Iron (Fe) - அன்றாட பயன்பாடுகள்

இரும்பைப் பற்றிய அறிமுகம்

இரும்பு (Fe) பூமியில் மிகவும் அடிப்படையான மற்றும் அதிகமாகக் காணப்படும் தனிமங்களில் ஒன்றாகும். இது புவியியல் செயல்முறைகளிலும் மனித நாகரிகத்திலும் ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கிறது. வலிமை, தகடாகும் தன்மை மற்றும் கம்பியாக நீளும் தன்மை போன்ற அதன் தனித்துவமான பண்புகள், பல பயன்பாடுகளுக்கு இதை இன்றியமையாததாக்குகின்றன. ஒரு இடைநிலை உலோகமாக, இது அதிக வினைத்திறன் கொண்டது மற்றும் இயற்கையில் அதன் தூய தனிம நிலையில் அரிதாகவே காணப்படுகிறது.

இரும்பின் இயற்கையான இருப்பு

இரும்பு பூமியின் மேலோட்டில் சுமார் 5% ஐக் கொண்டுள்ளது, இது நான்காவது மிக அதிகமான தனிமமாகவும், இரண்டாவது மிக அதிகமான உலோகமாகவும் அமைகிறது. இது முதன்மையாக இரும்புத் தாதுக்கள் எனப்படும் கனிம வடிவங்களில் காணப்படுகிறது, இவை இரும்புடன் பிற தனிமங்களின் சேர்மங்களாகும், முக்கியமாக ஆக்ஸிஜன். மிகவும் பொதுவான இரும்புத் தாதுக்கள் பின்வருமாறு:

• ஹெமடைட் (Fe₂O₃): ஒரு சிவப்பு-பழுப்பு கனிமம், பெரும்பாலும் இரும்பின் மிக முக்கியமான ஆதாரம்.
• மேக்னடைட் (Fe₃O₄): அதிக இரும்புச் சத்து கொண்ட ஒரு கருப்பு, காந்த கனிமம்.
• லைமோனைட் (FeO(OH)·nH₂O): ஒரு மஞ்சள்-பழுப்பு நீரேற்றப்பட்ட இரும்பு ஆக்ஸைடு.
• சைடரைட் (FeCO₃): இரும்பு கார்பனேட், பொதுவாக சாம்பல் முதல் பழுப்பு வரை.

இந்தியாவில், ஒடிசா, ஜார்க்கண்ட், சத்தீஸ்கர், கர்நாடகா மற்றும் கோவா போன்ற மாநிலங்களில் முதன்மையாக செறிவூட்டப்பட்ட உயர்தர இரும்புத் தாதுவின் கணிசமான இருப்புக்கள் உள்ளன. இந்த பகுதிகள் ஹெமடைட் மற்றும் மேக்னடைட் ஆகியவற்றின் பரந்த படிவுகளுக்கு பெயர் பெற்றவை, அவை நாட்டின் இரும்பு மற்றும் எஃகு தொழிலுக்கு மிக முக்கியமானவை. பூமியின் மேலோட்டிற்கு அப்பால், இரும்பு பூமியின் மையத்தின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகவும் உள்ளது, அங்கு அது immense அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் உள்ளது.

இரும்பின் பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடு

இரும்புத் தாதுக்களிலிருந்து இரும்பைப் பிரித்தெடுப்பது ஒரு அதிநவீன தொழில்துறை செயல்முறையாகும், இது முக்கியமாக வெடிப்பு உலைகளில் (blast furnaces) மேற்கொள்ளப்படுகிறது. பொதுவான படிகள் பின்வருமாறு:

1. சுரங்க வேலை: இரும்புத் தாது திறந்தவெளி அல்லது நிலத்தடி சுரங்க நடவடிக்கைகளின் மூலம் பூமியிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. இந்தியாவில், இரும்புத் தாதுக்காக திறந்தவெளி சுரங்கங்கள் பொதுவாக உள்ளன.

2. நொறுக்குதல் மற்றும் செறிவூட்டுதல்: வெட்டி எடுக்கப்பட்ட தாது சிறிய துண்டுகளாக நொறுக்கப்பட்டு, அசுத்தங்கள் (கலவை) அகற்றப்பட்டு இரும்புச் சத்து அதிகரிக்கப்படுகிறது. இது பெரும்பாலும் காந்தப் பிரிப்பு அல்லது ஈர்ப்புப் பிரிப்பு போன்ற செயல்முறைகளை உள்ளடக்கியது.

3. வெடிப்பு உலையில் உருக்குதல்: செறிவூட்டப்பட்ட இரும்புத் தாது, கோக் (ஒரு வகை கார்பன்) மற்றும் சுண்ணாம்புக்கல் (பாய்மம்) ஒரு உயரமான, உருளை வெடிப்பு உலையில் செலுத்தப்படுகிறது. சூடான காற்று உலையின் அடியிலிருந்து உள்ளே செலுத்தப்படுகிறது.

   • இரும்பு ஆக்ஸைடு ஒடுக்கம்: கோக் சூடான காற்றில் எரிந்து கார்பன் மோனாக்சைடு (CO) ஐ உற்பத்தி செய்கிறது, இது ஒரு ஒடுக்கும் காரணியாக செயல்படுகிறது. Fe₂O₃ (s) + 3CO (g) → 2Fe (l) + 3CO₂ (g)
   • கசடு உருவாக்கம்: சுண்ணாம்புக்கல் சிலிக்கா போன்ற அசுத்தங்களுடன் வினைபுரிந்து உருகிய கசடை உருவாக்குகிறது, இது உருகிய இரும்பின் மேல் மிதந்து எளிதாக அகற்றப்படுகிறது. CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂ (g) CaO (s) + SiO₂ (s) → CaSiO₃ (l)

உலையின் அடியில் சேகரிக்கப்படும் உருகிய இரும்பு பன்றி இரும்பு (pig iron) என்று அழைக்கப்படுகிறது. பன்றி இரும்பில் சுமார் 3-5% கார்பன் மற்றும் பிற அசுத்தங்கள் உள்ளன, இது உடைக்கக்கூடியது. பெரும்பாலான பன்றி இரும்பு பின்னர் அதிகப்படியான கார்பன் மற்றும் அசுத்தங்களை அகற்றி, எஃகு (steel) தயாரிக்க மேலும் பதப்படுத்தப்படுகிறது, இது இரும்பு மற்றும் கார்பனின் (பொதுவாக 2% க்கும் குறைவான கார்பன்) கலவையாகும், அத்துடன் பிற தனிமங்களும் இருக்கும். இந்தியாவில் உள்ள டாட்டா ஸ்டீல், இந்திய எஃகு ஆணையம் லிமிடெட் (SAIL) மற்றும் JSW ஸ்டீல் போன்ற முக்கிய எஃகு ஆலைகள் தொழில்துறை தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய இந்த செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

இரும்பின் பொதுவான அன்றாடப் பயன்பாடுகள்

இரும்பு மற்றும் அதன் உலோகக் கலவைகள், குறிப்பாக எஃகு, அவற்றின் வலிமை, நீடித்த தன்மை மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த செலவு காரணமாக நவீன வாழ்க்கைக்கு ஒருங்கிணைந்தவை.

1. கட்டுமானம் மற்றும் உள்கட்டமைப்பு

இரும்பு, முதன்மையாக எஃகு வடிவில், நவீன கட்டுமானத்தின் முதுகெலும்பாக உள்ளது. வலுவூட்டப்பட்ட கான்கிரீட் கட்டமைப்புகள் எஃகு கம்பிகளை (TMT கம்பிகள்) பயன்படுத்தி இழுவிசை வலிமையை வழங்குகின்றன, இது வெறும் கான்கிரீட்டில் இல்லை. உயரமான கட்டிடங்கள், பாலங்கள் மற்றும் மேம்பாலங்களுக்கான கட்டமைப்பு கட்டமைப்புகளிலும் எஃகு பயன்படுத்தப்படுகிறது. டெல்லி மெட்ரோ மற்றும் அடல் சுரங்கப்பாதை போன்ற இந்தியாவின் வேகமாக விரிவடையும் நகர்ப்புற நிலப்பரப்பு மற்றும் உள்கட்டமைப்பு திட்டங்கள் அவற்றின் நிலைத்தன்மை மற்றும் நீண்ட ஆயுளுக்கு எஃகுவை பெரிதும் நம்பியுள்ளன.

2. வாகனத் தொழில்

வாகனத் துறை பல்வேறு பாகங்களை உற்பத்தி செய்ய இரும்பு மற்றும் எஃகுவை விரிவாகப் பயன்படுத்துகிறது. வாகன சேஸிஸ், பாடி பேனல்கள், எஞ்சின் பிளாக்ஸ் மற்றும் பல உள் பாகங்கள் அவற்றின் வலிமை, தாக்க எதிர்ப்பு மற்றும் நீடித்த தன்மைக்காக வெவ்வேறு தர எஃகுகளிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன. சென்னை, புனே மற்றும் குருகிராம் போன்ற இந்தியாவில் உள்ள வாகன உற்பத்தி மையங்கள் வாகன உற்பத்தியில் அதிக அளவில் எஃகுவைப் பயன்படுத்துகின்றன.

3. வீட்டு உபகரணங்கள் மற்றும் சமையலறைப் பாத்திரங்கள்

பல பொதுவான வீட்டுப் பொருட்கள் இரும்பு அல்லது எஃகுவைக் கொண்டுள்ளன. குளிர்சாதனப் பெட்டிகள், சலவை இயந்திரங்கள், அடுப்புகள் மற்றும் பிற மின் சாதனங்கள் பெரும்பாலும் எஃகு உறைகளையும் உள் பாகங்களையும் கொண்டுள்ளன. இந்திய சமையலறைகளில், வார்ப்பிரும்பு ‘கடுவாய்’ மற்றும் ‘தவா’ (தோசைக்கற்கள்) அவற்றின் சிறந்த வெப்ப தக்கவைப்பு மற்றும் சீரான சமையல் பண்புகள் காரணமாக பாரம்பரியமாகவும் பரவலாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. குரோமியம் மற்றும் நிக்கல் கொண்ட இரும்பின் கலவையான துருப்பிடிக்காத எஃகு, அதன் அரிப்பு எதிர்ப்பு காரணமாக கட்லரி, சமையல் பாத்திரங்கள் மற்றும் சேமிப்பு கொள்கலன்களுக்கு பிரபலமாக உள்ளது.

4. கருவிகள் மற்றும் இயந்திரங்கள்

எளிய கைக் கருவிகள் முதல் சிக்கலான தொழில்துறை இயந்திரங்கள் வரை, இரும்பு மற்றும் எஃகு இன்றியமையாதவை. இந்தியாவின் விவசாயப் பொருளாதாரத்திற்கு முக்கியமான கலப்பைகள், அரிவாள்கள் மற்றும் மண்வெட்டிகள் போன்ற விவசாயக் கருவிகள் பாரம்பரியமாக இரும்பு அல்லது எஃகினால் தயாரிக்கப்படுகின்றன. தொழில்களில், இயந்திர பாகங்கள், பற்சக்கரங்கள், ஷாஃப்டுகள் மற்றும் தொழிற்சாலை உபகரணங்கள் பொதுவாக அதிக சுமைகளையும் தொடர்ச்சியான செயல்பாடுகளையும் தாங்கக்கூடிய வலுவான எஃகு கலவைகளிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன.

5. போக்குவரத்து

போக்குவரத்துத் துறை இரும்பு மற்றும் எஃகுவை பெரிதும் சார்ந்துள்ளது. ரயில்வே தண்டவாளங்கள், என்ஜின்கள் மற்றும் பெட்டிகள் அதன் வலிமை மற்றும் தேய்மான எதிர்ப்பு காரணமாக எஃகினால் கட்டப்பட்டுள்ளன. உலகின் மிகப்பெரிய ரயில்வே நெட்வொர்க்குகளில் ஒன்றான இந்தியாவின் விரிவான ரயில்வே நெட்வொர்க், நீடித்த மற்றும் நம்பகமான போக்குவரத்து உள்கட்டமைப்பை உருவாக்குவதில் எஃகின் பரவலான பயன்பாட்டிற்கு ஒரு சான்றாகும். கூடுதலாக, பெரிய கப்பல்கள், சரக்கு கொள்கலன்கள் மற்றும் விமானங்களின் பல்வேறு பாகங்களும் சிறப்பு எஃகு கலவைகளைக் கொண்டுள்ளன.