د پولادو جوړول

د پولادو جوړول د اوسپنې له فلزی موادو او يا پاتې شونو څخه د پولاد د توليد پړاو دی. د پولادو په جوړولو کې لکه د نايتروجن، سليکان، فاسپورس، سلفر او زيات کاربن (چې تر ټولو مهمه ناپاکي ده) غوندې ناپاکۍ، له اصلي اوسپنې څخه لرې کېږي او د الياژ عناصر، لکه: منګنيز، نکل، کروميم، کاربن او ونډيم ورسره د پولادو د بېلابېلو درجو د توليد په موخه يو ځای کېږي. په پولادو کې د منحل شويو ګازونو لکه نايتروجن او اکسيجن او ............. ناپاکي هم د دې لپاره مهم دي، چې له مايع پولادو څخه د توليداتو د بڼې ورکولو کيفيت ډاډمن کړي. ^[۱]

د پولادو جوړول له زرګونو کلونو راهيسې شته، مګر تر ۱۴ پېړۍ پورې په پراخه کچه سوداګريز نه وو. د پولادو د جوړولو يو لرغونی دوران د اوسپنې يا پولادو د وېلې کولو د دېګ دوران و. په ۱۸۵۰ او ۱۸۶۰ ز لسيزو کې د Bessemer پړاو او د Siemens-Martin پړاو د پولادو جوړول په يو ستر يا دروند صنعت باندې بدل کړل. نن ورځ د پولادو جوړولو دوه ستر سوداګريز پړاوونه شته. يو پړاو يې د بنسټيز اکسيجن پولاد جوړونه ده، چې د اصلي تغذيوي موادو په توګه د هوا يا بخار له کورې يا داښ او ټوټه شويو پولاد څخه د اوسپنې وېلې شوې مايع ټوټې لري. دويم پړاو يې د برېښنايي ليندۍ يا دايرې کوره (EAF) ده، چې ټوټه شوي پولاد يا سيده کمه شوې اوسپنه (DRI) د اصلي تغذيوي موادو په توګه کاروي. د اکسيجن پولاد جوړونه د لوښي دننه د غبرګونونو د باندني څرنګوالي له مخې په زيات ډول هڅول کېږي، مګر د برېښنايي دايرې (EAF) پولاد جوړونه کې د کلکو ټوټو او يا DRI موادو د وېلي کولو په موخه له برېښنايي انرژي څخه ګټه اخيستل کېږي. په وروستيو کې د EAF پړاو پولاد جوړونې ټيکنالوژي د اکسيجن پولاد جوړونې ټيکنالوژۍ ته يو څه نږدې وده کړې ده، ځکه چې په ياد پړاو کې خورا کيمياوي انرژي ورپېژندل کېږي. ^[۲]

د پولادو جوړول په نړۍ کې د کاربن د خورا خپرېدنې له متمرکزو صنعتونو څخه دي. تر ۲۰۲۰ ز کال پورې د پولاد جوړونې په اړه اټکل شوی دی، چې د ټولو سيده پوسيل سون توکو د شنو خونو ګازونو د توليداتو له ۷ تر ۹ سلنه ځواب ويونکی دی. د نړيوالې تودوخې د کمولو په موخه به ياد صنعت د شنو خونو ګازونو په توليد کې کموالي موندلو ته اړتيا ولري. په ۲۰۲۰ ز کې مک کينسي (McKinsey) د هايدروجن کارونې، د کاربن د نيونې او بيا کارونې او د پاکې انرژۍ پر مټ د چلېدونکو برېښنايي لېندۍ داښونو د خورا زياتې کارونې په ګډون د کاربن کچې د له منځه وړنې (Decarbonizaion) لپاره يو لړ ټيکنالوژۍ په ګوته کړې. ^[۳]^[۴]

تاريخچه

پولاد جوړونې د لرغونو، منځنيو او عصري ټيکنالوژيکي ټولنو په پرمختګ کې مهمه ونډه لوبولې ده. د پولاد جوړونې لومړني پړاوونه په لرغوني ايران، لرغوني چين، هندوستان او روم کې د لرغونې دورې پر مهال جوړ شوي وو.

Cast اوسپنه يوه کلکه او چغزي ماده ده، چې کارول يې ستونزمن دي، په داسې حال کې چې پولاد د تورق يعنې د ټکولو په واسطه د پلنېدلو وړ ماده ده، چې په يو څه اسانه ډول جوړه شوې او په اسانۍ سره يې بڼې اوښتلی شي. په ډېری انساني تاريخ کې پولاد يوازې په کوچنيو اندازو سره جوړ شوي دي. په ۱۹ پېړۍ برتانيا کې د Bessemer Process له رامنځته کېدو او د تزريق ټيکنالوژي او د پروسس اداره يا کنترول کې د وروستيو ټيکنالوژيکي پرمختګونو نه راهيسې، د پولادو ډله ييز توليد د نړيوال اقتصاد يوه نه بېلېدونکې برخه او د معاصر ټيکنالوژيکي پرمختګ يو مهم شاخص ګرځېدلی دی. ^[۵]

د پولادو د توليد لومړنۍ اصلي طريقې زياتره د کار او لوړ مهارت هنرونه وو. وګورئ:

د فلزاتو د چاڼ نغری (Finery Forge)، چې د پولادو د توليدولو په موخه په کې د جرمني د فلزاتو د چاڼ پړاو (German finery process) اداره کېدلی شي.
تڼاکه پولاد (blister steel) یا د اوسپنې يا پولادو د ويلې کولو دېګ (crucible steel) په واسطه پولاد جوړونه.

د صنعتي اوښتون يو مهم اړخ د .......... فلز (bar iron يا پولاد) د توليد د پراخه کچې لارو چارو پرمختګ و. د (puddling furnace) يعنې هغه عمليه چې ناپاکه اوسپنه په سوچه اوسپنه بدلوي، په لومړيو کې د جوړې شوې اوسپنې د توليد توکي و، مګر وروسته د پولادو د توليد برخه کې پلی شو.

په معاصره پولاد جوړونه کې رښتينی اوښتون يوازې د ۱۸۵۰ ز لسيزې په پای کې هغه مهال پيل شو، چې د Bessemer پړاو په کې په لوړه پيمانه د پولاد جوړونې لومړنۍ بريالۍ طريقه شوه، چې ورپسې د خلاص زړه داښ (open-hearth furnace) رامنځته شوه.

معاصر پړاوونه

د پولاد جوړونې معاصر پړاوونه په درې پوړيو وېشل کېدلی شي، چې لومړني، دويمې او درېيمي دي.

د پولادو لومړنۍ جوړونه پولادو کې د اوسپنې وېلي کول رانغاړي. دويمي جوړونه يې لکه د الياژي عواملو او حل شويو ګازونو غوندې د نورو عناصرو يو ځای کول يا ورڅخه لرې کول رانغاړي او درېيمي پړاو يې په تختو، لولو يا نورو بڼو کې د پولادو اچول شاملوي. د ذکر شوي هر ګام لپاره ګډ تخنيکونه د لاسرسي وړ دي. ^[۶]

د پولاد جوړونې لومړنی پړاو

بنسټيز اکسيجن

د بنسټيز اکسيجن پولاد جوړونه (Basic oxygen steelmaking) د پولاد جوړونې د لومړني پړاو يوه لاره ده، چې د خورا کاربن لرونکې اوسپنې ټوټې په کې وېلې کېږي او په پولادو بدلېږي. د اوسپنې د وېلي شوې ټوټې له لارې الوتونکی اکسيجن په اوسپنه کې يو څه کاربن (CO−) ته او کاربن ډای اکسايد يې پر پولادو بدلوي. خپل سري (Refractories) کلسيم اکسايد او منګنيزيم اکسايد د لوړې تودوخې او د وېلي شوي فلز او خيري د ويجاړونکي طبیعت او لوړې تودوخې پر وړاندې د ټينګار په موخه د وېلې کولو لوښی يا مجرا په ليکه کوي يا برابروي. د پړاو کيميا د دې ډاډ د تر لاسه کولو په موخه اداره کېږي چې، لکه د سليکان او فاسپورس غوندي ناپاکۍ له فلز څخه لرې شوې دي.

معاصر پړاو په ۱۹۴۸ز کال کې د روبرت ډرير (Robert Durer) له لورې د Bessemer اړونکي د ښه والي په توګه رامنځته شو، چې د هوا پر ځای يې خورا اغېزمن اکسيجن ځای پر ځای کړ. ياد پړاو د ماشينونو د پانګې بيه او د وېلې کېدنې وخت راکم کړ او د کار ګټورتوب يې زيات کړ. د ۱۹۲۰ ز او ۲۰۰۰ ز کلونو تر منځ د پولاد جوړونې صنعت کې د کار اړتياوې د ۱۰۰۰ د يو عامل له لورې په يو ټن کې يوازې ۰۰۰۳ سړي ساعتو ته راکم شو. په ۲۰۱۱ ز کې د پولادو ٪۷۰ نړيواله وتنۍ د بنسټيز اکسيجن بټۍ يا کورې د کارونې له لارې توليد شوې وه. بټۍ يا کورې کولای شي، له ۴۰ څخه په کمو دقيقو کې تر ۳۵۰ ټنونو پورې اوسپنه پر پولادو بدله کړي، چې په همدا چاره د خلاص زړه بټۍ (Open heart furnace) طريقه کې له ۱۰ څخه تر ۱۲ ساعتونو ته اړتيا لري. ^[۷]

برېښنايي ليندۍ

د برېښنايي ليندۍ بټۍ (Eclectic arc furnace) پولاد جوړونه د اوسپنې له ټوټې يا له هغه سيده کمې شوې اوسپنې څخه د پولادو توليد ته وايي، چې د برېښنايي لينديو (Electric arcs) په واسطه وېلې شوي وي. د برېښنايي ليندۍ په يوه بټۍ کې د اوسپنې يوه ځواله (يو تنور يا يو پخلی اوسپنه) په بټۍ يا داښ کې اچول کېږي، چې ځيني وختونه په “hot heel” يعنې له پخوانۍ تودوخې څخه په وېلې شويو پولادو سره مل وي. د ګاز سوځونکي ښايي د وېلې کېدلو سره د مرستې په پار وکارول شي. د بنسټيز اکسېجن پولاد جوړونه کې د مجرا يا لوښي د ترتيب ساتنې او د ناپاکيو په لرې کولو کې د مرستې په موخه، له فلکسونو (Fluxes: هغه ماده چې د فلزاتو او کاني موادو يو له بل سره د وېلې کېدلو کې مرسته کوي) څخه هم کار اخيستل کېږي. د برېښنايي ليندۍ بټۍ پولاد جوړونه په نمونه يي ډول د نږدې ۱۰۰ ټنونو په وړتيا بټۍ کاروي، مګر له هرو ۴۰ تر ۵۰ دقيقو کې پولاد توليدوي. دا پړاو د بنسټيز اکسيجن طريقې په پرتله يو څه پرخه الياژي زياتونو ته اجازه ورکوي. ^[۸]

هلسرنا پړاو Hlsarna process

د اوسپنې جوړونې په Hlsarna پړاو کې د اوسپنې فلزوال مواد نږدې په سيده ډول اوبه اوسپنې يا تود فلز ته دوران کوي. دا پړاو د Cyclone بدلوونکې بټۍ په نوم د blast بټۍ د يو ډول په شا او خوا کې ده، چې د دې شونتيا رامنځته کوي چې د اوسپنو د ټوټو ګولۍ يا مردکي په پام کې ونه نيسي. د يادو مردکيو په پام کې نيول، د بنسټيز اکسيجن پولاد جوړونې لپاره اړين دي. د چمتووالي ددې ګام له اړتيا پرته، د Hlsarna پړاو د انرژي له مخې خورا اغېزناکه ده او د پولاد جوړونې د دوديزو پړاوونو په پرتله د کاربن ټيټه کچه لري.

د هايدروجن کمښت

پولاد له سيده کمې شوې اوسپنې څخه هم توليدېدلی شي، چې په خپل وار سره د اوسپنې له فلزوالو موادو څخه هم ځکه تر لاسه کېدلی شي، چې دا له هايدروجن سره کيمياوي کمښت زغمي. نوی کېدونکی هايدروجن پولادجوړونې ته د پوسيل سون توکو له کارونې پرته اجازه ورکوي. په ۲۰۲۱ ز کال کې په سويډن کې يو لارښود ماشين دا پړاو وازمايه. سيده کمښت په ۱۵۰۰ فارنهايټ (۸۲۰ سانتي ګرېد) کې پېښېږي. اوسپنه د برېښنايي ليندۍ بټۍ (electric arc furnace) کې له کاربن (له ډبرو سکارو څخه) سره پاشل کېږي. د الکترون د شننې يا (electrolysis) په واسطه توليد شوی هايدروجن په يو ساعت کې نږدې ۲۶۰۰ کېلو واټ [برېښنا] ته اړتيا لري. بيې يې د عادي کړنلارو په پرتله له ۲۰ تر ۳۰ سلنه لوړې اټکل شوې دي. که څه هم د کاربن ډای اکسايد توليدات د بنسټيز اکسيجن د توليد بيې زياتوي او د ساينس مجلې د ۲۰۱۸ ز کال يوه څېړنه اټکل کوي، چې بيې به ان هغه وخت ماتې شي چې ياده بيه د يو ټن کاربن ډای اکسايد لپاره 68 € وي (تمه کېږي چې په ۲۰۳۰ ز لسيزه کې به همدې بيې ته ورسېږي). ^[۹]^[۱۰]^[۱۱]

سرچينې

↑ Deo, Brahma; Boom, Rob (1993). Fundamentals of Steelmaking Metallurgy. New York: Prentice Hall International. ISBN 9780133453805. LCCN 92038513. OCLC 473115765.
↑ Turkdogan, E.T. (1996). Fundamentals of Steelmaking. London: Institute of Materials. ISBN 9781907625732. OCLC 701103539.
↑ Pooler, Michael (11 November 2020). "Europe leads the way in the 'greening' of steel output". Financial Times. نه اخيستل شوی 2020-11-20.
↑ "Decarbonization in steel | McKinsey". www.mckinsey.com. نه اخيستل شوی 2021-04-03.
↑ Sass, Stephen L. (August 2011). The Substance of Civilization: Materials and Human History from the Stone Age to the Age of Silicon. New York: Arcade Publishing. ISBN 9781611454017. OCLC 1078198918.
↑ Ghosh, Ahindra. (December 13, 2000). Secondary Steelmaking: Principles and Applications (1st ed.). Boca Raton, Fla.: CRC Press. ISBN 9780849302640. LCCN 00060865. OCLC 664116613.
↑ Fruehan, Richard J., ed. (1998). The Making, Shaping and Treating of Steel: Steelmaking and Refining Volume (11th ed.). Pittsburgh: AIST. ISBN 978-0-930767-02-0. LCCN 98073477. OCLC 906879016. Archived from the original on 2021-08-16. نه اخيستل شوی 2022-04-17. {{cite book}}: External link in |خونديځ تړی= (help); Unknown parameter |تاريخ الأرشيف= ignored (help); Unknown parameter |تاريخ الوصول= ignored (help); Unknown parameter |خونديځ-تړی= ignored (help); Unknown parameter |مسار الأرشيف= ignored (help)
↑ "Steel - Electric-arc steelmaking | Britannica".
↑ "HYBRIT: The world's first fossil-free steel ready for delivery". vattenfall.com. Vattenfall. 2021-08-18. نه اخيستل شوی 2021-08-21.
↑ Pei, Martin; Petäjäniemi, Markus (2020-07-18). "Toward a Fossil Free Future with HYBRIT: Development of Iron and Steelmaking Technology in Sweden and Finland". Metals. 10 (7): 972. doi:10.3390/met10070972.
↑ Hutson, Matthew (2021-09-18). "The Promise of Carbon-Neutral Steel". The New Yorker (په انګليسي). نه اخيستل شوی 2021-09-20.{{cite magazine}}: ساتل CS1: url-status (link)

[deo-boom-1] Deo, Brahma; Boom, Rob (1993). Fundamentals of Steelmaking Metallurgy. New York: Prentice Hall International. ISBN 9780133453805. LCCN 92038513. OCLC 473115765.

[turkdogan-2] Turkdogan, E.T. (1996). Fundamentals of Steelmaking. London: Institute of Materials. ISBN 9781907625732. OCLC 701103539.

[:0-3] Pooler, Michael (11 November 2020). "Europe leads the way in the 'greening' of steel output". Financial Times. نه اخيستل شوی 2020-11-20.

[:1-4] "Decarbonization in steel | McKinsey". www.mckinsey.com. نه اخيستل شوی 2021-04-03.

[sass-5] Sass, Stephen L. (August 2011). The Substance of Civilization: Materials and Human History from the Stone Age to the Age of Silicon. New York: Arcade Publishing. ISBN 9781611454017. OCLC 1078198918.

[ghosh2-6] Ghosh, Ahindra. (December 13, 2000). Secondary Steelmaking: Principles and Applications (1st ed.). Boca Raton, Fla.: CRC Press. ISBN 9780849302640. LCCN 00060865. OCLC 664116613.

[fruehan-7] Fruehan, Richard J., ed. (1998). The Making, Shaping and Treating of Steel: Steelmaking and Refining Volume (11th ed.). Pittsburgh: AIST. ISBN 978-0-930767-02-0. LCCN 98073477. OCLC 906879016. Archived from the original on 2021-08-16. نه اخيستل شوی 2022-04-17. {{cite book}}: External link in |خونديځ تړی= (help); Unknown parameter |تاريخ الأرشيف= ignored (help); Unknown parameter |تاريخ الوصول= ignored (help); Unknown parameter |خونديځ-تړی= ignored (help); Unknown parameter |مسار الأرشيف= ignored (help)

[8] "Steel - Electric-arc steelmaking | Britannica".

[9] "HYBRIT: The world's first fossil-free steel ready for delivery". vattenfall.com. Vattenfall. 2021-08-18. نه اخيستل شوی 2021-08-21.

[10] Pei, Martin; Petäjäniemi, Markus (2020-07-18). "Toward a Fossil Free Future with HYBRIT: Development of Iron and Steelmaking Technology in Sweden and Finland". Metals. 10 (7): 972. doi:10.3390/met10070972.

[11] Hutson, Matthew (2021-09-18). "The Promise of Carbon-Neutral Steel". The New Yorker (په انګليسي). نه اخيستل شوی 2021-09-20.{{cite magazine}}: ساتل CS1: url-status (link)

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]

[۱۰]

[۱۱]