headbanner

पोलादनिर्मितीचे मूलभूत ज्ञान

पोलादनिर्मितीचे मूलभूत ज्ञान

स्टीलमेकिंगची सुरुवात लोहनिर्मितीने होते. स्टील पिग लोह पासून येते. लोह खनिजातून सुगंधित डुक्कर लोह उच्च कार्बन सामग्री आणि अनेक अशुद्धता (जसे सिलिकॉन, मॅंगनीज, फॉस्फरस, सल्फर इ.) असतात. म्हणून, डुक्कर लोहमध्ये प्लास्टीसिटी आणि कणखरपणा नसतो आणि त्यात खराब यांत्रिक गुणधर्म असतात. वितळणे आणि कास्टिंग वगळता त्यावर दबाव प्रक्रिया केली जाऊ शकत नाही, जी त्याचा वापर मर्यादित करते.

डुक्कर लोहाच्या या कमतरता दूर करण्यासाठी आणि उद्योगात मोठी भूमिका बजावण्यासाठी, उच्च तापमानात विविध स्रोतांमधून ऑक्सिजनचा वापर करणे आवश्यक आहे जेणेकरून पिग आयरनमधील अशुद्धी एका विशिष्ट प्रमाणात प्राप्त होतील आणि काही लोह-कार्बन मिश्र धातु-स्टीलचे स्वरूप. उच्च तापमानात ऑक्सिडेशनद्वारे पिग लोहातील अशुद्धी काढून टाकण्याच्या या पद्धतीला स्टीलमेकिंग म्हणतात.

https://www.stargoodsteelgroup.com/

पोलादनिर्मितीचे मूलभूत ज्ञान

 पोलादनिर्मितीची मूलभूत तत्त्वे
उच्च तापमानाच्या वातावरणामध्ये डुक्कर लोहातील विविध अशुद्धींचा ऑक्सिजनशी विविध अंशांशी अधिक संबंध असतो. म्हणून, ते ऑक्सिडेशनद्वारे द्रव, घन किंवा वायूयुक्त ऑक्साईड बनवता येतात. द्रव आणि घन ऑक्साईड भट्टीच्या अस्तरांशी प्रतिक्रिया देतात आणि उच्च तापमानात भट्टीत जोडलेला प्रवाह, स्लॅग तयार करण्यासाठी एकत्र होतो आणि स्लॅगिंग दरम्यान भट्टीतून काढला जातो. वितळलेले स्टील उकळत असताना गॅस देखील CO द्वारे भट्टीतून बाहेर काढला जातो.
        स्टीलमेकिंग फर्नेसमध्ये, अशुद्धतेचे ऑक्सिडेशन प्रामुख्याने FeO च्या उपस्थितीने प्राप्त होते.

2Fe + O2 → 2FeO

      1. सिलिकॉनचे ऑक्सिडेशन
सीचा ऑक्सिजनशी अधिक संबंध आहे, म्हणून सिलिकॉनचे ऑक्सिडेशन खूप वेगवान आहे. गंधाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात SiO2 तयार करण्यासाठी ते पूर्णपणे ऑक्सिडाइझ केले गेले आहे:
Si+2FeO → SiO2+2Fe
त्याच वेळी SiO2 FeO शी प्रतिक्रिया देऊन सिलिकेट तयार करतो:
2FeO+SiO2 → 2FeO · SiO2
या प्रकारचे मीठ स्लॅगचा एक अतिशय महत्वाचा भाग आहे. हे स्थिर संयुगे 2CaO -SiO2 आणि FeO निर्माण करण्यासाठी CaO शी संवाद साधते. आधीचा घट्टपणे स्लॅगमध्ये आहे आणि नंतरचा स्लॅगमध्ये एक मुक्त घटक बनतो, ज्यामुळे स्लॅगमध्ये FeO ची सामग्री वाढते. अशुद्धतेच्या ऑक्सिडेशनला प्रोत्साहन देणे अधिक फायदेशीर आहे. प्रतिसाद खालीलप्रमाणे आहे:
2FeO · SiO2+2CaO → 2CaO · SiO2+2FeO
2. मॅंगनीजचे ऑक्सिडेशन
मॅंगनीज देखील एक घटक आहे जो ऑक्सिडाइझ करणे सोपे आहे. त्याद्वारे उत्पादित MnO मध्ये उच्च वितळण्याचा बिंदू असतो. MnO वितळलेल्या धातूमध्ये विरघळत नाही, परंतु ते SiO2 सह एक संयुग तयार करते जे द्रव धातूच्या पृष्ठभागावर तरंगते आणि स्लॅगचा एक भाग बनते.
Mn+FeO → MnO+Fe
2MnO+SiO2 → 2MnO · SiO2
सिलिकॉन आणि मॅंगनीजची ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया भरपूर उष्णता सोडते, ज्यामुळे भट्टीचे तापमान पटकन वाढू शकते (हे विशेषतः कन्व्हर्टर स्टीलमेकिंगसाठी महत्वाचे आहे) आणि कार्बन ऑक्सिडेशन प्रक्रियेला मोठ्या प्रमाणात गती देते.
3. कार्बन घटकाचे ऑक्सिडेशन
कार्बनचे ऑक्सिडेशन मोठ्या प्रमाणावर उष्णता ऊर्जा शोषून घेणे आवश्यक आहे, म्हणून ते उच्च तापमानात केले पाहिजे. स्टील निर्मिती प्रक्रियेत कार्बनचे ऑक्सिडेशन ही एक अतिशय महत्वाची प्रतिक्रिया आहे:
C+FeO → CO+Fe
कार्बन ऑक्सिडाइझ झाल्यावर CO वायू निर्माण होतो, जेव्हा ते द्रव धातूपासून बाहेर पडते तेव्हा ते एक मजबूत आंदोलन म्हणून कार्य करते. या प्रभावाला "उकळणे" असे म्हणतात. उकळण्याचा परिणाम वितळलेल्या तलावाच्या रचना आणि तपमानाच्या एकसमानतेस प्रोत्साहन देऊ शकतो, धातू आणि स्लॅग इंटरफेस दरम्यान प्रतिक्रिया वाढवू शकतो आणि स्टीलमधील गॅस आणि समावेश काढून टाकण्यास मदत करतो.
4. फॉस्फरस घटकाचे ऑक्सिडेशन
फॉस्फरसचे ऑक्सिडेशन खूप जास्त नसलेल्या तापमानात होऊ शकते. डीफॉस्फोरिझेशन प्रक्रियेमध्ये अनेक प्रतिक्रियांचे संयोजन असते. प्रतिक्रिया खालीलप्रमाणे आहेतः
2P+5FeO → P2O5+5Fe
P2O5+3FeO → 3FeO · P2O5
जेव्हा अल्कधर्मी स्लॅगमध्ये पुरेसा CaO असतो, तेव्हा खालील प्रतिक्रिया येतील:
3FeO · P2O5+4CaO → 4CaO · P2O5+3FeO
4CaO · P2O5 द्वारे उत्पादित एक स्थिर कंपाऊंड आहे, जो स्लॅगमध्ये घट्टपणे धरला जातो, त्यामुळे डीफॉस्फोरिझेशनचा हेतू साध्य होतो.
हे लक्षात घेणे आवश्यक आहे की वितळलेल्या स्टीलच्या डीऑक्सिडेशन प्रक्रियेदरम्यान, फेरोसिलिकॉन आणि फेरोमॅंगनीजसारखे डीऑक्सिडायझर्स जोडणे आवश्यक आहे. म्हणूनच, डीऑक्सिडेशननंतर, स्लॅग बहुतेकदा अम्लीय असते आणि 3FeO · P2O5 नष्ट होते आणि त्यातून P2O5 कमी होते आणि P2O5 अस्थिर असते. ऑक्साईड, ते उच्च तापमानात कार्बनद्वारे सहज कमी होते, परिणामी फॉस्फरस पुनर्प्राप्ती होते. हे देखील दर्शवते की acidसिड भट्टीमध्ये फॉस्फरस काढणे फार कठीण आहे. ही घटना रोखण्यासाठी, स्लॅगची मूलभूतता आणि स्लॅगची मात्रा योग्यरित्या वाढवणे आणि स्लॅग ऑक्सिडेशन सुधारणे आवश्यक आहे.
 5. सल्फरचे ऑक्सिडेशन
सल्फर FeS च्या स्वरूपात अस्तित्वात आहे. जेव्हा स्लॅगमध्ये पुरेसे CaO असते, तेव्हा सल्फर देखील काढला जाऊ शकतो. प्रतिक्रिया खालीलप्रमाणे आहे:
FeS+CaO → CaS+FeO
व्युत्पन्न सीएएस वितळलेल्या स्टीलमध्ये विरघळणारा नाही, परंतु वितळलेल्या स्टीलच्या पृष्ठभागावर तरंगणारा स्लॅग तयार करतो.
वरील प्रतिक्रिया ही एक उलट करता येणारी प्रतिक्रिया आहे आणि ती FeO असलेल्या स्लॅगमध्ये चालते. जेव्हा FeO CaS शी संवाद साधतो, तेव्हा सल्फर वितळलेल्या स्टीलकडे परत येईल. म्हणून, स्लॅगमधील FeO सामग्री कमी झाल्यामुळे desulfurization कार्यक्षमता वाढते.
जेव्हा स्लॅगमध्ये पुरेसा कार्बन असतो, प्रतिक्रिया वेगळी असते:
CaO+FeS+C → CaS+Fe+CO
कारण कार्बन FeO ला ऑक्सिजनपासून वंचित ठेवतो, तो CaS आणि FeO मधील परस्परसंवादाची शक्यता गमावतो, ज्यामुळे प्रतिक्रिया उलट दिशेने पुढे जाऊ शकत नाही. म्हणूनच इलेक्ट्रिक फर्नेस स्टीलमेकिंगचे डिसल्फरायझेशन इतर दोन पद्धतींपेक्षा अधिक पूर्ण आहे.
Desulfurization प्रक्रियेत, मॅंगनीज देखील desulfurization प्रोत्साहन एक भूमिका बजावते. प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे:
FeS+MnO → MnS+FeO
व्युत्पन्न MnS वितळलेल्या स्टीलमध्ये जवळजवळ अघुलनशील आहे आणि स्लॅगमध्ये प्रवेश करतो. म्हणून, मॅंगनीजच्या ऑक्सिडेशनसह desulfurization चा प्रभाव वाढतो.
6. FeO चे डीऑक्सिजनकरण
ऑक्सिडेशन प्रतिक्रियांच्या वरील मालिकेनंतर, जरी अशुद्धी काढून टाकण्याचे उद्दिष्ट साध्य करण्यासाठी ऑक्सिडाइझ केले गेले आहे, परंतु ऑक्सिडेशन परिणामांमुळे, वितळलेल्या स्टीलमध्ये अधिक FeO आहे, म्हणजे, वितळलेल्या ऑक्सिजनची मोठ्या प्रमाणात मात्रा आहे स्टील, जे स्टीलची पट्टी देईल एकीकडे, स्टीलला भरपूर फुगे असतात; दुसरीकडे, यामुळे स्टील गरम आणि थंड ठिसूळ दिसू लागते आणि कार्बनचे प्रमाण वाढल्याने हानिकारकता वाढते.
म्हणून, स्टील तयार करण्याच्या प्रक्रियेच्या शेवटी, आपण वितळलेल्या स्टीलमध्ये मोठ्या प्रमाणात ऑक्सिजन काढून टाकण्याचा प्रयत्न केला पाहिजे. वितळलेल्या स्टीलमध्ये फेरोमॅंगनीज, फेरोसिलिकॉन, अॅल्युमिनियम इत्यादी काही डीऑक्सिडायझर्स जोडणे ही सामान्यतः वापरली जाणारी पद्धत आहे. डीऑक्सिडेशनचा उद्देश साध्य करण्यासाठी ते FeO मधून ऑक्सिजन जोरदार काढतात. प्रतिक्रिया खालीलप्रमाणे आहे:
FeO+Mn → MnO+Fe
2FeO+Si → SiO2+2Fe
3FeO+2Al → Al2O3+3Fe
7. स्लॅगची भूमिका
संपूर्ण स्टील निर्मिती प्रक्रियेत दोन प्रक्रिया असतात: ऑक्सिडेशन आणि कमी. कार्बन, सिलिकॉन, मॅंगनीज आणि फॉस्फरसच्या ऑक्सिडेशनला सामान्यतः ऑक्सिडेशन कालावधीत प्रतिक्रिया म्हणतात, आणि डिसल्फरायझेशन आणि डीऑक्सिडेशनला कमी कालावधीत प्रतिक्रिया म्हणतात. वरील प्रतिक्रिया सूत्रांमधून हे दिसून येते की धातूतील अशुद्धी काढून टाकण्यासाठी, अनेक घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे, परंतु सर्वात महत्वाचा घटक म्हणजे स्लॅगिंग आणि स्लॅग काढणे.
पोलाद निर्मिती प्रक्रियेत स्लॅगची खालील महत्वाची भूमिका आहे:
- स्लॅगने हे सुनिश्चित केले पाहिजे की स्टील तयार करण्याची प्रक्रिया विशिष्ट प्रतिक्रिया दिशेने (ऑक्सिडेशन किंवा रिडक्शन) पुढे जाते.
- स्लॅगने धातूतील हानिकारक अशुद्धी (फॉस्फरस आणि सल्फर) जास्तीत जास्त काढून टाकणे सुनिश्चित केले पाहिजे आणि भट्टीतील गॅस (नायट्रोजन आणि हायड्रोजन) मधील वायूला धातूमध्ये प्रवेश करण्यापासून रोखले पाहिजे.
- स्लॅगने ऑपरेशन दरम्यान लोह आणि इतर मौल्यवान घटकांचे किमान नुकसान सुनिश्चित केले पाहिजे.

       पोलादनिर्मितीची मूलभूत पद्धत
- कन्व्हर्टर स्टीलमेकिंग
कन्व्हर्टर स्टीलमेकिंग पद्धत ही स्टीलमेकिंग पद्धत आहे जी पात्र रचनासह स्टील मिळवण्यासाठी तळाशी ब्लोइंग, साइड ब्लोइंग आणि टॉप ब्लोइंगचा अवलंब करून वितळलेल्या लोहातील घटकांना निर्दिष्ट मर्यादेपर्यंत ऑक्सिडायझ करण्यासाठी हवा किंवा ऑक्सिजन वापरते.

② इलेक्ट्रिक फर्नेस स्टीलमेकिंग
विद्युत भट्टी स्टील बनवण्यासाठी उष्णता ऊर्जेमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी विद्युत उर्जेचा वापर करते. दोन सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या इलेक्ट्रिक फर्नेस आहेत: इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस आणि इंडक्शन इलेक्ट्रिक फर्नेस. इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस सर्वात जास्त प्रमाणात वापरल्या जातात आणि उच्च-गुणवत्तेचे स्टील आणि मिश्र धातुचे स्टील गंध करण्यासाठी योग्य असतात; इंडक्शन फर्नेसचा वापर उच्च दर्जाच्या मिश्र धातु स्टील आणि अलौह धातूंचे गंध करण्यासाठी केला जातो.

- चूल स्टील बनवणे उघडा
उद्योगाच्या विकासासह, धातू प्रक्रिया उद्योगात मोठ्या प्रमाणात स्क्रॅप स्टील जमा झाले आहे. त्या वेळी, कनवर्टरने स्टीलमध्ये ते पुन्हा उडवणे शक्य नव्हते, म्हणून स्टील उत्पादकांनी स्क्रॅप स्टीलचा कच्चा माल म्हणून वापर करून स्टील बनवण्याच्या पद्धतीचा शोध घेतला. 1864 मध्ये फ्रेंच मार्टिनने ओपन-हर्थ स्टीलमेकिंग पद्धतीचा शोध लावला.

ऑक्सिजन टॉप-ब्लोन कन्व्हर्टर स्टीलमेकिंग पद्धतीच्या वेगवान विकासामुळे हळूहळू ओपन-हर्थ स्टीलमेकिंग पद्धतीची जागा घेतली आहे. विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमुळे, काही नवीन स्टीलमेकिंग पद्धती दिसू लागल्या आहेत, जसे की वितळलेल्या स्टीलचे व्हॅक्यूम ट्रीटमेंट, इलेक्ट्रोस्लॅग फर्नेस स्मेल्टिंग आणि व्हॅक्यूम इंडक्शन इलेक्ट्रिक फर्नेस स्मेल्टिंग, ज्याचा वापर अधिकाधिक केला गेला आहे.

अधिक तपशील दुवा: https://www.stargoodsteelgroup.com/

संदर्भ स्रोत: इंटरनेट
अस्वीकरण: या लेखातील माहिती केवळ संदर्भासाठी आहे, थेट निर्णय घेण्याच्या सूचना म्हणून नाही. आपण आपल्या कायदेशीर अधिकारांचे उल्लंघन करण्याचा हेतू नसल्यास, कृपया वेळेत आमच्याशी संपर्क साधा.


पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-30-2021