इस्पात निर्माण में कार्बन राइजर का उपयोग करना क्यों आवश्यक है?

स्टीलमेकिंग के लिए "हमेशा" कार्बन रेज़र की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन ज्यादातर मामलों में, स्टील ग्रेड के लिए लक्ष्य कार्बन सामग्री आवश्यकताओं को प्राप्त करने के लिए उनका उपयोग करना सबसे किफायती, सटीक और प्रभावी तरीका है।

1. इस्पात निर्माण का सार: एक डीकार्बराइजेशन प्रक्रिया। इस्पात बनाने के लिए मुख्य कच्चा माल पिघला हुआ लोहा (ब्लास्ट फर्नेस से) है, जिसमें बहुत अधिक कार्बन सामग्री होती है, आमतौर पर 3.5% और 4.5% के बीच।
इसमें फॉस्फोरस, सल्फर, सिलिकॉन और मैंगनीज जैसी अशुद्धियाँ भी होती हैं। यह उच्च -कार्बन पिघला हुआ लोहा बहुत भंगुर और कठोर होता है, जिसमें लगभग कोई कठोरता नहीं होती है, जो इसे फोर्जिंग, रोलिंग या अन्य प्लास्टिक प्रसंस्करण के लिए अनुपयुक्त बनाता है, इस प्रकार इसके अनुप्रयोगों को सीमित करता है।

इस्पात निर्माण का मुख्य कार्य ऑक्सीजन को प्रवाहित करके पिघले हुए लोहे से इन अतिरिक्त तत्वों, विशेष रूप से कार्बन को हिंसक रूप से ऑक्सीकरण करना और निकालना है।
अंततः, हम कार्बन सामग्री को 2.0% से नीचे नियंत्रित करते हैं, और अधिकांश स्टील्स के लिए, कार्बन सामग्री 0.03% और 1.0% के बीच भी है।

इसलिए, स्थूल दृष्टिकोण से, इस्पात निर्माण एक "डीकार्बराइजेशन" प्रक्रिया है।

2. यदि डीकार्बराइजेशन आवश्यक है, तो उसी समय कार्बन क्यों जोड़ें?
यह विरोधाभासी लगता है, लेकिन वास्तव में यही समस्या की जड़ है।
मुख्य कारण इस प्रकार हैं:

कारण 1: अत्यधिक डीकार्बराइजेशन और सटीक नियंत्रण की आवश्यकता

ऑक्सीजन में उड़ाए गए स्टील निर्माण में, कार्बन की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया बेहद जोरदार और तेज़ होती है।
कार्बन को 4% से 0.1% तक कम करना आसान है, लेकिन 0.1% पर रोकना बहुत मुश्किल है।

"अजेय" प्रभाव: व्यवहार में, फॉस्फोरस और सल्फर जैसे हानिकारक तत्वों को पर्याप्त रूप से हटाने को सुनिश्चित करने के लिए, ऑक्सीजन उड़ाने की प्रक्रिया अक्सर तब तक जारी रहती है जब तक कि कार्बन सामग्री लक्ष्य मूल्य से कम न हो जाए।
इससे अत्यधिक डीकार्बराइजेशन होता है।

समापन बिंदु नियंत्रण: जब पिघले हुए स्टील में कार्बन पहले से ही बहुत कम है, तो परीक्षण और तापमान माप जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से अंतिम कार्बन सामग्री का निर्धारण करने से परिणाम पहले से ही लक्ष्य मूल्य से कम हो सकता है।

इसलिए, आधुनिक इस्पात निर्माण में आम रणनीति है: "पहले थोड़ा और डीकार्बराइज करें, फिर इसे वापस जोड़ें।"

अर्थात्, पहले कार्बन को लक्ष्य मान से थोड़ा कम स्तर तक डीकार्बराइज करें (यह सुनिश्चित करता है कि अन्य अशुद्धियाँ भी पर्याप्त रूप से हटा दी गई हैं), और फिर, टैपिंग या रिफाइनिंग प्रक्रिया के दौरान, कार्बन रेज़र जोड़कर कार्बन सामग्री को लक्ष्य सीमा में सटीक रूप से समायोजित करें।

कारण दो: कच्चे माल के रूप में स्क्रैप स्टील का उपयोग
आधुनिक इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस स्टीलमेकिंग मुख्य रूप से कच्चे माल के रूप में स्क्रैप स्टील का उपयोग करती है।
पिघलने की प्रक्रिया के दौरान, स्क्रैप स्टील हवा से ऑक्सीजन को अवशोषित करता है, जिससे पिघले हुए स्टील में कार्बन ऑक्सीकरण और नष्ट हो जाता है। इसके साथ ही, स्क्रैप स्टील में अपर्याप्त कार्बन सामग्री हो सकती है। इसलिए, स्क्रैप स्टील को पिघलाने के बाद, कार्बन सामग्री को पूरक और समायोजित करने के लिए एक कार्बन रेज़र जोड़ा जाना चाहिए।

कारण तीन: उच्च -कार्बन स्टील उत्पादन की आवश्यकता
कुछ उच्च -कार्बन स्टील ग्रेड के लिए, जैसे स्प्रिंग स्टील (कार्बन सामग्री लगभग 0.6%-0.75%), टूल स्टील, और बियरिंग स्टील (कार्बन सामग्री लगभग 1.0%), भले ही पिघले हुए लोहे में सभी कार्बन बरकरार रहे, आवश्यक कार्बन सामग्री पूरी नहीं हो सकती है।
इस मामले में, बड़ी मात्रा में कार्बन राइजर जोड़ना होगा।

3. कार्बन रेज़र क्या है?
क्यों यह?

Carbon raisers are not ordinary coal or coke, but rather specially treated carbonaceous materials with extremely high carbon content (usually >95%) और सल्फर, फॉस्फोरस और नाइट्रोजन जैसी अशुद्धियों का स्तर बेहद कम है।
सामान्य प्रकारों में शामिल हैं: कैलक्लाइंड पेट्रोलियम कोक कार्बन रेज़र: अच्छे प्रदर्शन और मध्यम कीमत के साथ सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार।

ग्राफिटाइज्ड रीकार्बराइजिंग एजेंट: उच्चतम अवशोषण दर, सबसे कम अशुद्धियाँ, लेकिन सबसे महंगा भी।
आमतौर पर उच्च -अंत विशेष स्टील्स में उपयोग किया जाता है।

कोयला आधारित पुनर्कार्बराइजिंग एजेंट: कम लागत, लेकिन अधिक अशुद्धियाँ। आम तौर पर कम कठोर आवश्यकताओं वाले कच्चा लोहा भागों के लिए उपयोग किया जाता है; इस्पात निर्माण में शायद ही कभी उपयोग किया जाता है।

पुनर्कार्बराइजिंग एजेंटों के उपयोग के लाभ:
* सटीक और नियंत्रणीय: पिघले हुए स्टील की अंतिम संरचना को ठीक करने के लिए, नमक जोड़ने की तरह, गणना किए गए वजन में जोड़ा जा सकता है।
* उच्च शुद्धता: उच्च गुणवत्ता वाले रीकार्बराइजिंग एजेंट नई हानिकारक अशुद्धियाँ नहीं लाते हैं, पिघले हुए स्टील के "संदूषण" से बचते हैं।
* उच्च अवशोषण दर: उपयुक्त प्रक्रिया स्थितियों (जैसे टैपिंग के दौरान पिघले हुए स्टील प्रभाव सरगर्मी का उपयोग करना) के तहत, कार्बन अवशोषण दर 85% -95% तक पहुंच सकती है।
* लागत -प्रभावी: ऑक्सीजन प्रवाह को नियंत्रित करके कार्बन को "बनाए रखने" की तुलना में, कार्बन सामग्री को "समायोजित" करने के लिए रीकार्बराइजिंग एजेंटों का उपयोग करना सरल, अधिक विश्वसनीय है, और इसकी कुल लागत कम है।

सारांश

संक्षेप में: स्टीलमेकिंग एक अपेक्षाकृत व्यापक प्रक्रिया है जो मुख्य रूप से डीकार्बराइजेशन पर केंद्रित है, जबकि आधुनिक उद्योग स्टील संरचना के लिए बेहद सटीक आवश्यकताओं की मांग करता है।
कार्बन रीकार्ब्युराइज़र, एक "फाइन{0}}ट्यूनिंग" विधि के रूप में, "व्यापक डीकार्बराइजेशन" और "सटीक नियंत्रण" के बीच विरोधाभास को पूरी तरह से हल करते हैं। वे सटीक संरचना और स्थिर प्रदर्शन के साथ स्टील के बड़े पैमाने पर, कुशल और कम लागत वाले उत्पादन को सक्षम करते हैं।

यह कहा जा सकता है कि कार्बन रीकार्ब्युराइज़र के बिना, इतनी सरल और कुशल सामग्री, आधुनिक इस्पात उद्योग की दक्षता और उत्पाद की गुणवत्ता में काफी समझौता किया जाएगा।