இரும்பைப் பிரித்தெடுப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் உலை ஊதுலை (blast furnace) எனப்படும். உயர் வெப்பநிலையைத் தாங்கக்கூடிய ஒருவகைச் செங்கற்களால் ஊதுலையின் உட்புறம் அடரிடப்பட்டுள்ளது. இம்முறைக்குத் தேவையான அத்தியாவசிய மூலப்பொருள்களாக இரும்புத்தாது (iron ore — பிரதானமாக ஹீமற்றைட், Fe₂O₃), கற்கரி (coke, C), சுண்ணக்கல் (limestone, CaCO₃), மற்றும் வெப்பமான வளி ஆகியன அமைகின்றன.
இரும்புத்தாது, கற்கரி, சுண்ணக்கல் ஆகியவற்றின் கலவை ஊதுலையின் மேற்பகுதி வாயிலின் ஊடாக உள்ளே இடப்படுகின்றது. ஊதுலையின் கீழ்ப்பகுதியின் ஊடாக வெப்பமான நெருக்கப்பட்ட வளி செலுத்தப்படுகின்றது. திண்மக் கலவை மேலிருந்து கீழ்நோக்கியும், வாயு கீழிருந்து மேல்நோக்கியும் எதிர்த்திசைகளில் பாய்வதால் (countercurrent flow), திண்ம அவத்தைக்கும் வாயு அவத்தைக்கும் இடையே தாக்கம் நிகழும் திறன் அதிகரிக்கின்றது.
ஊதுலையின் கீழ்ப்பகுதியில், வெப்பமான வளியில் உள்ள ஒட்சிசனுடன் கற்கரி தகனமாகிக் கரியீரொட்சைட்டை (CO₂) உருவாக்குகின்றது; இது அதிக புறவெப்பத் தாக்கமாதலால் வெப்பநிலை சுமார் 2000 °C வரை உயர்கின்றது. மேலே செல்லும்போது, இந்த CO₂ வாயு சூடான கற்கரியால் தாழ்த்தப்பட்டுக் கரியோரொட்சைட்டை (CO) உருவாக்குகின்றது.
C(s) + CO₂(g) ⇌ 2CO(g) என்னும் இவ்வினையில் வாயு மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிப்பதால் (1 → 2), ΔH மற்றும் ΔS இரண்டுமே நேர்குறியுடையவை (எந்தோதேர்மிக், என்ட்ரோப்பி கூடுகின்றது). ΔG = ΔH − TΔS என்னும் தொடர்பின்படி, உலையின் அடிப்பகுதியின் மிக உயர்ந்த வெப்பநிலையில் TΔS உறுப்பு ΔH ஐ விடப் பெரிதாகி ΔG எதிர்க்குறியாகின்றது — எனவே அவ்வினை அப்பகுதியில் தன்னிச்சையாக CO பக்கமாக நகர்கின்றது. உலையில் மேலெழும்போது வெப்பநிலை குறைவதால், CO ஆனது இரும்பு ஒட்சைட்டுகளுடன் தாக்கி மேலும் CO₂ ஆக மாறுவதால், உலையின் மேற்பகுதிக்குச் செல்லச் செல்ல CO/CO₂ விகிதம் குறைந்து, வெளியேறும் கழிவு வாயுவில் CO₂ ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றது.
CO வாயு உலையின் மேல் நோக்கி உயரும்போது, இரும்புத்தாதிலுள்ள ஹீமற்றைட்டை (Fe₂O₃) ஒரே படியாக அல்ல, மூன்று தொடர் படிநிலைகளாகப் படிப்படியாக ஒட்சிஇறக்கம் செய்து (reduced) இறுதியில் உருகிய இரும்பை உருவாக்குகின்றது. இங்கு CO ஆனது ஒட்சிஇறக்கி (reducing agent) ஆகச் செயற்படுகின்றது; கற்கரி (C) நேரடியாக இரும்பு ஒட்சைட்டைத் தொடர்பு கொள்ளவில்லை என்பதைக் கவனிக்க வேண்டும் — கற்கரியின் பிரதான பணி CO ஐ உருவாக்குவதாகும்.
| படிநிலை | வினை |
|---|---|
| 1 | 3Fe₂O₃(s) + CO(g) → 2Fe₃O₄(s) + CO₂(g) |
| 2 | Fe₃O₄(s) + CO(g) → 3FeO(s) + CO₂(g) |
| 3 | FeO(s) + CO(g) → Fe(l) + CO₂(g) |
இரும்புத்தாதில் சிலிக்கா (SiO₂) போன்ற மண்ணுருக் கழிவுப்பொருள்கள் (gangue) மாசுக்களாகக் கலந்துள்ளன. சுண்ணக்கல் உயர் வெப்பநிலையில் வெப்பப்பிரிகையடைந்து (thermal decomposition) கல்சியம் ஒட்சைட்டை (CaO) உருவாக்குகின்றது. இக்கல்சியம் ஒட்சைட்டு சிலிக்காவுடன் தாக்கமடைந்து, கல்சியம் சிலிக்கேற்றை — அதாவது நிலக்/களிம்பை (slag) — உருவாக்குகின்றது.
உருகிய இரும்பின் அடர்த்தியைவிட நிலக்கின் அடர்த்தி குறைவாதலால், நிலக் உருகிய இரும்பின் மீது மிதக்கின்றது. இது இரும்பு மேற்பரப்பை மறைப்பதால், மீண்டும் இரும்பு ஒட்சிசனால் ஒட்சியேற்றமடைவது தடுக்கப்படுகின்றது. உருகிய இரும்பும் நிலக்கும் ஊதுலையின் கீழ்ப்பகுதியிலிருந்து தனித்தனியாக வெளியேற்றப்படுகின்றன.