कडा तैपनि नरम

यसैको मदतले गर्दा पियानोले मीठो धुन निकाल्छ, जेट प्लेन उड्‌छ, घडी टिकटिक गर्दै घुम्छ, मेसिनहरू हुनहुनाउँछन्‌, गगनचुम्बी भवनहरूले आकाश छुन खोज्छन्‌ र झोलुङ्‌गे पुलहरू लच्किरहन्छन्‌। आखिर यो हो के?

यो हो इस्पात। विशाल निर्माण कार्यहरूमा इस्पात नभै हुँदैन। यसैबाट बनेका बडेमानका जहाजहरूले सातसमुद्र पार गर्छ। यसैबाट बनेका पाइपहरूले सयौं किलोमिटर टाढा रहेका मुहानबाट तेल तथा ग्याँस ल्याउँछ। तर यो बहुउद्देश्‍यीय तत्त्व हाम्रो दैनिक उपभोग्य वस्तुहरूमा हामीले सोचेभन्दा धेरै प्रयोग हुन्छ। उदाहरणका लागि, तपाईंलाई कार्यालयसम्म पुऱ्‍याउने बसका इस्पातले मोडिएका टायरहरूलाई अथवा तपाईंको घरको लिफ्टलाई तलमाथि गर्न प्रयोग हुने इस्पातका डोरीहरूलाई विचार गर्नुहोस्‌। अनि तपाईंको चश्‍मामा प्रयोग हुने चूल र चिया चलाउन प्रयोग गरिने इस्पातको चम्चा नि? टिकाउ तैपनि नरम धातु प्रयोग भएका हजारौं चीजहरू पाइन्छन्‌। यसको उत्पादन कसरी गरिन्छ र के कारणले गर्दा यो यस्तो उपयोगी छ?

कार्बन र क्रिस्टल

इस्पात दुइटा अमिल्दा वस्तुहरू फलाम र कार्बनको मिश्रणबाट बनिने धातु हो। थुप्रै धातुहरूको तुलनामा शुद्ध फलाम नरम हुन्छ र एकदमै कडा वस्तुहरूलाई फोर्नु जस्ता कामहरूमा प्रयोग गर्न उपयुक्‍त हुँदैन। कार्बन धातु होइन। हिरा अनि चिम्नीमा लागेका ध्वाँसो यसका दुई भिन्‍नाभिन्‍नै रूप हुन्‌। तर पग्लेको फलाममा कार्बनको केही मात्रा मिलाइयो भने, त्यसबाट बनिने वस्तु कार्बनभन्दा धेरै भिन्‍न अनि फलामभन्दा पनि धेरै बलियो हुन्छ।

इस्पात बनाउने महत्त्वपूर्ण कुरालाई भने क्रिस्टल भनिन्छ। क्रिस्टलहरू मिलेर फलाम बन्छ भन्‍ने कुरा के तपाईंलाई थाह थियो? a वास्तवमा, सबै ठोस धातुहरू यही क्रिस्टलबाट बनेका हुन्छन्‌ र यसैले गर्दा तिनीहरूको कार्यक्षमता बढ्‌नुका साथै यसमा चमक अनि अरू गुणहरू पनि देखापर्छन्‌। तर फलामका क्रिस्टलहरूको अर्को एउटा गुण पनि हुन्छ।

इस्पातमा पर्ने प्रभाव

इस्पात बनाउँदा पगालिएका फलामहरू अरू तत्त्वहरूसित मिसाइन्छन्‌। यो मिश्रण ठोस अवस्थामा परिवर्तन हुँदा फलामले त्यसमा मिसाइएका अन्य पदार्थहरूलाई सोस्छ र आफ्ना क्रिस्टलका संरचनाभित्र गाभ्छ। अन्य धातुहरूले पनि त्यस्तै गर्छ। तर फलामको चाहिं त्यस्तो के विशेषता छ?

फलाम असाधारण प्रकृतिको हुन्छ किनभने यसलाई नपगालिकनै तताएर मात्र पनि यसका क्रिस्टलका संरचनालाई परिवर्तन गर्न सकिन्छ। यसको यस्तो विशेषताकै कारण फलामका क्रिस्टलहरू खुम्चिने, फैलिने र फेरि खुम्चिन सक्ने हुन्छ। राम्ररी निर्माण गरिएको एउटा घरको बैठक कोठामा बसिरहँदा यसका दुवै छेउका भित्ताहरू अनि भुइँ तलमाथि फैलिंदै गरेको कल्पना गर्नुहोस्‌। हो, फलामका क्रिस्टलहरूलाई नपगालिकन अत्यधिक तापक्रममा तताएर चिस्याउँदा मात्र पनि यसका क्रिस्टलहरू त्यसरी नै फैलिने गर्छन्‌।

यस्तो भइरहेको बेला यदि त्यहाँ कार्बनको उपस्थिति रहेमा एउटा कडा मिश्रित धातु नरम हुनसक्छ भने नरमचाहिं कडा हुनसक्छ। इस्पातका निर्माताहरूले यसै विशेषताको फाइदा उठाएर आफ्ना उत्पादनमा क्वेन्चिङ, टेम्परिङ र एनियलिङजस्ता तापक्रमको प्रयोग गर्दै यस उत्पादनको कडापनलाई मिलाउँछन्‌। b तर त्यसबाहेक अरू कुराहरू पनि छन्‌।

म्याङ्‌गनीज, मोलिबडेनम, निकेल, भ्यानाडियम, सिलिकन, सिसा, क्रोमियम, बोरोन, टंग्स्टेन अथवा सल्फरजस्ता अन्य तत्त्वहरू मिसाइँदा इस्पात कडा मात्र होइन तर बलियो, नरम, चाम्रो, खिया नलाग्ने, मेसिनबाट आकृति दिन सकिने, लचकदार, चुम्बकीय, अचुम्बकीय पनि हुन्छ। अनि त्यस्तै अन्य  किसिमको पनि बनाउन सकिन्छ। त्यसैले, जसरी पाउरोटी बनाउनेले आवश्‍यक चीजबीजहरू र भट्टीको तापक्रम भिन्‍नाभिन्‍नै खालका पाउरोटीको लागि मिलाउँछन्‌ त्यसै गरी धातुका उत्पादनकर्ताहरूले पनि हजारौं प्रकारका एक अर्कासित नमिल्ने इस्पातहरू बनाउन आवश्‍यकताअनुसार धातुको मिश्रणलाई फरकफरक पार्छन्‌ र तापक्रम पनि घटबढ गर्छन्‌। इस्पातबाट बनेको रेलमार्गले १२,००० टन सामान लादिएको रेललाई थाम्नसक्छ भने, इस्पातको एकदमै सानो पिन आकारको बेरिङहरूले घडीलाई सन्तुलनमा राख्ने चक्कालाई अड्याउँछ।

इस्पात बनाउने—पुरानो तथा नयाँ तरिका

शताब्दीयौंअघि लोहारहरूले फलामबाट भाँडाकुँडा र हतियारहरू बनाए। आगोमा खारिएको फलाममा (धाउ भनिने खनिज पदार्थ मिसिएको ढुंगाबाट छुट्याइएको फलाम) भएका अशुद्ध कुराहरूले धातुलाई बलियो अनि कडा बनाउँदो रहेछ भनेर तिनीहरूले पत्ता लगाए। तिनीहरूले फलामको औजारलाई तात्तातै पानीमा डुबाउँदा यो झनै कडा हुन्छ भनेर पनि बुझे। लोहारको सानो भट्टीको ठाउँमा आज ठूलठूला भट्टीहरू प्रयोग हुन थालेका छन्‌। अनि उसको घन र लिहिको ठाउँचाहिं रोलिंङ मिल्सले लिन थालेको छ। तर प्रविधि अत्याधुनिक भए तापनि कार्यविधि भने त्यही पुराना बलिया लोहारहरूका जस्तै छन्‌। तिनीहरूले (१) फलाम पगाल्छन्‌, (२) धातुहरू मिसाउँछन्‌, (३) इस्पातलाई चिस्याउँछन्‌ अनि (४) आकार दिएर तताउने र चिस्याउने कार्यहरू गर्छन्‌।

सँगैको पेटीमा देखाइएको परिमाणलाई ध्यान दिनुहोस्‌। यसो हेर्दा धेरै सामग्री प्रयोग भएजस्तो देखिएतापनि कारखानाले ती सबै सामग्री एकै दिनमा सिध्याउनसक्छ। उक्‍त कारखानाले धेरै क्षेत्र ओगट्‌छ र इस्पात बनाउन आवश्‍यक खनिजहरू प्रशस्त मात्रामा राखिन्छन्‌।

अचम्मको इस्पातले विभिन्‍न रूप लिन्छ

इस्पात थुप्रै असाधारण कुराहरूमा उपयोगी साबित भएको देखिन्छ। जस्तै, पियानोको तार। पियानको तार संसारकै सबैभन्दा बलियो इस्पातले बनिएको हुन्छ। तैपनि, त्यसले मीठो धुन निकाल्छ। ह्‍याडफिल्ड म्याङ्‌गनीज इस्पातलाई ठूलठूला चट्टानहरू फुटाउने यन्त्र बनाउन प्रयोग गरिन्छ। अनि इस्पातले जत्ति जोरसित ढुंगाहरू फुटाउँछ त्यति नै यो बलियो हुन्छ। शल्य चिकित्सकको चक्कु, दाखमद्य राख्ने भाँडो अनि बरफ बनाउने यन्त्रमा स्टेनलेस स्टील प्रयोग गरिएको हुन्छ। हाम्रा अनगिन्ती केशहरू जस्तै इस्पातका प्रयोगहरू पनि अनगिन्ती छन्‌।

हरेक वर्ष, संसारभरि लगभग ८०,००,००,००० टन इस्पात उत्पादन गरिन्छ। फलाम नभई एक टुक्रा इस्पात पनि बन्‍नसक्दैन, जुन पृथ्वीमा प्रशस्त मात्रामा पाइने तत्त्वहरूमध्ये एक हो। कोइला तथा चुनढुंगा पनि प्रशस्त मात्रामा पाउन सकिने भएकोले भविष्यमा पनि इस्पातको उत्पादन भइरहने निश्‍चित छ।

त्यसैले, अर्कोपल्ट तपाईंले लुगा सिलाउनुहुँदा अथवा माछा समात्न बल्छी चलाउनुहुँदा वा सानो ठूलो गर्न मिल्ने रेन्चु प्रयोग गर्नुहुँदा वा सिक्रीले बन्द गरेका ढोका खोल्नुहुँदा वा सवारीसाधनमा यात्रा गर्नुहुँदा वा खेतमा हलो जोत्नुहुँदा यी सबै कुरा गर्न सम्भव तुल्याउने फलाम र कार्बनको असामान्य मिश्रणबारे सोच्नुहोस्‌। (g01 9/8)

[फुटनोटहरू]

[पृष्ठ १९-मा भएको पेटी]

दस हजार टन इस्पात उत्पादन गर्न आवश्‍यक पदार्थहरू

६,५०० टन कोइला

१३,००० टन धाउ

२,००० टन चुनढुंगा

२,५०० टन इस्पातका टुक्राहरू

१,५०,००,००,००० लिटर पानी

८०,००० टन हावा

 [पृष्ठ २०-मा भएको पेटी/चित्र]

इस्पात बनाउने विधि

हेर्न सजिलो होस्‌ भनेर केही विवरणहरु मेटिएका छन्‌

इस्पात बनाउन ताप चाहिन्छ। त्यसैले, इस्पात बनाउन आवश्‍यक पर्ने निम्नलिखित तापक्रमहरूलाई हेर्दै ती तापक्रमहरूमा के के हुँदो रहेछ हेरौं।

◼ १४०० डिग्री सेल्सियस। हावा नछिर्ने ठूला भट्टीहरूमा कोइलालाई सेकिन्छ र कोइलालाई बल्न नदिईकन त्यसमा भएका अनावश्‍यक तत्त्वहरूलाई नष्ट गरिन्छन्‌। त्यसको फलस्वरूप निस्केका काला पदार्थहरूलाई कोक भनिन्छ, जसले पछि आवश्‍यकता पर्ने ताप र कार्बन उपलब्ध गराउँछ।

◼ १६५० डिग्री सेल्सियस। कोक, फलामका धाउ तथा चुनढुंगालाई दन्किरहेको भट्टीमा खन्याइन्छ। त्यो कोक बल्छ र तापको जोडले गर्दा धाउमा भएका अनावश्‍यक पदार्थहरू चुनढुंगासित मिलेर धातुमल भनिने फोहोर पदार्थ बन्छ। यसरी पग्लिएका पदार्थहरू पींधमा जम्मा हुन्छ भने धातुमलचाहिं सतहमा तैरन्छ, जसलाई निकालेर फ्याँकिन्छ। तरल फलाम ठूलठूला ड्रमहरूमा हालिन्छ र यी उम्लिरहेको फलामलाई अर्को ठाउँसम्म पुऱ्‍याइन्छ।

◼ १६५० डिग्री सेल्सियस। राम्ररी छुट्याइएका नब्बे टन धातुका टुक्राहरू अक्सिजन भट्टी भनेर चिनिने नौ मिटर अग्ला अण्डाकार भाँडोमा खन्याइन्छ। ठूलो डाडुको प्रयोग गरेर पग्लेका फलाम ती धातुका टुक्राहरूमाथि खन्याइन्छ र पानीबाट चिस्याइने लान्स भनिने पाइपलाई त्यहाँ घुसारेपछि आगोका  झिल्काहरू देखापर्छन्‌। ती पाइपबाट जोडले शुद्ध अक्सिजनको मुस्लो निस्कन्छ, जसले धातुलाई तुरुन्तै तातो स्टोभमा सुरुवा उम्लिएजस्तै गरी उमाल्छ। रासायनिक प्रतिक्रियाहरू हुन्छन्‌। एक घण्टा पनि नबित्दै भट्टीले आफ्नो काम सिध्याउँछ र ३०० टन तरल इस्पातलाई भाँडामा खन्याएर अर्को ठाउँमा लगिन्छ। त्यसमा मिश्रित धातुहरू पनि थपिन्छन्‌। इस्पातलाई ढाल्ने यन्त्रमा ती पदार्थहरू आगोको खोलाजस्तै बग्न थाल्छ। यही यन्त्रमा इस्पातलाई ढालिन्छ।

◼ १२०० डिग्री सेल्सियस। रातो अनि तातो इस्पातलाई रोलरद्वारा पेलेर चाहेजस्तो मोटाइमा परिवर्तन गरिन्छ। यसरी पेलिसकेपछि उक्‍त धातु कडा हुन्छ र त्यो यतिसम्म कडा हुन्छ कि यसलाई अझ अर्को आकारमा ढाल्न सकिंदैन।

◼ सामान्य तापक्रम। पग्लेको इस्पात ढालियो, काटियो, तातो पारेर पेलियो, चिसो पारेर पेलियो अनि धोइयो (एसिडमा डुबाएर)। त्यसपछि यसलाई फेरि तताइयो। अन्ततः यसलाई सधैंको लागि सामान्य तापक्रममा ल्याइन्छ। तरल इस्पात अर्थात्‌ तातो इस्पात अहिले पाताहरू भएका छन्‌। त्यसपछि धातु पसलेहरूले यसलाई लगेर विभिन्‍न सामानहरू बनाउँछन्‌ जस्तै, कार्यालय भवनहरूका लागि आवश्‍यक पाइप बनाउँछन्‌।

इस्पात बनाउन चलाइने भाँडाहरू पनि इस्पातले नै बनिएका हुन्छन्‌ तर यी भाँडाहरूचाहिं किन पग्लिंदैनन्‌? भट्टी, ठूलठूला ड्रम अनि डाडुहरूका भित्री सतहमा हतपत नपग्लने अर्थात्‌ धेरै तापक्रम खप्नसक्ने पदार्थबाट बनाइएका इँटहरू राखिएका हुन्छन्‌। यसरी राखिएको इँटहरूको एक मिटर चौडा घेराले अक्सिजन भट्टीलाई जोगाउँछ। तर अत्यधिक तापक्रमले यी इँटाहरूलाई पनि असर गर्ने भएकोले नियमित रूपमा यसलाई फेरिरहनुपर्छ।

[रेखाचित्र]

(ढाँचा मिलाएर राखिएको शब्दको लागि प्रकाशन हेर्नुहोस्‌)

१. फलाम बनाउने

१४०० डिग्री सेल्सियस कोइला → कोक सेक्ने भट्टी

↓

१६५० डिग्री सेल्सियस फलामका धाउ → ज्वालाको

चुनढुंगा → भट्टी

↓

पगालिएको फलाम

२. इस्पात बनाउने

१६५० डिग्री सेल्सियस टुक्रा → अक्सिजन

चून तथा पग्लिएको धातु → भट्टी

अक्सिजन

३. चिस्याउँदै

ढालिंदै

इस्पातको बार

इस्पातको सानो बार

इस्पातको चेप्टो टुक्रा

४. अन्तिम रूप दिंदै

१२०० डिग्री सेल्सियस इस्पातलाई पेलिंदै (बार वा बीमहरू)

ग्याल्भनाइज गरिएको

चिस्याएर पेल्दै

तताएर पेल्दै

सामान्य तापक्रम

[चित्र]

मानिसको आकार याद गर्नुहोस्‌

[पृष्ठ १९-मा भएको चित्रको स्रोत]

All photos on pages 19-21 except watch: Courtesy of Bethlehem Steel