মারুত চুল্লি

স্পেনের ভ্যালেন্সিয়ার সাগুন্ত বন্দরে সাবেক মারুত চুল্লি

মারুত চুল্লি বা ব্লাস্ট ফার্নেস ধাতব শিল্পে ধাতু উৎপাদনে ব্যবহৃত এক ধরনের ধাতুসংক্রান্ত চুল্লি। সাধারণত এই ধরনের চুল্লি কাঁচা লোহা উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়, তবে অন্যান্য ক্ষেত্রে, যেমন সিসা বা তামা উৎপাদনেও ব্যবহৃত হয়। ব্লাস্ট বা বিস্ফোরণ শব্দটি দহন বাতাসকে "বাধ্য" করা বা বায়ুমণ্ডলীয় চাপের মাধ্যমে সরবরাহ করাকে বোঝায়।^[১]

একটি মারুত চুল্লি নীচের অংশে টুয়েরে নামক সারিবদ্ধ পাইপসমূহের মাধ্যমে গরম বায়ুর প্রবল প্রবাহ (কখনও কখনও অক্সিজেন সমৃদ্ধ করে) প্রস্ফুটিত হলে জ্বালানী (কোক), আকরিক ও ফ্লাক্স (চুনাপাথর) অবিচ্ছিন্নভাবে চুল্লিটির উপরের অংশে সরবরাহ করা হয়, যাতে উপাদানগুলি নীচের দিকে পড়ার সাথে সাথে চুল্লি জুড়ে রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে। অন্তিম পণ্য হিসাবে সাধারণত গলিত ধাতু ও ধাতুমল পর্যায়সমূহ নীচ থেকে সংগ্রহ করা হয় এবং চুল্লিটির শীর্ষ থেকে বর্জ্য গ্যাস (ফ্লু গ্যাস) নির্গত হয়। উত্তপ্ত, কার্বন মনোক্সাইড সমৃদ্ধ দহন গ্যাসসমূহের একটি প্রবাহের সংস্পর্শের সাথে আকরিকের নিম্নগামী প্রবাহ হ'ল একটি পাল্টা বিনিময় ও রাসায়নিক বিক্রিয়া প্রক্রিয়া।^[২]

বিপরীতে, সাধারণত একটি চিমনি ফ্লুতে গরম গ্যাসের পরিচলন দ্বারা বায়ু চুল্লিসমূহ (যেমন পরাবর্তক চুল্লিসমূহ) প্রাকৃতিকভাবে উচ্চাকাঙ্ক্ষী হয়। এই বিস্তৃত সংজ্ঞা অনুসারে, লোহার জন্য ব্লুমারি, টিনের জন্য প্রবাহিত বায়ুযুক্ত ঘরসমূহ ও সিসার জন্য ধাতু-আকর গলানোর মিলসমূহ মারুত চুল্লি হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হবে। তবে এই শব্দটি সাধারণত লৌহ আকরিক গলানো থেকে কাঁচা লোহা উৎপাদন করতে ব্যবহৃত হয়।^[৩][৪]

প্রক্রিয়াকরণ প্রকৌশল ও রসায়ন

চেক প্রজাতন্ত্রে টিউনেক আয়রন অ্যান্ড স্টিল ওয়ার্কসের মারুত চুল্লি

ওহাইওতে ১৯২৩ সালে জ্বলন্ত কাঠকয়লা ভিত্তিক লোহার মারুত চুল্লি

মারুত চুল্লি কার্বন মনোক্সাইডের মাধ্যমে রাসায়নিক হ্রাসের নীতির ভিত্তিতে কাজ করে, লৌহ আকরিকের চেয়ে অক্সিজেনের সাথে কার্বন মনোক্সাইডের অধিক দৃঢ় বন্ধন থাকার কারণে লোহা তার প্রাথমিক আকারের থেকে হ্রাস পায়। ব্লুমারি ও পুনর্বিবেচিত চুল্লিসমূহের থেকে মারুত চুল্লিসমূহ পৃথক হয়, কারণ একটি মারুত চুল্লিতে ফ্লু গ্যাস আকরিক ও লোহার সাথে সরাসরি সংযুক্ত থাকে, কার্বন মনোক্সাইড আকরিকের মধ্যে ছড়িয়ে পরে এবং কার্বনের সাথে মিশ্রিত মৌলিক লোহা থেকে আয়রন অক্সাইড হ্রাস করে। মারুত চুল্লি একটি পাল্টা বিনিময় প্রক্রিয়া হিসাবে কাজ করে, যেখানে একটি ব্লুমারি হয় না। আরেকটি পার্থক্য হ'ল ব্লুমারিসমূহ একটি ব্যাচ প্রক্রিয়া হিসাবে কাজ করে, যখন মারুত চুল্লিসমূহ দীর্ঘ সময়ের জন্য অবিচ্ছিন্নভাবে কাজ করে, কারণ এগুলি শুরু করা ও বন্ধ করা কঠিন। (দেখুন: অবিচ্ছিন্ন উৎপাদন) এছাড়াও, কাঁচা লোহার কার্বন গলনাঙ্ককে কম করে, ইস্পাত বা খাঁটি লোহার গলনাঙ্কের থেকেও কম; বিপরীতে, উক্ত গলনাঙ্কে ব্লুমারিতে লোহা গলে না।

সিলিকা কাঁচা লোহা থেকে অপসারণ করতে হয়। এটি ক্যালসিয়াম অক্সাইডের (পোড়া চুনাপাথর) সাথে বিক্রিয়া করে এবং সিলিকেট তৈরি করে, যা গলিত কাঁচা লোহার পৃষ্ঠকে ধাতুমল বা স্ল্যাগ হিসাবে ভেসে ওঠে। ঐতিহাসিকভাবে, সালফার থেকে কলুষিতকরণ রোধ করতে, কাঠকয়লা দিয়ে সেরা মানের লোহা তৈরি করা হয়।

আকরিক, ফ্লাক্স, কোক বা কাঠকয়লা ও বিক্রিয়ক পণ্যসমূহের নিম্নগামী স্তম্ভের মধ্য দিয়ে ফ্লু গ্যাসের প্রবাহ যাওয়ার জন্য স্তম্ভটিকে পর্যাপ্ত ছিদ্রযুক্ত হতে হয়। এর জন্য যথেষ্ট বড় কণার কোক বা কাঠকয়লা ব্যবহার করা হয়, অর্থাত সূক্ষ্ম কণাসমূহ অতিরিক্ত পরিমাণ ব্যবহার করা হয় না। অতএব, কোক কয়লাকে অবশ্যই যথেষ্ট শক্তিশালী হতে হবে, যাতে এটির উপরে থাকা সামগ্রীর ওজন দ্বারা এটি চূর্ণ না হয়। কোকের শারীরিক শক্তি ছাড়াও, যথা সম্ভব স্বল্প সালফার, ফসফরাস ও ছাই বিশিষ্ট হতে হবে।

গলিত লোহা উৎপাদন করার প্রধান রাসায়নিক বিক্রিয়াটি হল:

Fe_২O_৩ + ৩CO → ৩Fe + ৩CO_২^[৫]

প্রারম্ভিক আধুনিক মারুত চুল্লিসমূহের উৎস ও বিস্তার

কামান ঢ্যালাইয়ের জন্য লোহার চাহিদা বাড়ার কারণে, পঞ্চদশ শতাব্দীর মাঝামাঝি সময়ে ফ্রান্সে মারুত চুল্লি ব্যাপক ব্যবহারে শুরু হয়।^[৬][৭]

ফ্রান্স ও ইংল্যান্ডে এগুলির ব্যবহার সরাসরি পূর্বসূরী নমুর অঞ্চলের সাথে যুক্ত ছিল, যা এখন ওয়ালোনিয়া (বেলজিয়াম)। সেখান থেকে প্রথমে নর্ম্যান্ডির পূর্ব সীমানায় পেস ডি ব্রে এবং সেখান থেকে সাসেক্সের ওয়েল্ডে ছড়িয়ে পড়ে, যেখানে বাক্সডে প্রথম চুল্লি (কুইনস্টক নামে পরিচিত) ১৪৯১ সালে নির্মিত হয়, তারপরে অ্যাশডাউন ফরেস্টের নিউব্রিজে ১৪৯৬ সালে একটি নির্মিত হয়। প্রায় ১৫৩০ সাল অবধি এগুলি সংখ্যায় কম ছিল, তবে ওয়েল্ডে অনেকগুলি চুল্লি পরবর্তী দশকসমূহে নির্মিত হয়, সম্ভবত লৌহ শিল্পটি ১৫৯০ সালে শীর্ষে পৌঁছেছিল। এই চুল্লিগুলি থেকে বেশিরভাগ কাঁচা লোহা থেকে বার আয়রনের উৎপাদনের জন্য ফিনিয়ার ফোরজ নেওয়া হয়।^[৮]

আধুনিক প্রক্রিয়া

আধুনিক চুল্লিসমূহের দক্ষতা বাড়ানোর জন্য সহায়তা সুবিধাসমূহের একটি বিন্যাসের সাথে সজ্জিত করা হয়, যেমন বার্জসমূহ খালাসের জন্য আকরিক সঞ্চয় ইয়ার্ড। কাঁচামালসমূহ স্টোরহাউস কমপ্লেক্সে আকরিক সেতু বা রেল হপার ও আকরিক স্থানান্তর গাড়ি দ্বারা স্থানান্তরিত হয়। রেল-মাউন্ট করা স্কেল গাড়ি বা কম্পিউটার নিয়ন্ত্রিত ওজন হুপারসমূহ কাঙ্ক্ষিত গরম ধাতু ও ধাতুমল রসায়ন উৎপাদন করতে বিভিন্ন কাঁচামালকে পরিমাপ করে। কাঁচা মালসমূহ উইঞ্চ বা কনভেয়র বেল্ট দ্বারা চালিত একটি স্কিপ কারের মাধ্যমে মারুত চুল্লির শীর্ষে বহন করা হয়।^[৯]

তথ্যসূত্র

1. See: খসড়া (বয়লার)
2. Development of heat transfer circuits in the blast furnace, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering
3. P J Wand, "Copper smelting at Electrolytic Refining and Smelting Company of Australia Ltd., Port Kembla, N.S.W.", in: Mining and Metallurgical Practices in Australasia: The Sir Maurice Mawby Memorial Volume, Ed J T Woodcock (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne, 1980) 335–340.
4. R J Sinclair, The Extractive Metallurgy of Lead (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne, 2009), 9–12.
5. "Blast Furnace"। Science Aid। ১৭ ডিসেম্বর ২০০৭ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা। সংগ্রহের তারিখ ২০০৭-১২-৩০। 
6. উদ্ধৃতি ত্রুটি: <ref> ট্যাগ বৈধ নয়; Tylecote_1992 নামের সূত্রটির জন্য কোন লেখা প্রদান করা হয়নি
7. Merson, John (১৯৯০)। The Genius That Was China: East and West in the Making of the Modern World। Woodstock, New York: The Overlook Press। পৃষ্ঠা 69। আইএসবিএন 0-87951-397-7A companion to the PBS Series "The Genius That Was China" 
8. B. Awty & C. Whittick (with P. Combes), 'The Lordship of Canterbury, iron-founding at Buxted, and the continental antecedents of cannon-founding in the Weald' Sussex Archaeological Collections 140 (2004 for 2002), pp. 71–81.
9. American Iron and Steel Institute (2005). How a Blast Furnace Works. steel.org.

বহিঃসংযোগ