धातु प्रोफ़ाइल: लौह गुण और लक्षण

मनुष्यों द्वारा लोहे का उपयोग लगभग 5000 वर्ष पूर्व है। यह पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे प्रचुर धातु तत्व है और मुख्यतः स्टील का निर्माण करने के लिए प्रयोग किया जाता है, दुनिया में सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक सामग्रियों में से एक है।

गुण

परमाणु प्रतीक: Fe

• परमाणु संख्या: 26
• तत्व श्रेणी: संक्रमण धातु
• घनत्व: 7. 874g / cm
• 3 ^{पिघलने बिंदु: 2800 ° एफ ( 1538 डिग्री सेल्सियस)}
• उबलते बिंदु: 5182 ° एफ (2862 डिग्री सेल्सियस)
• मोह की कठोरता: 4

लक्षण

शुद्ध लोहा एक चांदी का रंग का धातु है जो गर्मी और बिजली का संचालन करता है।

आयरन अकेले अस्तित्व के लिए बहुत प्रतिक्रियाशील है, इसलिए यह पृथ्वी की परत में स्वाभाविक रूप से लौह अयस्कों जैसे कि हेमटिट, मैग्नेटाइट और साइडरैट के रूप में होता है।

लोहा की पहचान करने वाली विशेषताओं में से एक यह है कि यह दृढ़ता से चुंबकीय है एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र को उजागर किया जाता है, लोहे के किसी भी टुकड़े को चुंबकीय किया जा सकता है। वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि धरती का कोर लगभग 9 0% लोहे का है। इस लोहे के द्वारा निर्मित चुंबकीय बल जो चुंबकीय उत्तर और दक्षिण ध्रुवों को बनाता है।

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इतिहास

लौह की मूल रूप से लोहे युक्त अयस्कों के ऊपर जलाया जाने वाला लकड़ी का नतीजा निकला और निकाला गया। लकड़ी के भीतर कार्बन ने अयस्क में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त की होगी, जिससे नरम, निंदनीय लौह धातु छोड़ेगा। उपकरण और हथियार बनाने के लिए आयरन स्मेल्टिंग और लोहे का इस्तेमाल मेसोपोटामिया (वर्तमान ईराक) में 2700 और 3000 ईसा पूर्व के बीच शुरू हुआ। निम्नलिखित 2000 वर्षों में, लौह गलाने का ज्ञान पूर्वी यूरोप और अफ्रीका में फैला हुआ था, जो कि लोहे आयु के नाम से जाना जाता है।

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17 वीं शताब्दी से, जब तक 1 9वीं सदी के मध्य में इस्पात का उत्पादन करने के लिए एक कुशल पद्धति की खोज नहीं हुई तब तक लोहे का जहाज़, पुलों और भवनों को बनाने के लिए संरचनात्मक सामग्री के रूप में तेजी से उपयोग किया जाता था। 188 9 में बनाए गए एफिल टॉवर को 7 मिलियन किलोग्राम गढ़ा लोहे का इस्तेमाल किया गया था।

जंग

लोहे की सबसे परेशानी विशेषता यह जंग बनाने की प्रवृत्ति है।

जंग (या फेरिक ऑक्साइड) एक भूरे रंग का, पतला परिसर है जो लोहे के ऑक्सीजन से अवगत कराया जाता है। पानी में निहित ऑक्सीजन गैस जंग की प्रक्रिया को गति देती है। जंग की दर - कितनी जल्दी लौह फेरिक ऑक्साइड में बदल जाता है - यह पानी की ऑक्सीजन सामग्री और लोहे की सतह के क्षेत्र द्वारा निर्धारित होता है। नमक पानी में ताजे पानी की तुलना में अधिक ऑक्सीजन होता है, यही कारण है कि ताजे पानी से नमक पानी का लोहा तेजी से बढ़ रहा है।

अन्य धातुओं के साथ लोहे कोटिंग से रोका जा सकता है जो कि ऑक्सीजन के लिए रासायनिक रूप से अधिक आकर्षक होते हैं, जैसे जस्ता (जस्ता के साथ कोटिंग लोहे की प्रक्रिया को 'गैल्विनाइज़िंग' कहा जाता है) हालांकि, जंग के खिलाफ की रक्षा करने का सबसे प्रभावी तरीका स्टील का उपयोग है।

स्टील

इस्पात लोहे और अन्य धातुओं का एक मिश्र धातु है, जो गुणों को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है (शक्ति, जंग का प्रतिरोध, गर्मी की सहनशीलता आदि)) लोहा का लोहे से मिश्रित तत्वों के प्रकार और मात्रा को बदलना विभिन्न प्रकार के स्टील का उत्पादन कर सकता है।

सबसे आम स्टील्स हैं:

कार्बन स्टील्स, जिसमें 0. 5-1 के बीच है। 5% कार्बन यह सबसे आम स्टील्स हैं और ऑटो निकायों, जहाज के लिए हुल्ल, चाकू, मशीनरी और सभी तरह के संरचनात्मक समर्थन के लिए उपयोग किया जाता है।

1. कम मिश्र स्टील्स, जिसमें 1-5% अन्य धातुओं (अक्सर निकल या टंगस्टन) के बीच होता है। निकेल स्टील उच्च स्तर के तनाव का सामना करने में सक्षम है और इस प्रकार, अक्सर पुलों के निर्माण में और साइकिल श्रृंखला बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। टंगस्टन स्टील्स उच्च तापमान परिवेश में उनके आकार और ताकत रखती हैं और प्रभाव में, रोटरी अनुप्रयोगों, जैसे कि ड्रिल बिट्स में उपयोग किया जाता है।
2. उच्च मिश्र धातु स्टील्स, जिनमें 12-18% अन्य धातुएं हैं, केवल विशेष उपयोग में उनकी उच्च लागत के कारण उपयोग की जाती हैं एक उच्च मिश्र धातु इस्पात का एक उदाहरण स्टेनलेस स्टील होता है, जिसमें क्रोमियम और निकल होता है, लेकिन विभिन्न अन्य धातुओं के साथ मिश्रित किया जा सकता है। स्टेनलेस स्टील बहुत मजबूत और जंग के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी है।
3. उत्पादन

पृथ्वी की सतह के पास पाए जाने वाले अयस्कों से अधिकतर लोहे का उत्पादन होता है आधुनिक निष्कर्षण तकनीक ब्लास्ट भट्टियों का उपयोग करती है, जो उनके लम्बे स्टैक्स (चिमनी की तरह ढांचे) की विशेषता होती है। लोहे को कोक (कार्बन युक्त कोयले) और चूना पत्थर (कैल्शियम कार्बोनेट) के साथ ढेर में डाला जाता है। आजकल, लौह अयस्क सामान्यतः स्टैक में प्रवेश करने से पहले sintering की प्रक्रिया के माध्यम से चला जाता है। इस प्रक्रिया में अयस्क के आकार होते हैं जो 10-25 मिमी के बीच होते हैं, जो कोक और चूना पत्थर के साथ मिश्रित होते हैं।

सिगरेट अयस्क, कोक और चूना पत्थर को तब ढेर में डाल दिया जाता है जहां 1800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर जल जाता है गर्मी के स्रोत के रूप में कोक जलता है और, ऑक्सीजन के साथ भट्ठी में गोली मार दी जाती है, जिससे कम करने वाली गैस कार्बन मोनोऑक्साइड बनती है। चूना पत्थर लोहे में अशुद्धियों के साथ स्लैग बनाने के लिए मिक्स करता है। लावा पिघला हुआ लौह अयस्क से हल्का होता है, इसलिए यह सतह पर बढ़ जाता है और आसानी से हटाया जा सकता है। पिघल लोहे का उत्पादन करने के लिए या स्टील के उत्पादन के लिए सीधे तैयार किए जाने के बाद गर्म लोहे को ढाला जाता है।

पिग आयरन अभी भी 3 के बीच है। 5-4 5% कार्बन, अन्य अशुद्धियों के साथ, और भंगुर और साथ काम करना मुश्किल है। कच्चा लोहा बनाने के लिए पिग आयरन में फास्फोरस और सल्फर की अशुद्धियों को कम करने के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। गढ़ा लोहा, जिसमें 0. 0% से भी कम कार्बन शामिल है, कठिन, ट्यूबलर और आसानी से वेल्डेड है, लेकिन कम कार्बन इस्पात की तुलना में अधिक श्रमसाध्य और महंगा है।

2010 में, वैश्विक लौह अयस्क उत्पादन लगभग 2.4 अरब टन था। चीन, जो सबसे बड़ा उत्पादक है, का उत्पादन लगभग 37. सभी उत्पादन का 5% है, जबकि अन्य प्रमुख उत्पादक देशों में ऑस्ट्रेलिया, ब्राजील, भारत और रूस शामिल हैं।

एप्लीकेशन

लोहा एक बार प्राथमिक संरचनात्मक सामग्री थी, लेकिन इसे लंबे समय तक अधिकांश अनुप्रयोगों में स्टील द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। फिर भी, कच्चा लोहा का उपयोग अब भी पाइपों में किया जाता है और ऑटोमोटिव पार्ट्स, जैसे कि सिलेंडर सिर, सिलेंडर ब्लॉक और गियरबॉक्स मामलों को बनाने के लिए किया जाता है। गढ़ा लोहा अभी भी घरेलू सजावट के सामान, जैसे शराब रैक, मोमबत्ती धारक और पर्दा की छड़ का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

संदर्भ

सड़क, आर्थर और अलेक्जेंडर, डब्लू.ओ. 1 9 44.

मनुष्य की सेवा में धातु 11 वीं संस्करण (1 99 8) अंतरराष्ट्रीय पिग आयरन एसोसिएशन
स्रोत: www। कच्चा लोहा। org। ब्रिटेन
यूएसजीएस। खनिज कमोडिटी सारांश: आयरन एंड स्टील (2011)।
स्रोत: // खनिज यूएसजीएस। gov / खनिज / पब / वस्तु / लोहा _ & _ स्टील