ඉතිහාසය ඉගෙන ගන්න යකඩ යුගයේ සිට විදුලි වින්කර් උෂ්ණත්වය දක්වා
කෙසේවෙතත්, වසර දහස් ගණනක් තිස්සේ නිපදවන යකඩවල ගුණාත්මකභාවය නිෂ්පාදන ක්රමවේදයන් මත ඇති කළ හැකි ප්රමාණයෙන් රඳා පවතිනු ඇත.
17 වන ශතවර්ෂය වන විට යකඩ ගුණාංග හොඳින් වටහාගෙන තිබුණද, යුරෝපයේ වැඩිවන නාගරීකරණය වැඩි දියුණු කරන ලද ව්යුහාත්මක ලෝහයක් ඉල්ලා සිටියේය.
19 වන ශතවර්ෂය වන විට දුම්රිය මාර්ග පුළුල් කිරීම මගින් යකඩ ප්රමාණය පරිභෝජනය කරනු ලැබුවේ යකඩ ලේ පිරිසිදුකම හා අකාර්යක්ෂම නිෂ්පාදන කි්රයාවලීන් සඳහා විසඳුමක් සොයා ගැනීම සඳහා මූල්ය දිරිගැන්වීම ලබා දීමෙන් ලෝහ කර්මාන්තකරුවන්ට ය.
කෙසේවෙතත්, වානේ ඉතිහාසයෙහි ප්රධානතම පෙරළියක් ඇති වූයේ 1856 දී ය. හෙන්රි බෙස්මේර් යකඩ තුල කාබන් අන්තර්ගතය අඩු කිරීම සඳහා ඔක්සිජන් භාවිතා කිරීම සඳහා ඵලදායී ක්රමයක් වර්ධනය කරන ලදී. නූතන වානේ කර්මාන්තය උපත ලද්දේ ය.
යකඩ යුගය
ඉතා ඉහළ උෂ්ණත්වවල දී යකඩ කාබන් අවශෝෂණය කර ගනී. මෙම ලෝහයේ ද්රවාංකය අඩු වන අතර, වාත්තු යකඩ (2.5 සිට 4.5% කාබන්) ප්රතිඵලය වේ. ක්රි.පූ. 6 වන සියවසේදී චීනය විසින් මුලින්ම භාවිතා කරන ලද පිපිරුම් උෂ්ණත්වය වැඩි දියුණු කිරීම, නමුත් මධ්යකාලීන යුගයේදී යුරෝපයේ වැඩි වශයෙන් භාවිතා කරන ලද, වාත්තු යකඩ නිෂ්පාදනය වැඩි විය.
ඌරු යකඩ පිපිරුම් උදුනෙන් ඉවතට යමින් ඇති අතර ප්රධාන නාලිකාව සහ යාබද අච්චු වල සිසිල්වී ඇත. විශාල, මධ්යම හා යාබද කුඩා කුඩා කුට්ටි වැපිරීම් සහ කිරි බොන පැඟිරි.
වාත්තු යකඩ ශක්තිමත් වේ. නමුත් එහි කාබන් අන්තර්ගතය නිසා කුරුලෑ වලින් ඉවත්වීම, වැඩ කිරීම හා හැඩගැස්වීම සඳහා එය වඩා සුදුසුය. යකඩ තුළ අධික කාබන් අන්තර්ගතය කොතරම් අවාසනාවන්ත ද යන්න ගැටලුවලට කේන්ද්රගත වූ බව මෙතෝදිස්තඥයින් දැනගත් හෙයින්, යකඩ වඩාත් කාර්යක්ෂම කර ගැනීම සඳහා කාබන් අන්තර්ගතය අඩු කිරීම සඳහා නව ක්රමවේදයන් භාවිතා කළහ.
18 වන ශතවර්ෂයේ අගභාගයේදී යකඩ මෝස්තර නිෂ්පාදකයෝ ලී කුඩු යකඩ සායම් යකඩ බවට පත් කරන ලද යකඩ යුගය (1784 දී හෙන්රි කෝර්ට් විසින් නිර්මාණය කරන ලද උඳුනක උදුන භාවිතා කරන ආකාරය භාවිතා කළහ) ඉගෙන ගත්හ. මෙම උදුන දිගු රංගන හැඩැති මෙවලම් භාවිතා කරමින් පුෂ්ප කරන්නන් විසින් උෂ්ණත්වයේ උෂ්ණත්වයේ උෂ්ණත්වය රත් වූ අතර එමඟින් ඔක්සිජන් කාබන් ඉවත් කිරීමට හා සෙමෙන් කාන්දුවීමට ඉඩ දෙයි.
කාබන් අන්තර්ගතය අඩු වන විට යකඩ උණුසුම වැඩි වේ. එම නිසා යකඩවල ස්කන්ධය උෂ්ණත්වයේ ගිලී පවතී. මෙම ජනතාව ඉවත් කරන ලද අතර ඒවා තහඩු හෝ රේල් පීලි පෙරළීමට පෙර පුඩු විවේකයක් මඟින් කඩුල්ලක් සමග වැඩ කළහ. 1860 වන විට බ්රිතාන්යයේ පවිත්රකාරක ඌෂ්ම 3000 කට අධික වූ නමුත් එහි ක්රියාවලිය හා ඉන්ධන තීව්රතාව නිසා මෙම ක්රියාවලිය බාධා සිදු විය.
17 වන සියවසේදී ජර්මනියේ සහ එංගලන්තයේ නිෂ්පාදිත වානේ, බිස්ටස් වානේවලින් එකක් වන අතර එය නිපදවන ලද සින්ක් යකඩවල කාබන් අන්තර්ගතය වර්ධනය කිරීම මගින් නිපදවන ලදී. මෙම ක්රියාවලියේදී, යකඩ යුගළවල ගල් කුට්ටි වලින් කුඩු කරන ලද අඟුරු හා රත් කළ අතර උණුසුම් විය.
සතියකට පමණ පසු, යකඩ මගින් අඟුරු තුළ කාබන් අවශෝෂණය කරනු ඇත. නැවතත් උණුසුම මගින් කාබන් ප්රමාණය වැඩිවීම හා සිසිලනය වීමෙන් පසු නිපදවන ලද වායුවක් විය. ඉහළ කාබන් අන්තර්ගතය වියළි යකඩවලට වඩා වැඩි වේගයෙන් නිපදවන ලද කෘතිම වාෙන් සෑදී තිබීම, එයට පීඩනය හෝ ඇඹරීම සඳහා ඉඩ සලසයි.
1740 ගණන්වල දී බ්ලාස්ටර් වාෂ්ප නිෂ්පාදනය කරන ලද්දේ ඉංග්රීසි ඔරලෝසුකරු බෙන්ජමින් හන්ට්ස්මන් ඔහුගේ ඔරලෝසුවේ උෂ්ණත්වයන් සඳහා උසස් තත්ත්වයේ වානේ නිර්මාණය කිරීමට උත්සාහ කරන විටය. මෙම ලෝහය මැටි කෝකිබිවල උණු කළ හැකි බවත්, විශේෂයෙන්ම සිහින්ව ඉවත් කළ යුතු බවත් ස්ඵටික ක්රියාවලිය පිටුපස. මෙහි ප්රතිඵලය වූයේ වාෂ්ප-හෝ වාත්තු යකඩයි. නමුත් නිෂ්පාදන පිරිවැය නිසා බ්ලයිස්ටර් සහ වාත්තු යකඩ භාවිතා කරන ලද්දේ විශේෂිත යෙදීම් වලදී පමණි.
එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, 19 වන සියවසේ බොහෝ කාල පරිච්ජේදය තුළ බ්රිතාන්ය කර්මාන්තය තුළ කාර්මිකකරණය කිරීමේ මූලික ව්යුහාත්මක ලෝහය පැවතුනි.
බෙෙසෝම් ක්රියාවලිය සහ නවීන වානේ නිර්මාණය
19 වන සියවසේ යුරෝපයේ හා ඇමරිකාවේ දුම්රිය මාර්ගවල දුම්රිය මාර්ගයේ වර්ධනය අකාර්යක්ෂම නිෂ්පාදන කි්රයාවලීන් සමඟ තවමත් අරගලයට ලක්ව ඇති යකඩ කර්මාන්තය කෙරෙහි දැඩි පීඩනයක් එල්ල කරයි.
එහෙත් වානේ කැබලිවල ව්යුහාත්මක ලෝහයක් ලෙස තවමත් නිපදවා නැත. එය 1856 වන තුරු, හෙන්රි බෙෙසමර් කාබන් අන්තර්ගතය අඩු කිරීම සඳහා වාෂ්ප යකඩ බවට ඔක්සිජන් ලබා ගැනීමට වඩාත් ඵලදායී ක්රමයක් ඉදිරිපත් කළේය.
බෙස්මේර් ක්රියාවලිය ලෙස හදුන්වනු ලැබුවේ බෙෙසමර් විසින් පිෂ්ඨය හැඩැති භාජනයක් නිර්මාණය කිරීමයි. එමගින් යකඩ රත් කළ හැකි අතර, ඔක්සිජන් ද්රවීකරණය කරන ලද ලෝහය හරහා උණ්ඩුක ගත හැකි විය. ඔක්සිජන් ඔක්සිජන් වාෂ්ප කිරීමෙන් පසු එය කාබන් සමග ප්රතික්රියා කර, කාබන්ඩයොක්සයිඩ් මුදා හැරීම සහ වඩා පිරිසිදු යකඩ නිෂ්පාදනය කිරීමකි.
මෙම ක්රියාවලිය ඉක්මනින් හා මිළ අඩුයි. මිනිත්තු කිහිපයකින් යකඩෙන් කාබන් සහ සිලිකන් ඉවත් කිරීම, ඉතා සාර්ථක වීමෙන් පීඩා වින්දා. කාබන් අධික ලෙස ඉවත් කරන ලද අතර අවසන් නිශ්පාදනයේ අධික ඔක්සිජන් පවතී. බොස්සේම් අවසානයේදී ඔහුගේ ආයෝඡකයින් ආපසු ගෙවීම සඳහා කාබන් අන්තර්ගතය වැඩි කර ගැනීමට හා අනවශ්ය ඔක්සිජන් ඉවත් කිරීමට ක්රමයක් සොයා ගැනීමට හැකි විය.
එවකට ආසන්න කාලයකදී බ්රිතාන්ය කාර්මික විද්යාඥ රොබට් මූෂෙට් විසින් යකඩ, කාබන් හා මැග්නීස් සංයෝගයක් සෑදීමට පටන් ගෙන ඇත. මැංගනීස් ද්රාවිත යකඩෙන් හා ඔක්සිජන් ඉවත් කර ඇති අතර, නිසි ප්රමාණයෙන් එකතු කළ හොත් එහි අඩංගු කාබන් අන්තර්ගතය බෙෙසමෙර්ගේ ගැටළු වලට විසඳුමක් සපයනු ඇත. බොස්මේවර් තම පරිවර්තන ක්රියාවලියට අති සාර්ථකව දායක කර ගත්තේය.
එහෙත් එක් ගැටලුවක් තවමත් පවතී. ෆොස්ෆරස් ඉවත් කිරීමට ක්රමවේදයක් සොයා ගැනීමට අසමත් වූයේ බෙසිමර්ටය. එහි අවසන් නිෂ්පාදනයෙන් වානේ කැබලි විල්ලූ කරන අපැහැදිලි අපද්රව්යයකි. එබැවින්, ස්වීඩනය හා වේල්සයෙහි ෆොස්ෆරස් රහිත ලෝපස් පමණක් භාවිතා කළ හැකිය.
1877 දී වෙල්ෂ්මන් සිඩ්නි ගිල්ක්රිස්ට් තෝමස් විසින් බෙෙසමර් ක්රියාවලිය සඳහා රසායනිකව මූලික ප්රවාහ-හුණුගල් එකතු කිරීම මගින් විසඳුම ඉදිරිපත් කළේය. මෙම හුණුගල් ඉවත් කිරීම සඳහා අනවශ්ය මූලද්රව්ය ඉවත් කිරීමට ඉඩ සලසා දෙයි.
මෙම නවෝත්පාදනය මගින්, අවසානයේ, ලෝකයේ ඕනෑම තැනක යකඩ නිපදවිය හැකි යකඩ තැනීමට භාවිතා කළ හැකිය. වානේ නිෂ්පාදන පිරිවැය සැලකිය යුතු ලෙස අඩුවීම පුදුමයක් නොවේ. වානේ කර්මාන්තය නැංවීම ආරම්භ කිරීම, වානේ නිෂ්පාදන කර්මාන්තයේ ප්රතිඵලයක් ලෙස 1867 සහ 1884 අතර කාලයේ වානේ පාලම සඳහා මිල ගණන් 80% ක් දක්වා පහත වැටී ඇත.
විවෘත සරය කියාවලිය
1860 දශකයේදී ජර්මානු ඉංජිනේරුවෙකු වන කර්ල් විල්හෙල්ම් සිම්න්ම් විසින් විවෘත වාෙන් ක්රියාවලිය නිර්මාණය කිරීමෙන් ලෝහ නිෂ්පාදනය වැඩි දියුණු කළේය. විවෘත උදුන ක්රියාවලිය විශාල නොගැඹුරු උදුනක් තුල අමු යකඩවලින් වාෙන් නිපදවන ලදී.
අතිරික්ත කාබන් හා අනෙකුත් අපද්රව්ය ගිනි ගැනීම සඳහා අධික උෂ්ණත්වයන් යොදා ගනිමින් මෙම ක්රියාවලිය ගිම්හානය පහළින් රත් වූ ගඩොල් කුටි මත විශ්වාසය තැබීය. පුනර්ජනනීය ඌෂ්මකයක් පසුව ගඩොල් වලින් පිටත වායූන් භාවිතා කළ අතර පහත සඳහන් ගඩොල් වාෂ්පවල අධික උෂ්ණත්වයන් පවත්වා ගැනීමට හැකි විය.
මෙම ක්රමය වඩා විශාල ප්රමාණයන් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා (එක් ගිනි උදුනක් තුළ මෙට්රික් ටොන් 50-100 ක් නිෂ්පාදනය කළ හැකි විය), වානේ වානේ ආවර්තනික පරීක්ෂා කිරීම, විශේෂිත පිරිවිතර සපුරාලීමට හා අපද්රව්ය වානේ භාවිතය ලෙස අමුද්රව්ය ලෙස භාවිතා කිරීමට හැකි විය . මෙම ක්රියාවලිය ඉතාම මන්දගාමී වුවද, 1900 වන විට විවෘත මධ්යකාලීන ක්රියාවලිය බොස්මේම් ක්රියාවලිය විශාල වශයෙන් ප්රතිස්ථාපනය විය.
වානේ කර්මාන්තයේ උපත
වඩාත්ම ලාභදායි ද්රව්යයක් සැපයූ වානේ නිෂ්පාදනයෙහි විප්ලවය, බොහෝ ව්යාපාරිකයින් විසින් ආයෝජන අවස්ථාවක් ලෙස පිළිගන්නා ලදි. 19 වන සියවසේ අගනුවර වන ඇන්ඩෲ කාර්නේ සහ චාල්ස් ෂ්වාබ් වැනි ධනපතියන්, වානේ කර්මාන්තයේ මිලියන ගණනක් (කාර්නේගේ සිද්ධිය) ආයෝජනය කර ඇත. 1901 දී ආරම්භ කරන ලද කර්නීගේ එක්සත් ජනපදයේ වානේ සංස්ථාව, ඩොලර් බිලියනයකට වඩා වටිනාකමක් ඇති ප්රථම සංස්ථාවයි.
විදුලි ආකර පීරිස් වානේ සැකසීම
ශතවර්ෂයේ හැරීමෙන් පසු, තවත් වර්ධනය වූයේ වානේ නිෂ්පාදනය පරිණාමය කෙරෙහි දැඩි බලපෑමක් ඇති කරන බවයි. පෝල් හුරුන්ට්ගේ විද්යුත් චාප ඌෂ්මකය (EAF) නිර්මාණය කරන ලද්දේ ආරෝපිත ද්රව්ය හරහා විද්යුත් ධාරාවක් හරහා ප්රවාහනය කිරීම සඳහාය. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස තාපජ ඔක්සිකරණය හා උෂ්ණත්වයන් 3272 ° F (1800 ° C) දක්වා වූ අතර, වානේ නිෂ්පාදනය උණුසුම් කිරීමට ප්රමාණවත් තරම් වැඩි විය.
විශේෂිත වානේ සඳහා මූලිකවම භාවිතා කරන ලද EAF වර්ධනය වී ඇති අතර දෙවන ලෝක යුද්ධාවසානය මගින් වානේ මිශ්ර ලෝහ නිෂ්පාදනය සඳහා යොදා ගැනේ. ඊඑස්එෆ් මෝල් පිහිටුවීම සඳහා අඩු ආයෝජන පිරිවැය, විශේෂයෙන්ම එක්සත් ජනපදයේ වානේ කෝපරේෂන් සහ බෙත්ලෙහෙම් ස්ටීල් වැනි ප්රධාන එක්සත් ජනපද නිෂ්පාදකයින් සමග විශේෂයෙන්ම කාබන් වානේ හෝ දිගු නිෂ්පාදන සඳහා තරඟ කිරීමට ඉඩ සලසයි.
වායු සමීකරණ කර්මාන්තශාලා 100% කපා හැරීම හෝ සිසිල් ෆෙරෝස් පෝෂණයෙන් වායුව නිපදවිය හැකි බැවින් නිෂ්පාදනය ඒකකයකට අඩු ශක්තියක් අවශ්ය වේ. මූලික ඔක්සිජන් ධ්රැවවලට විරුද්ධ නිසා මෙහෙයුම් අඩු කළ හැකි අතර අඩු වියදමකින් ආරම්භ කළ හැකිය. මෙම හේතුන් නිසා EAF විසින් නිෂ්පාදනය වසර 50 කට වැඩි කාලයක් පුරා වර්ධනය වී ඇති අතර වර්තමානයේ ලෝක වානේ නිෂ්පාදනයෙන් සියයට 33 ක් පමණ වාර්තා වේ.
ඔක්සිජන් වානේ නිර්මාණය
මූලික වශයෙන් ඔක්සිජන් නිෂ්පාදනවල නිෂ්පාදනය කරන ගෝලීය වානේ නිෂ්පාදනයෙන් සියයට 66 ක් පමණ වේ. 1960 ගණන්වලදී කාර්මික ස්වරූපයෙන් නයිට්රජන් ඔක්සිජන් වෙන් කිරීම සඳහා මූලික ඔක්සිජන් උදුන සංවර්ධනය කිරීම සඳහා ක්රමවේදයක් වර්ධනය විය.
මූලික ඔක්සිජන් උදුන ඔක්සිජන් ඔක්සිජන් වාෂ්ප කර විශාල යකඩ හා අපද්රව්ය වානේ බවට පත් කර ඇති අතර, විවෘත කදම්භ ක්රමවලට වඩා ඉක්මණින් ආරෝපිත කළ හැක. යකඩ මෙට්රික් ටොන් 350 ක් දක්වා විශාල නෞකාවන් පැයකට වඩා අඩු යකඩවලට පරිවර්තනය කළ හැකිය.
ඔක්සිජන් වානේ සැකසුම්වල පිරිවැය කාර්යක්ෂමතාව නිසා 1960 ගණන්වල ඔක්සිජන් වානේ නිපදවීමෙන් විවෘත කුඹල් කම්හල් අසම්පූර්ණ විය. එක්සත් ජනපදයේ අවසාන විවෘත සවිකර ඇති ඉඩම 1992 දී සහ 2001 දී චීනයේ දී වසා දැමුණි.
මූලාශ්ර:
ස්සර්ල්, ජෝසෆ් එස්. යකඩ හා වානේ නිෂ්පාදනය පිළිබඳ කෙටි ඉතිහාසයක්. ශාන්ත ආනාල්ම් විද්යාලය.
ලෝක වානේ සංගමය. www.steeluniversity.org
වීදියේ, ආතර්. සහ ඇලෙක්සැන්ඩර්, WO 1944. මිනිසාගේ සේවා තුළ ලෝහ . 11 වන සංස්කරණය (1998).