रीकार्बराइजर्स की विघटन दर को प्रभावित करने वाले आंतरिक कारकों का विश्लेषण

रीकार्बराइज़र की विघटन दर को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों को व्यवस्थित रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: रीकार्बराइज़र के गुण (आंतरिक कारक) और गलाने की प्रक्रिया की स्थिति (बाहरी कारक)। आज, हम आंतरिक कारकों का विश्लेषण करेंगे:
महत्वपूर्ण अवधारणा
पिघले हुए लोहे में पुनर्कार्बराइज़र का विघटन अनिवार्य रूप से एक बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रिया है जिसमें गीलापन, इंटरफेशियल प्रतिक्रियाएं, प्रसार और संवहन शामिल है। इन प्रक्रियाओं को प्रभावित करने वाला कोई भी कारक अंततः विघटन दर को प्रभावित करेगा।
पुनर्कार्बराइज़र गुण (आंतरिक कारक)
यह विघटन दर निर्धारित करने वाला मूलभूत कारक है।
1. ग्राफ़िटाइज़ेशन की डिग्री (सबसे महत्वपूर्ण कारक)
Mechanism: Graphitization refers to the transformation of carbon atoms from a disordered arrangement to an ordered layered crystal structure (similar to natural graphite) at high temperatures (>2500 डिग्री).
प्रभाव:
अत्यधिक ग्राफ़िटाइज़्ड रीकार्ब्युराइज़र: कार्बन परमाणु कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा एक-दूसरे से बंधे होते हैं, जिससे पिघला हुआ लोहा आसानी से इंटरलेयर में प्रवेश कर सकता है और कार्बन परमाणु "छिलकर" और घुल जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप अत्यंत तीव्र विघटन दर और उच्च अवशोषण दर प्राप्त होती है।
गैर -ग्राफिटाइज़िंग रीकार्ब्युराइज़र (जैसे साधारण कैलक्लाइंड पेट्रोलियम कोक): कार्बन संरचना अव्यवस्थित और घनी होती है, जिससे पिघले हुए लोहे में प्रवेश करने से पहले कार्बन परमाणुओं को मजबूत रासायनिक बंधन तोड़ने की आवश्यकता होती है। परिणामस्वरूप, विघटन की दर धीमी होती है और अधिक अस्थिर पदार्थ जल जाते हैं।
निष्कर्ष: कृत्रिम ग्राफिटाइज्ड रीकार्ब्युराइजर्स का विघटन दर में स्पष्ट लाभ है।
2. कण आकार और छिद्र संरचना
कण आकार: एक इष्टतम सीमा है।
बहुत महीन: एक बड़े सतह क्षेत्र के बावजूद, यह पिघले हुए लोहे की सतह पर तैरता रहता है, जहां इसे ऑक्सीकरण किया जाता है और जलाया जाता है (ज्वलन और धूम्रपान के रूप में प्रकट), प्रभावी ढंग से पिघले हुए लोहे में डूबने और विघटन में भाग लेने में विफल रहता है, जिससे प्रभावी विघटन दर कम हो जाती है।
बहुत मोटा: कुल संपर्क क्षेत्र छोटा है, नीचे तक डूबने के बाद बाहर से धीरे-धीरे घुलने की आवश्यकता होती है। इसके परिणामस्वरूप विघटन में लंबा समय लगता है और भट्ठी से बाहर निकलने से पहले पूरी तरह से भंग नहीं हो पाता है।
सिद्धांत: कण आकार को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि रीकार्बराइज़र जल्दी से स्लैग परत में प्रवेश कर सकता है और पिघले हुए लोहे में डूब सकता है, साथ ही पर्याप्त प्रतिक्रिया क्षेत्र भी प्रदान कर सकता है। कण का आकार आम तौर पर भट्टी की क्षमता के आधार पर चुना जाता है। सरंध्रता: छिद्रपूर्ण संरचना पिघले हुए लोहे को प्रवेश करने के लिए चैनल प्रदान करती है, प्रतिक्रियाशील इंटरफ़ेस क्षेत्र को काफी बढ़ाती है और स्पंज की तरह पिघले हुए लोहे को अवशोषित करती है, जिससे विघटन दर में काफी तेजी आती है।
3. शुद्धता (सल्फर, राख और वाष्पशील सामग्री)
सल्फर सामग्री: सल्फर एक सतही सक्रिय तत्व है जो रीकार्बराइज़र सतह पर सोख लेता है, पिघले हुए लोहे द्वारा इसकी घुलनशीलता को कम करता है और कार्बन परमाणुओं के विघटन में बाधा के रूप में कार्य करता है। सल्फर की मात्रा जितनी अधिक होगी, विघटन दर उतनी ही धीमी होगी।
वाष्पशील: एक उच्च अस्थिर सामग्री एक उच्च "कच्ची" रीकार्बराइज़र सामग्री और अपूर्ण कार्बोनाइजेशन को इंगित करती है। उच्च तापमान पर, यह तेजी से गैसें छोड़ता है, जिससे रीकार्बराइज़र पिघले हुए लोहे में गिर जाता है और तैरने लगता है, जिससे स्थिर विघटन रुक जाता है और गलाने का समय बढ़ जाता है।
राख: राख (मुख्य रूप से SiO₂, Al₂O₃, आदि) घुलती नहीं है और रीकार्बराइज़र सतह पर एक अवरोधक फिल्म बनाती है, जो पिघले हुए लोहे और कार्बन के बीच संपर्क में बाधा डालती है।