द्रव लोखंडापासून पोलाद बानविताना ऑक्सिजनचा वापर करावा ही कल्पना बेसेमर यांच्या काळातही माहीत होती; परंतु १९३०-३५ नंतरच औद्योगिक दृष्ट्या पुरेशा स्वस्त दरात ऑक्सिजन निर्माण करणे शक्य झाले. त्यानंतर ऑक्सिजनचा उपयोग क्षारकीय बेसेमर भट्टीत थोड्या प्रमाणात होऊ लागला.स्वित्झर्लंडमध्ये प्रा. ड्यूरेर (Robert Durrer) यांनी याबाबत आणखी प्रयोग केले व १९४७ मध्ये पूर्णपणे ऑक्सिजनचा उपयोग करणारी ३ टन क्षमतेची भट्टी बनविण्यात आली. त्यानंतर लवकरच ऑस्ट्रियातील व्होएस्ट या कंपनीत (Voest-Alpine) लिंट्स या ठिकाणी २ टनी व डोनाव्हिट्स या ठिकाणी ५ व १० टनांच्या भट्या उभारण्यात आल्या. या दोन्ही गावांच्या नावावरून या पद्धतीस लिंट्स – डोनाव्हिट्स पद्धत (Linz-Donavitz Process) किंवा एल्.डी.पद्धत (L.D.Process) असे नाव पडले. नंतरच्या काळात या पद्धतीची अनेक रूपे वापरात आली व या सर्वांना मिळून क्षारकीय ऑक्सिजन पद्धत (Basic Oxygen Furnace) असे नाव प्रचलित झाले. या पद्धतीची झपाट्याने वाढ होऊन १९६२ पर्यंत ३०० टन क्षमतेच्या भट्ट्या उभारल्या गेल्या.
लिंट्स – डोनाव्हिट्स पद्धत : या पद्धतीमधील भट्टीचा आकार आ. १ मध्ये दाखविला आहे. त्यातील विक्रिया-पात्र हे बेसेमर पद्धतीसारखेच आहे. आतून तापसह विटांचे अस्तर आहे; परंतु पात्र तळाकडून पूर्ण बंद आहे. भट्टी कलती करून त्यात द्रव लोखंड, मोड इत्यादी प्रभार टाकला जातो. नंतर भट्टी सरळ करून द्रव लोखंडाने युक्त अशा या प्रभारावर उभ्या नळीतून ऑक्सिजन सोडला जातो. नळी धातूपासून ०.७ ते २ मी. उंच धरली जाते. नळी सतत पाण्याने थंड केली जाते. ऑक्सिजन वायू जोरात येऊन मळी व धातू यांच्या आत घुसतो व ३०००° सें. च्या वर तापमान काही विशिष्ट जागी तयार होते. प्रभारात उत्तम चलनवलन तयार होते व विक्रियेने कार्बन मोनॉक्साइड (CO) तयार झाल्यावर ते आणखी वाढते. धातू व मळी यांच्यात उत्तम संस्पर्श होतो व विक्रिया वेगाने घडून येतात. वायू जोराने आत घुसला की २०-२४ मिनिटात महत्त्वाच्या विक्रिया पूर्ण होतात.
भट्टी चालविताना प्रद्रावक म्हणून चुना (CaO) वेळोवेळी भट्टीत टाकतात.पोलादाचा योगांशबरोबर येण्याची वेळ झाली की धमन थांबवून भट्टी कलती करतात, धातूचा नमुना घेऊन, त्याचा योगांश तपासतात. त्याआधारे पुढील धमनाचा काळ ठरवितात व जरूर पडल्यास आणखी चुना टाकून धमन पूर्ण केले जाते.त्यानंतर ऑक्सिजन-हारके उदाहरणार्थ, फेरो-मॅँगॅनीज,फेरो- सिलिकॉन इत्यादी टाकून पोलाद ओगराळ्यात (Ladle) ओतले जाते.परिष्करणाच्या प्रगतीचा आलेख नमुना म्हणून आ. २ मध्ये दाखविला आहे. एल्. डी. पद्धतीत कार्बन व फॉस्फरस यांचे परिष्करण एकाच वेळी चालू राहू शकते साधारणतः प्रभारात फॉस्फरस ०.५ टक्क्यापेक्षा कमी असेल तर पोलादात फॉस्फरस ०.०५ टक्क्यापेक्षा कमी होऊ शकतो. पण त्यापेक्षा अधिक फॉस्फरस असल्यास त्यासाठी दोन मळ्यांची एल्. डी. पद्धत वापरावी लागते.
अधिक फॉस्फरस असलेल्या प्रभारापासून चांगले पोलाद मिळविणे, पोलादात गंधक (Sulfur) ०.०५ टक्क्यापेक्षा कमी पातळीला आणणे, कार्बन व फॉस्फरस एकमेकांबरोबरच कमी करता येणे,भट्टीच्या तळातून ऑक्सिजन वायू पुरविणे, अशा अनेक महत्त्वाच्या उद्देशातून एल्. डी. पद्धतीच्या आधारावर अनेक नव्या पोलाद-उत्पादनाच्या पद्धती वापरात आल्या. उदाहरणार्थ,एल. डी.-लक्सेंबर्ग-फ्रान्स पद्धत किंवा चुना-प्रक्षेपण पद्धत, क्षारकीय ऑक्सिजन पद्धत,क्यु-पद्धत, काल्डो पद्धत (Kaldo Process), रोटर पद्धत (Rotor Process) सिलिकॉन इत्यादी.यापैकी पहिल्या दोन पद्धती युरोपमधील अति- फॉस्फरसयुक्त लोखंडासाठी यशस्वी झाल्या व पूर्वीच्या क्षारकीय बेसेमर पद्धतीपेक्षा अनेक बाबींमध्ये सरस ठरल्या.
क्षारकीय ऑक्सिजन पद्धत : ही एक-मळी वा दोन मळ्यांच्या एल्. डी. पद्धतीस, अमेरिकेत वापरात असलेली, समावेशक अशी योग्य संज्ञा आहे. जुन्या बेसेमर पद्धतीत जशी भट्टीच्या तळातून हवा धमन केली जाते तसे ऑक्सिजनचे तळातून धमन, एल्. डी. साठी करण्याची पद्धत नंतरच्या काळात विकसित झाली व त्या पद्धतीस क्यु-पद्धत असे नाव पडले.
काल्डो पद्धत : ही पद्धत स्वीडनमधील कालिंग (Pro.kalling) यांच्या प्रयोगातून १९४८ मध्ये सुरू झाली. हिच्यामध्ये परिष्करण जलद व दक्षतेने व्हावे म्हणून भट्टी एका आसाभोवती गोल फिरत ठेवली जाते. आ. ३ मध्ये ३० टनी काल्डो भट्टीची रचना दाखविलेली आहे. या पद्धतीचे वैशिष्ट्य असे की प्रक्रियेत तयार झालेला CO वायू पात्रातच बराचसा जाळून उष्णता निर्माण केली जाते. या उष्णतेच्या आधारे भट्टीच्या प्रभारात अधिक मोड वा धातुक वापरणे शक्य होते. तसेच भट्टीच्या बाहेर पडणार्‍या वायूत CO चे उरलेले प्रमाण कमी असल्याने त्याचे नंतरचे संस्करण सोपे जाते. साध्या एल्. डी, पद्धतीत हे शक्य होत नाही.
रोटर पद्धत : या पद्धतीत (आ.४) सिमेंटच्या भट्टीसारखी लांब आडवी भट्टी असते.ती स्वतःच्या आडव्या आसाभोवती हळूहळू फिरते व तिच्यात ऑक्सिजनचे धमन हे प्राथमिक व दुय्यम अशा दोन अलग नळ्यांनी केले जाते.प्राथमिक नळी धातूत बुडलेली असून तिच्यामुळे परिष्करण व मळी-धातू यांच्यातील विक्रिया वेगाने घडतात. दुय्यम नळीतून ऑक्सिजन वा ऑक्सिजन-युक्त हवेचे धमन केले जाते. त्यामुळे CO चे पूर्ण ज्वलन होते व त्या उष्णतेचा भट्टीच्या विक्रियांमध्ये फायदा होतो. या भट्टीत उच्च तापमान मिळत असल्याने धातूची उत्पादन-क्षमता चांगली (९०%) मिळते. त्याहून महत्त्वाचे म्हणजे या पद्धतीत गंधकाचे परिष्करण उत्तम होते. गंधक ०.०१-०.०२ % इतके कमी होऊ शकते.
अशा रीतीने एल्. डी. पद्धती व तिचे अनेक प्रगत प्रकार यांचा पोलाद औद्योगिक निर्मितीमध्ये महत्त्वाचा वाटा आहे. आजच्या उद्योगात पोलादनिर्मिती मोठ्या प्रमाणात एल्. डी. व विद्युत्-भट्टीची पद्धत यांच्या आधारे होत आहे.
संदर्भ :
- खानगावकर, प. रा; मिश्रा, वि. ना. लोखंड व पोलादाचे उत्पादन, महाराष्ट्र विद्यापीठ ग्रंथनिर्मिती मंडळ, नागपूर, १९७४.
समीक्षक – बाळ फोंडके
