धातुशास्त्र

• 📙 *लोखंड व पोलाद* 📙

**************************

भारताची आधुनिक तीर्थस्थाने म्हणून भिलई, जमशेदपूर यांचा उल्लेख केला जातो. एखाद्या देशात दरवर्षी किती पोलाद निर्माण होते, यावर त्या देशाची औद्योगिक प्रगती मोजली जाते. एवढेच नव्हे, तर देशाची सुबत्ता व मूलभूत तंत्रज्ञान अवगत करण्याचे ते एक परिमाणच मानले जाते.

लोखंड कित्येक शतके वापरात आहे. अनेक लोखंडी अवजारे व हत्यारेसुद्धा माणूस वापरत आला आहे. प्रत्येक छोट्या मोठ्या गावात लोहार काम चालतेच, पण लोखंड तयार करणे व त्यापासून पोलाद बनवणे हे मात्र अत्यंत खर्चिक व जोखमीचे काम आहे. खनिज लोहापासून प्रथम लोहरस बनवला जातो. हे काम प्रचंड आकाराच्या उंच भट्ट्यांमध्ये केले जाते. विटांनी खास बांधलेल्या भट्ट्यांत खनिज लोह वितळवुन शुद्ध लोखंडाच्या रसाचा थर वेगळा बाहेर काढला जातो. तळाशी राहिलेल्या चिकट थराचा डांबरासारखा वापर करतात.

खनिज, लोह, कोक, चुनखडी यांचे बारीक केलेले मिश्रण तप्त वायूंच्या झोताने भट्टीत तापवून शुद्ध लोखंड तयार केले जाते. याला काठिण्य नसते. याला 'पिग आयर्न' असेही म्हटले जाते. हा तप्त रसच अनेकदा पोलाद बनवण्यासाठी वापरला जातो. दुसऱ्या भट्टीत शुद्ध लोखंडाचा रस घेऊन त्यात चुनकळी मिसळले जाते. त्यानंतर लगेच शुद्ध प्राणवायू या भट्टीत सोडला जातो. सर्व प्रकारच्या अशुद्ध कणांचे त्यात ज्वलन होऊन जाते व मोजके कार्बन व लोखंड यांचे मिश्रण असलेले कणखर पोलाद द्रवस्वरूपात शिल्लक राहते. जेव्हा स्टेनलेस स्टील बनवायचे असेल, तेव्हा त्यातच क्रोमियम घातले जाते. गंज न धरणे व चकचकीत दिसणे हे गुण त्यामुळे स्टीलमध्ये येतात.

सर्वात महत्त्वाचा भाग यानंतरचा असतो. पोलादाच्या तप्त रसापासून पाहिजे त्या वस्तू, पाहिजे ते आकार देणे हे एक कौशल्याचे काम असते. त्यासाठी रोलिंग स्टील मिल हा प्रकार वापरला जातो. यामध्ये गरम म्हणजे जवळपास पांढरेशुभ्र तप्त पोलाद सरकत्या चाकांवरुन सरकवत पाहिजे त्या जाडीचे, आकाराचे होईतोवर हलवले जाते. या पद्धतीने पोलादी तक्ते, पत्रे बनतात, तर रूळ, गर्डर्स हे साच्यांमध्ये ओतुन बनवले जातात. ज्यावेळी पोलादी सळ्या बनवायच्या असतात, त्यावेळी लहान भोकातून ओघळणारा पोलादी रस ठराविक पद्धतीत खेचून सळ्या बनवल्या जातात.

पोलाद बनवण्यासाठी जुन्या लोखंडी वस्तू, लोखंडी भंगार सामान यांचाही वापर केला जातो. या स्वरूपाचे काम छोटे कारखाने छोट्या प्रमाणात काम करू शकतात; पण खनिज लोहापासून लोखंड व पोलाद बनवणारे कारखाने मात्र मोठ्या प्रमाणावरच उभारावे लागतात. या सर्व प्रकारात अत्यंत महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे तापमान नियंत्रण. यांमध्ये थोडीफार जरी गडबड झाली, तरीही पोलादाच्या गुणधर्मात लगेच फरक पडतो. जगभर पोलादनिर्मिती ही अधिकाधिक यांत्रिक पद्धतीने होत चालली आहे. कमीत कमी माणूसबळ व जास्तीत जास्त यांत्रिक मानव (रोबो) वापरून या भट्टय़ांचे काम चालते. जेथे मानवी आरोग्याला धोका आहे, तेथे आता यंत्रमानवाचा वापर केला जातो. या बाबतीत मात्र आपण खूपच मागे आहोत.

जपानमध्ये आज घटकेस पोलादनिर्मितीसाठी व मोटारउद्योगात सर्वात जास्त यंत्रमानव वापरात आले आहेत. अद्ययावत तांत्रिक ज्ञानाचा फायदा माणशी वा दर कामगारामागे जास्त पोलाद निर्माण होण्यामध्ये मिळत जातो. यासाठी सुरुवातीला जरी मोठी गुंतवणूक करावी लागली, तरी ती फायद्याची ठरते.

आकडेवारी व एकूण पोलादनिर्मिती या घोळात जास्त न शिरता एका ढोबळ पाहणीनुसार जपान : कोरिया : भारत या आशियाई देशांतील पोलादनिर्मिती कारखान्यात असलेले कामगार व त्यांची पोलादनिर्मितीची क्षमता यांचे गुणोत्तर १ : ३ : १९ असे व्यक्त होते. यंत्रमानवांचा वापर जपानमध्ये सर्वात जास्त झाल्यानेच हे शक्य झाले आहे.

जगातील पोलाद व्यवसायावर भारतीयांचे वर्चस्व २००९ साली निर्माण झाले आहे. टाटा समूहाने रतन टाटा यांच्या नेतृत्वाखाली पोलादनिर्मिती करणारी 'कोरस' ही मोठी कंपनी विकत घेतली. टाटा स्टील या त्यांच्या कंपनीचे स्थान त्यामुळे पहिल्या पाचांत जाऊन पोहोचले आहे. भारतीय वंशाचे पण लंडनचे रहिवासी लक्ष्मी मित्तल यांचे सत्तर देशांत पोलादनिर्मितीचे कारखाने होतेच, पण त्यांनीही 'आर्सेलर' नावाची फार मोठी कंपनी ताब्यात घेऊन पहिल्या क्रमांकवर झेप घेतली आहे.

असे असले, तरी दरमाणशी पोलादाचा वापर करण्यात मात्र आपण खूपच मागे आहोत.

*'सृष्टी विज्ञानगाथा' या पुस्तकातून*

👇👇

या पद्धतीत तांबे, अॅल्युमिनिअमसारख्या धातूंवर विद्युत अपघनाद्वारे त्यांच्या अॉक्साईडचा पातळ, मजबूत लेप, देतात. हा लेप धातूचे क्षरण होण्यापासून संरक्षण करतो. स्वयंपाकगृहात वापरले जाणारे अॅनोडाइज्ड प्रेशर कुकर, कढई तसेच सरकत्या खिडक्यांच्या फ्रेम्स हे सर्व धनाग्रीकरण तंत्राचे उपयोजन आहे.....

बॉक्साईट हे ॲल्युमिनियम या क्रियाशील धातूचे ऑक्साइड असून त्यापासून ॲल्युमिनियम धातू मिळवतात. मॅग्नेशियम हा क्रियाशील धातू असून तो डोलोमाईट सारख्या नैसर्गिक खनिजांपासून मिळवतात.