इस्पात बनाने और शोधन उपकरण का वर्गीकरण
इस्पात शोधन का वर्गीकरण:
इसे भट्टी शोधन और भट्टी से बाहर शोधन में विभाजित किया जा सकता है। भट्टी से बाहर शोधन का तात्पर्य इस्पात बनाने वाली भट्टी के बाहर पिघले हुए इस्पात का शोधन उपचार है, जैसे कि वैक्यूम डीगैसिंग, पाउडर स्प्रेइंग, आदि। भट्टी शोधन का तात्पर्य शोधन प्रक्रिया से है, जैसे कि ऑक्सीजन ब्लोइंग, इस्पात बनाने वाली भट्टी में। अयस्क जोड़ें, आदि।
प्रसंस्करण वस्तु के अनुसार वर्गीकृत:
इसे साधारण इस्पात शोधन और उच्च प्रदर्शन इस्पात शोधन में विभाजित किया जा सकता है। साधारण इस्पात शोधन का तात्पर्य साधारण कार्बन इस्पात, कम मिश्र धातु इस्पात, आदि का शोधन उपचार है, और उच्च प्रदर्शन इस्पात शोधन का तात्पर्य उच्च शक्ति इस्पात, स्टेनलेस इस्पात, टूल इस्पात, आदि का शोधन उपचार है।
इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस: इलेक्ट्रोड और भट्टी सामग्री के बीच उत्पन्न आर्क ताप का उपयोग भट्टी सामग्री को पिघलाने के लिए करता है, मुख्य रूप से कच्चे माल के रूप में स्क्रैप इस्पात का उपयोग करता है, और कुछ पिग आयरन या सीधे कम किए गए आयरन को भी जोड़ सकता है। इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस इस्पात बनाने में उच्च लचीलापन, कई प्रकार के इस्पात का उत्पादन करने की क्षमता और कच्चे माल के लिए मजबूत अनुकूलन क्षमता की विशेषताएं हैं, जो इसे विशेष इस्पात और उच्च मिश्र धातु इस्पात के उत्पादन के लिए उपयुक्त बनाती हैं।
लैडल रिफाइनिंग फर्नेस (LF): एक ऐसा उपकरण जो इस्पात बनाने वाली भट्टी के हीटिंग और शोधन कार्यों को जोड़ता है। मुख्य कार्यों में पिघले हुए इस्पात का तापमान बढ़ाना और इन्सुलेशन करना, आर्क हीटिंग के माध्यम से पिघले हुए इस्पात को नई तापीय ऊर्जा प्रदान करना, मिश्र धातुओं को जोड़ने और संरचना को समायोजित करने की सुविधा प्रदान करना, स्लैग सामग्री जोड़ना, और पिघले हुए इस्पात का गहरा डिसल्फराइजेशन और डीऑक्सीडेशन प्राप्त करना शामिल है; आर्गन स्टिरिंग फ़ंक्शन लैडल के तल पर पारगम्य ईंटों के माध्यम से पिघले हुए इस्पात में आर्गन गैस उड़ाता है, जिससे इस्पात को संरचना और तापमान के संदर्भ में हिलाया और सजातीय बनाया जा सकता है; कुछ लैडल रिफाइनिंग फर्नेस में वैक्यूम डीगैसिंग फ़ंक्शन भी होता है, जो इस्पात तरल से हाइड्रोजन और नाइट्रोजन जैसी गैसों को हटा सकता है, ऑक्सीजन और सल्फर की मात्रा को और कम कर सकता है, और उच्च शुद्धता वाला इस्पात तरल प्राप्त कर सकता है।
इस्पात बनाने और शोधन भट्टी उपकरण आधुनिक इस्पात उत्पादन प्रणालियों का केंद्र है, जो कच्चे माल (जैसे लौह अयस्क, स्क्रैप इस्पात, पिग आयरन) को योग्य पिघले हुए इस्पात में बदलने और विभिन्न ग्रेड के इस्पात उत्पादों की गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पिघले हुए इस्पात को और परिष्कृत करने के लिए जिम्मेदार है। उत्पादन प्रक्रिया और कार्यात्मक स्थिति के अनुसार, इसे में विभाजित किया जा सकता हैइस्पात बनाने वाली भट्टियाँ (प्राथमिक प्रगलन) और शोधन भट्टियाँ (द्वितीयक शोधन)।
प्राथमिक इस्पात बनाने वाली भट्टियाँ मुख्य रूप से कच्चे माल के प्रारंभिक प्रगलन के लिए उपयोग की जाती हैं, ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं के माध्यम से लौह युक्त कच्चे माल से पिघले हुए इस्पात में रूपांतरण का एहसास होता है, और पिघले हुए इस्पात की संरचना और तापमान को मोटे तौर पर समायोजित किया जाता है। मुख्यधारा के उपकरणों में इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस, कन्वर्टर और इंडक्शन फर्नेस शामिल हैं।
- मुख्य सिद्धांत: कच्चे माल (मुख्य रूप से स्क्रैप इस्पात) को पिघलाने के लिए ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड और चार्ज के बीच आर्क द्वारा उत्पन्न उच्च तापमान का उपयोग करें, और ऑक्सीजन ब्लोइंग, स्लैगिंग और अन्य कार्यों के माध्यम से इस्पात बनाने की प्रक्रिया को पूरा करें।
- संरचनात्मक विशेषताएं: भट्टी बॉडी, इलेक्ट्रोड लिफ्टिंग सिस्टम, भट्टी कवर, टिल्टिंग मैकेनिज्म और डस्ट रिमूवल सिस्टम से बना है। आधुनिक इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस ज्यादातर हैंअति-उच्च शक्ति (UHP) इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस प्रगलन दक्षता में सुधार करने के लिए।
- लाभ: लचीली कच्चे माल की अनुकूलन क्षमता (100% स्क्रैप इस्पात का उपयोग कर सकते हैं), कम प्रगलन चक्र, कम पर्यावरणीय प्रदूषण (कुशल धूल हटाने से लैस), और विशेष इस्पात और उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन इस्पात के उत्पादन के लिए उपयुक्त।
- मुख्य पैरामीटर: पावर लेवल (UHP ग्रेड आमतौर पर 600 - 1200 kVA/t होता है), प्रगलन चक्र (प्रति हीट 40 - 60 मिनट), टैपिंग तापमान (1600 - 1650°C)।
- मुख्य सिद्धांत: पिघले हुए पिग आयरन को मुख्य कच्चे माल के रूप में लें, उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन को पिघले हुए आयरन में ऊपर या नीचे से उड़ाएं, पिघले हुए आयरन में कार्बन, सिलिकॉन, मैंगनीज और अन्य अशुद्धियों का ऑक्सीकरण करें, और पिघले हुए इस्पात का तापमान बढ़ाने के लिए बड़ी मात्रा में गर्मी छोड़ें।
- संरचनात्मक विशेषताएं: मुख्य रूप से भट्टी बॉडी (इस्पात शेल + मैग्नेशिया कार्बन ब्रिक लाइनिंग), ऑक्सीजन लांस सिस्टम, भट्टी मुंह धुआं हुड और टिल्टिंग डिवाइस शामिल हैं। ऑक्सीजन ब्लोइंग विधि के अनुसार, इसे टॉप-ब्लोन कन्वर्टर, बॉटम-ब्लोन कन्वर्टर और कंबाइंड ब्लोन कन्वर्टर में विभाजित किया गया है।
- लाभ: उच्च उत्पादन दक्षता (सिंगल फर्नेस क्षमता 300 - 400 टन तक पहुंच सकती है), कम उत्पादन लागत, और साधारण कार्बन इस्पात के बड़े पैमाने पर निरंतर उत्पादन के लिए उपयुक्त।
- अनुप्रयोग परिदृश्य: बड़े पैमाने पर एकीकृत इस्पात संयंत्रों का मुख्य उपकरण, ब्लास्ट फर्नेस - कन्वर्टर निरंतर उत्पादन प्रक्रिया से मेल खाता है।
- मुख्य सिद्धांत: चार्ज में भंवर धारा उत्पन्न करने के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का उपयोग करें, और कच्चे माल को पिघलाने के लिए भंवर धारा के तापीय प्रभाव पर निर्भर रहें। इसे कोरलेस इंडक्शन फर्नेस और चैनल इंडक्शन फर्नेस में विभाजित किया गया है।
- लाभ: तेज़ हीटिंग गति, पिघले हुए इस्पात का समान तापमान, सटीक संरचना नियंत्रण और छोटा फर्श स्थान।
- अनुप्रयोग परिदृश्य: छोटे और मध्यम आकार के इस्पात संयंत्रों के लिए उपयुक्त, विशेष इस्पात, मिश्र धातु इस्पात और सटीक कास्टिंग ब्लैंक उत्पादन के प्रगलन के लिए उपयोग किया जाता है।
प्राथमिक इस्पात बनाने वाली भट्टियों द्वारा प्रगलन किए गए पिघले हुए इस्पात में अभी भी गैस (H, N, O), समावेशन (ऑक्साइड, सल्फाइड) जैसी अशुद्धियाँ होती हैं, और संरचना और तापमान पर्याप्त समान नहीं होते हैं। द्वितीयक शोधन भट्टियों का उपयोग पिघले हुए इस्पात को और शुद्ध करने, संरचना और तापमान को समायोजित करने और इस्पात उत्पाद की गुणवत्ता की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है। सामान्य प्रकार इस प्रकार हैं:
- मुख्य कार्य: वैक्यूम डीगैसिंग नहीं किया जाता है, मुख्य रूप से पिघले हुए इस्पात के हीटिंग, डीऑक्सीडेशन, डिसल्फराइजेशन और संरचना समायोजन के लिए। यह पिघले हुए इस्पात को गर्म करने के लिए लैडल में आर्क उत्पन्न करने के लिए ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है, और स्लैगिंग एजेंट (चूना, फ्लोराइट) जोड़कर समावेशन को हटाता है।
- मुख्य लाभ: पिघले हुए इस्पात के तापमान को सटीक रूप से समायोजित कर सकता है (तापमान नियंत्रण सटीकता ±5°C), पिघले हुए इस्पात की सफाई में सुधार कर सकता है, और निरंतर कास्टिंग का समय बढ़ा सकता है।
- अनुप्रयोग: इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस और कन्वर्टर उत्पादन लाइनों से मेल खाने में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से विशेष इस्पात के शोधन के लिए।
- मुख्य सिद्धांत: वैक्यूम सक्शन और परिसंचरण के सिद्धांत का उपयोग लैडल से वैक्यूम चैंबर में पिघले हुए इस्पात को उठाने के लिए करें, उच्च वैक्यूम स्थितियों के तहत पिघले हुए इस्पात में घुली हुई गैस (H, N) को हटा दें, और डिहाइड्रोजनीकरण, डिनिट्रिफिकेशन और डीगैसिंग का एहसास करें।
- संरचनात्मक विशेषताएं: वैक्यूम चैंबर, लिफ्टिंग पाइप, वैक्यूम सिस्टम और पिघले हुए इस्पात परिसंचरण ड्राइविंग सिस्टम से बना है।
- लाभ: उच्च डीगैसिंग दक्षता (हाइड्रोजन सामग्री को ≤2 ppm तक कम किया जा सकता है), कम प्रसंस्करण समय, और उच्च गुणवत्ता वाले इस्पात (जैसे ऑटोमोटिव पैनल इस्पात, पाइपलाइन इस्पात) के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त।
- VD (वैक्यूम डीगैसिंग फर्नेस): कार्य में RH के समान, यह एक स्थिर वैक्यूम डीगैसिंग उपकरण है, जो छोटे और मध्यम आकार के लैडल शोधन के लिए उपयुक्त है, जिसमें कम उपकरण निवेश होता है।
- VOD (वैक्यूम ऑक्सीजन डीकार्ब्यूराइजेशन फर्नेस): VD के आधार पर, ऑक्सीजन ब्लोइंग फ़ंक्शन जोड़ें, जो वैक्यूम स्थितियों के तहत डीकार्ब्यूराइजेशन का एहसास कर सकता है, और मुख्य रूप से स्टेनलेस इस्पात के प्रगलन के लिए उपयोग किया जाता है (क्रोमियम को बनाए रखते हुए कार्बन सामग्री को 0.03% से नीचे कम करना)।
- मुख्य सिद्धांत: आर्गन और ऑक्सीजन के मिश्रण को पिघले हुए इस्पात में उड़ाएं, आर्गन द्वारा CO के आंशिक दबाव को कम करें, कम तापमान पर डीकार्ब्यूराइजेशन का एहसास करें, और क्रोमियम के ऑक्सीकरण नुकसान से बचें।
- अनुप्रयोग परिदृश्य: स्टेनलेस इस्पात और उच्च-क्रोमियम मिश्र धातु इस्पात के प्रगलन के लिए प्रमुख उपकरण, उच्च धातु उपज और स्थिर उत्पाद गुणवत्ता के साथ।
- लैडल सिस्टम: इस्पात बनाने वाली भट्टी, शोधन भट्टी और निरंतर कास्टिंग मशीन के बीच पिघले हुए इस्पात के परिवहन के लिए जिम्मेदार, और इसकी लाइनिंग सामग्री (मैग्नेशिया कार्बन ब्रिक, एल्यूमीनियम मैग्नीशियम कार्बन ब्रिक) सीधे पिघले हुए इस्पात के तापमान के नुकसान और सफाई को प्रभावित करती है।
- स्लैगिंग सिस्टम: एक सुरक्षात्मक स्लैग परत बनाने के लिए स्लैगिंग एजेंट (चूना, फ्लोराइट, सिलिका) जोड़ें, जो डीऑक्सीडेशन, डिसल्फराइजेशन और समावेशन के अवशोषण की भूमिका निभाता है।
- स्वचालन नियंत्रण प्रणाली: प्रगलन मापदंडों (तापमान, ऑक्सीजन सामग्री, इलेक्ट्रोड करंट) की वास्तविक समय निगरानी और समायोजन का एहसास करें, और प्रगलन प्रक्रिया के स्थिरता और स्वचालन स्तर में सुधार करें।
- ग्रीन और लो-कार्बन: फ्लू गैस की अपशिष्ट ताप वसूली और इलेक्ट्रोड थर्मल स्प्रे कोटिंग जैसी ऊर्जा-बचत तकनीकों को लोकप्रिय बनाएं; कार्बन उत्सर्जन को कम करने के लिए हाइड्रोजन-समृद्ध कम करने वाली गैस का उपयोग करने वाले इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस विकसित करें।
- इंटेलिजेंटाइजेशन: इस्पात बनाने और शोधन के संपूर्ण-प्रक्रिया बुद्धिमान नियंत्रण का एहसास करने और पिघले हुए इस्पात की गुणवत्ता की भविष्यवाणी करने के लिए बड़े डेटा, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और डिजिटल जुड़वाँ जैसी तकनीकों को लागू करें।
- बड़े पैमाने पर और उच्च दक्षता: एकल-भट्टी उत्पादन दक्षता में सुधार करने और इकाई ऊर्जा खपत को कम करने के लिए बड़े-क्षमता वाले कन्वर्टर (400 - 500 टन) और अल्ट्रा-हाई-पावर इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस विकसित करें।