இரும்பு பிரித்தெடுப்பு – ஊதுளை முறை

மூலப் பொருட்கள்:–
(1) இருப்புத்தாது       உ+ம் : ஏமறைற்று (Fe₂O₃),   மக்னறைற்று (Fe₃O₄)
(2) கற்கரி
(3) சுண்ணாம்புக்கல்

செய்முறை :-

• முதலில் இருப்புத்தாதை ஊதுளையில் வறுத்தல் வேண்டும். இதன்போது இரும்புத்தாதின் ஈரப்பதன் அற்றுப்போவதுடன் Sulphur மாசு SO₂ ஆக வெளியேறும்.
  வளியில் வறுக்கப்பட்ட இரும்புத்தாதுடன் கற்கரி,சுண்ணாம்புக்கல் என்பவற்றை தேவையான அளவுகளில் கலந்து ஊதுளையின் மேற்புறத்தில் இருந்து கொட்டப்படும். ஊதுளையின் அடியினூடாக சூடானவளி 800ºC மேல் நோக்கி செலுத்தப்படும்.
• மேற்படி செயற்பாட்டின் போது ஊதுளையில் பல்வேறுபட்ட தாக்கம் நிகழும். இத்தாக்கங்களில் பெரும்பாலானவை புறவெப்பத்தாக்கம். இதனால் ஊதுளையில் அடியில் 2000 K உம் மேற்பகுதியில் 700K உம் ஆகக் காணப்படும்.
  தாழ்த்தும் கருவி – C,CO
• தாக்கம் நடைபெற்றுக் கொண்டிருக்கும் வேளையில் புறவெப்பத் தாக்கமொன்றில் வெளிவிடப்படும் வெப்பம்,அத்தொகுதியின் வெப்பநிலையை அதிகரிக்கச் செய்கின்றது. இவ்வுயர் வெப்பநிலையில் SO₃ ஆக மாற்றப்படும் வீதம் வீழ்ச்சியடைகின்றது.
• எனவே அடுத்தடுத்த ஊக்கி படுக்கைகளுக்கிடையில் வாயுக்களை குளிரடையச் செய்தல் அவசியமானதாகும். இது குளிர்நீர் குழாய்களினால் செய்யப்படுகின்றது. குளிர்நீர் குழாய்களிலுள்ள நீர் ஆவியாகின்றது. இது மின் உற்பத்திக்கும் பயன்படும்.
• கந்தகமூவொட்சைட்டு நீரில் கரைக்கப்படாது செறிந்த அமிலத்தில் கரைக்கப்படுகின்றது. நீரில் கரைக்கப்பட்டால் அடர்வு கூடிய அமில மூடுபனி உருவாகும். இது ஆபத்தான சூழல் மாசாக்கத்தை ஏற்படுத்தும்.

1000ºC இல் உயர்ந்த வெப்பநிலை:-
                            CO₂ + C → CO
                            FeO + C → Fe + CO
                           CaO + SiO₂ → CaSiO3
                           CaO + Al₂O₃ → Ca(AlO₂)₂

• Carbon கற்கரி எரியும்போது பெருமளவு வெப்பம் வெளிவிடப்படுவதுடன் CO₂ உருவாகும். இவ்வாறு உருவாகும் CO₂ உயர்வெப்பநிலைகளில் Carbon கற்கரியுடன் தாக்கம் புரிந்து CO(g) ஐக் கொடுக்கும். உயர்வெப்பநிலைகளில் CO₂ இலும் பார்க்க CO இன் உறுதி அதிகமாகும். CO / CO₂ விகிதம் உயர்வாக உள்ளபோது தாழ்த்தல் செயற்பாடு விரைவாக நடைபெறும்.

கற்கரியின் பயன்பாடு:-

(1) ஊதுளையின் வெப்பத்தை உயர்த்தல்.
(2) CO உருவாக்கம்.
(3) தாழ்த்து கருவி.

மேலும் இங்கு பெறப்படும் இரும்பு Carbon 3 – 4% காணப்படும். இது பன்றி இரும்பு / வார்ப்பிரும்பு எனப்படும்.

1000ºC இல் குறைந்த வெப்பநிலையில்
                  3Fe₂O3 + CO → 3Fe₃O₄ + CO₂
                  Fe₃O₄ + CO → 3FeO + CO₂
                 FeO + CO → Fe + CO₂
                 CaCO₃ → CaO + CO₂

• இரும்பின் உருகுநிலை 1535ºC ஆகும். ஆனால் இங்கு மாசுக்கள் காணப்படுவதனால். இதன் உருகுநிலை 1015ºC இற்கு குறைவடையும். இதனால் பெறப்படும் இரும்பு உருகி திரவநிலையில் ஊதுளையில் அடியில் திரவநிலையில் காணப்படும். இதன்மேல் உருகிய கழிவுப்படல் (CaSiO₃ / Ca(AlO₂)₂) காணப்படும். இவ்வாறு உருவாகும் கழிவுப்படலத்தால் கழிவு வேறாக அகற்றப்படக் கூடியதாக இருப்பதுடன் , சூடான வளியுடன் உருவாகும் இரும்பானது தாக்கம் புரியாது தடுக்கப்படும்.
• வார் இரும்பில் மாசாக Carbon உடன் மிகச் சிறிதளவு Mn,Si,S,P என்பன காணப்படும். இதன் காரணமாக இது பயன்படுத்தப்படும்போது உடையக்கூடியதாக இருக்கும். ஆகவே பன்றி இரும்பை பயன்படுத்தக்கூடிய உருக்கிரும்பாக மாற்றுதல் வேண்டும்.

உருக்கிரும்பு

திரவநிலையில் காணப்படும் பன்றி இரும்பின் மீது அமுக்கப்பட்ட நிலையில் O₂ செலுத்தப்படும். இதன்போது Carbon, CO₂ ஆக வெளியேறுவதால் அதன் சதவீதம் 1% ஆக குறைக்கப்படும்.

அத்துடன் ஏனைய மாசுக்கள் ஒட்சைட்டுக்களாக,

• Mn – MnO₂
• Si – SiO₂
• S – SO₂
• P – P₂O₅

ஒட்சியேற்றப்படுவதுடன் கழிவுப்படலமாக அகற்றப்படும்.

கறையில் உருக்கு

செய்முறை

1. பன்றி இரும்பு கொண்டிருக்கும் Carbon இன் அளவைக் குறைத்தல்.
2. Mn,Si,S,P என்பவற்றை கழிவுப்படலமாக அகற்றல்.
3. கலப்பு உலோக மூலகங்கள் Cr ,Ni என்பவற்றை சேர்த்தல்.
4. O₂ உடன் வெப்பப்படுத்தல்.
5. உருகிய கலவையை குளிரவிடல்.

கறையில் உருக்கின் அமைப்பு

• Fe – 73%
• Cr – 18%
• Ni – 8%
• C – 1%

ஊதுளையால் சூழலுக்கு CO,CO₂ வெப்பம் வெளிவிடப்படும்.