலாம். திறந்த கணப்புமுறையில் பெஸ்ஸிமர் முறையைப் போலன்றிக் கழிவு எஃகையும் பயன்படுத்த முடிகிறது பெஸ்ஸிமர் முறை எஃகில் ஆக்சிஜனும் நைட்ரஜனும் அதிகமாக இருப்பதும் ஒரு குறையாகும்.
மின்னுலை எஃகு (Electric steel) : கணப்பு உலைகளில் பயன்படும் எரிபொருள்களில் உள்ள கந்தகம் எஃகில் கலந்துவிடக் கூடும். விமானங்கள், மோட்டார்கள். யுத்த தளவாடங்கள், திடீரெனத் தகவுகள் தோன்றும் எந்திர உறுப்புக்கள் ஆகியவற்றைத் தயாரிக்கப் பயன்படும் எஃகில் கந்தகத்தின் அளவு மிகக் குறைவாக இருக்கவேண்டும். எஃகில் சேரும் கந்தகத்தை அகற்றுவது எளிதல்ல. கந்தகம் போன்ற அசுத்தங்கள் இல்லாத தூய எஃகு வகைகளைப் பெற மின்னுலைகள் பயன்படுகின்றன. ஆனால் இவற்றில்
12
