ব্লুমারি চুল্লি নির্মাণ ও লোহা গলানো — লৌহযুগ

নকশা: খাড়া (শ্যাফট) চুল্লি

ব্লুমারি একটি উঁচু খাড়া নল যা একটি বিজারক স্তম্ভ তৈরি করে — আকরিক ও কয়লা ওপর থেকে ভরা হয়, বাতাস নিচ থেকে ফোঁকা হয়, আর তলায় লোহার ব্লুম জমে।

বিবরণ

• উচ্চতা: ৮০-১২০ সেমি, ছোট পরীক্ষামূলক চুল্লির সাধারণ মাপ (উঁচু চিমনি গ্যাসকে আকরিক বিজারণে বেশি সময় দেয়)
• ভেতরের ব্যাস: ২৫-৩৫ সেমি
• দেয়ালের পুরুত্ব: ১০-১৫ সেমি (মাটি/বালির মিশ্রণ, চুল্লির মতোই)
• বায়ু-নল (tuyère): কয়েক সেন্টিমিটার ছিদ্রের একটি মাটির নল, যা তলার কাছে, চুল্লির গর্তের ওপরে, দেয়াল ভেদ করে ঢোকে এবং কেন্দ্রের দিকে নিচে হেলানো থাকে। উচ্চতা ও কোণ পরীক্ষিত চুল্লি-নকশাগুলোর মধ্যে আলাদা, তাই সংখ্যা মেশানোর বদলে একটিমাত্র নথিভুক্ত নকশা থেকে নিন
• নিষ্কাশন খিলান (ঐচ্ছিক): ব্লুম বের করার জন্য ভিতে একটি ফোকর, গলানোর সময় মাটি দিয়ে বন্ধ রাখা হয়

নির্মাণ

1. বাটির মতো অগভীর গর্তসহ (চুল্লির গর্ত) একটি গোল মাটির ভিত বানান। ব্লুম এখানেই তৈরি হয়।
2. ব্লুপ্রিন্ট ০২-এর দড়ি-পাকানো (coil) কৌশল ব্যবহার করুন, আরও উঁচু করে।
3. বায়ু-নল (মাটির নল) দেয়াল ভেদ করে আপনার বেছে নেওয়া নকশার নির্দিষ্ট উচ্চতায়, গর্তের ওপরে বসান।
4. আবহাওয়া অনুযায়ী কয়েক দিন থেকে এক সপ্তাহ বা তার বেশি শুকাতে দিন। ব্লুমারি চুল্লির চেয়ে পুরু, তাই শুকাতে বেশি সময় লাগে।
5. ধীরে ধীরে বাড়তে থাকা গরম আগুনে পোড়ান (ব্লুপ্রিন্ট ০২-এর একই পদ্ধতি)।

আকরিক প্রস্তুতি

1. আকরিক খোলা আগুনে কয়েক ঘণ্টা ভাজুন। এতে আর্দ্রতা ও কিছু অশুদ্ধি বেরিয়ে যায়, জলযুক্ত অক্সাইড বদলে যায় এবং পাথুরে আকরিক ভাঙা সহজ হয়।
2. ভাজা আকরিক হেজেলনাট আকারে (১-২ সেমি) ভাঙুন। খুব মিহি নয় — বাতাস চলাচল করতে হবে।
3. ভাঙা আকরিক ধুয়ে মাটি ও হালকা অশুদ্ধি সরান।

গলানো (৬-১০ ঘণ্টা)

1. আগে গরম করা: ব্লুমারি কাঠকয়লায় ভরে ধরান। হাপরসহ (bellows) প্রায় এক ঘণ্টা জ্বলতে দিন, কয়লা যোগ করতে থাকুন, যতক্ষণ না পুরো নল গরম হয়।
2. প্রথম ভার: ওজন করা এক ভার কয়লা দিন, তারপর তার ওপর ওজন করা এক ভার আকরিক। স্তরের পুরুত্ব দেখে আন্দাজ না করে ভার ওজন করুন: পুরো গলানো জুড়ে কয়লা ও আকরিক প্রায় সমান ওজনে খরচ হয়, আর কয়লা পরিবেশকে বিজারক রাখে।
3. ভার দিতে থাকা: প্রতিবার স্তম্ভ এক ভার পরিমাণ নেমে গেলে ওপর থেকে আবার কয়লার ভার, তারপর আকরিকের ভার দিন।
4. হাপর — অবিরাম: পালা করে দুজন, অথবা দ্বিমুখী হাপর। বাতাস সরবরাহ থামা চলবে না: জোর করে ফোঁকা বাতাস ছাড়া চুল্লি দ্রুত ঠান্ডা হয়।
5. গাদ (slag) বের করা: গলিত গাদ (~১২০০ °C-এ তরল কাচ) ব্লুমের ওপরে জমে। চুল্লিতে নিকাশি-ছিদ্র থাকলে গাদ বের করতে মাঝে মাঝে খুলুন। না থাকলে গাদ গর্তেই থাকে, তাই গর্ত এমন গভীর হতে হবে যাতে গাদ বায়ু-নল পর্যন্ত উঠে বাতাস আটকে না দেয়।
6. সময়কাল: ৬-১০ ঘণ্টা একটানা চালনা। সব আকরিক প্রক্রিয়াজাত হলে গলানো শেষ।

ভেতরে কী ঘটছে

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂    (~৮০০-১২০০ °C-এ)

কার্বন মনোক্সাইড (কয়লা থেকে) আয়রন অক্সাইডকে ধাতব লোহায় বিজারিত করে। কিন্তু তামার মতো নয়, লোহা কখনো গলে না — এটি কঠিন কণা হিসেবে তৈরি হয়, যা জোড়া লেগে তরল গাদের পুকুরে বসে থাকা স্পঞ্জের মতো পিণ্ড (ব্লুম) গড়ে।

ব্লুম বের করা

1. গলানোর শেষে, ব্লুম যখন এখনো ঝালাই-তাপে, তখনই বের করুন; সঙ্গে সঙ্গে জমাট করা সবচেয়ে সহজ, আর পরে আবার গরমও করা যায়।
2. নিষ্কাশন খিলান থাকলে: মাটির বন্ধ ভেঙে চিমটা দিয়ে ব্লুম টেনে বের করুন।
3. খিলান না থাকলে: ব্লুম বের করতে চুল্লির নিচের অংশ ভেঙে ফেলুন। (চুল্লি ত্যাগযোগ্য — অনেক ঐতিহাসিক ব্লুমারি একবারই ব্যবহৃত হতো।)

আপনার কী দেখা উচিত

একটি অমসৃণ, ছিদ্রযুক্ত পিণ্ড — ছোট গলানো থেকে প্রায়ই মোটামুটি একটি বড় জাম্বুরা (গ্রেপফ্রুট)-এর মাপের — লালচে-বাদামি থেকে গাঢ় ধূসর, স্পঞ্জের মতো, সর্বত্র কাচের মতো গাদ আটকে আছে। এটিই আপনার ব্লুম।

জমাট করা (গুরুত্বপূর্ণ ধাপ)

কাঁচা ব্লুম গাদ, কয়লার টুকরো ও ফাঁকে ভরা। অশুদ্ধি চেপে বের করে লোহার কণাগুলোকে জোড়া লাগাতে একে গরম অবস্থায় হাতুড়ি পেটাতে হবে:

1. ব্লুমে ঝালাই-তাপে — উজ্জ্বল হলুদ থেকে হলদেটে সাদা — কাজ করুন, আর ঠান্ডা হলেই কামারশালার চুল্লিতে আবার গরম করুন।
2. নেহাইয়ের ওপর রেখে হালকা আঘাত দিয়ে শুরু করুন: সদ্য বের করা ব্লুম ঝুরঝুরে, ভেঙে ছড়িয়ে যেতে পারে। জোড়া লাগতে থাকলে জোরে পেটান — গাদ স্ফুলিঙ্গ ও ফোঁটা হয়ে ছিটকে পড়ে। এটি দর্শনীয় ও বিপজ্জনক; চোখের সুরক্ষা পরুন এবং দর্শকদের দূরে রাখুন।
3. জমাট হলে কাটুন, ভাঁজ করুন এবং আবার ঝালাই করুন, আরও শোধনের জন্য। বহুবার গরম করার জন্য প্রস্তুত থাকুন।
4. প্রতিটি ঝালাই আরও ফাঁক বন্ধ করে ও আরও গাদ বের করে।
5. জমাট করার পর আপনার হাতে থাকে পেটা লোহার (wrought iron) একটি অমসৃণ দণ্ড।

উদ্ভাবনের শৃঙ্খল সম্পূর্ণ

আপনি এখন কাঠ → কাঠকয়লা → চুল্লি → তামা → ব্রোঞ্জ → লোহা পথ পেরিয়ে এলেন। প্রতিটি ধাপ আগেরটির ওপর দাঁড়িয়ে। প্রতিটির জন্য দরকার হয়েছে সঞ্চিত জ্ঞান। উদ্ভাবন এভাবেই কাজ করে — বিচ্ছিন্ন আবিষ্কার হিসেবে নয়, বরং একটি সংযুক্ত শৃঙ্খল হিসেবে, যেখানে প্রতিটি সক্ষমতা পরেরটিকে সম্ভব করে।

এরপর কী

আপনার ব্লুম-লোহা কাজের, তবে নরম। শৃঙ্খলের পরের উদ্ভাবনগুলো:

• কার্বনীকরণ (carburization): লোহা কাঠকয়লায় মুড়ে ঘণ্টার পর ঘণ্টা গরম করুন → কার্বন ভেতরে ছড়ায় → ইস্পাত (আরও শক্ত)
• পান দেওয়া (quenching): ইস্পাত লাল পর্যন্ত গরম করে পানিতে ডোবান → মার্টেনসাইট তৈরি হয় → খুব শক্ত কিন্তু ভঙ্গুর
• টেম্পারিং: পান দেওয়া ইস্পাত নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় আবার গরম করুন (নীল টেম্পার রং প্রায় ৩০০ °C) → সামান্য কাঠিন্য ছেড়ে অনেক বেশি দৃঢ়তা (toughness) পায়
• প্যাটার্ন ওয়েল্ডিং: ভিন্ন কার্বনের ইস্পাত ভাঁজ করে একসঙ্গে ঝালাই করুন → প্যাটার্ন-ঝালাই ইস্পাত (যাকে প্রায়ই ভুলভাবে "দামাস্কাস" বলা হয়)

এর প্রতিটিই উদ্ভাবন-পথের একটি ভবিষ্যৎ ব্লুপ্রিন্ট হবে।