इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस चलाने की एक खास लय होती है, जिसे आप मेल्ट शॉप में समय बिताने के बाद ही समझ पाते हैं। हर हीट एक क्रम में होती है, लेकिन 45 मिनट की हीट और 90 मिनट की हीट में फर्क आमतौर पर इस बात पर निर्भर करता है कि आप बुनियादी बातों को कितनी अच्छी तरह से निभाते हैं। यह गाइड ऑक्सीकरण प्रक्रिया के हर चरण को विस्तार से समझाती है—जो आज भी अधिकांश वर्कशॉप में मानक प्रक्रिया है—और न केवल यह बताती है कि क्या करना है, बल्कि यह भी बताती है कि यह क्यों महत्वपूर्ण है।
ऑक्सीकरण प्रक्रिया: आज भी सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया
ऑक्सीकरण विधि ने अपना स्थान क्यों अर्जित किया?
यदि आप कार्बन या निम्न-मिश्र धातु इस्पात, या वास्तव में किसी भी ऐसे ग्रेड को पिघला रहे हैं जहाँ गैस और अशुद्धियों को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है, तो ऑक्सीकरण विधि ही सबसे उपयुक्त है। इसकी मुख्य विशेषता एक समर्पित ऑक्सीकरण अवधि है, जिसमें ऑक्सीजन प्रवाहित की जाती है, कार्बन को अलग किया जाता है, और परिणामस्वरूप उत्पन्न CO2 के बुलबुले घोल को साफ करते हैं। यह सफाई क्रिया हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और अधात्विक अशुद्धियों को इस प्रकार बाहर निकालती है कि प्रक्रिया का कोई अन्य भाग ऐसा नहीं कर सकता।
आप ऑक्सीकरण ऊष्मा तब चलाएंगे जब:
आप कार्बन या निम्न मिश्र धातु इस्पात बना रहे हैं।
- स्टील में गैस और अशुद्धियों पर कड़ा नियंत्रण आवश्यक है।
- आपका स्क्रैप मिश्रित है या इसकी संरचना अज्ञात है (इसलिए आपको ऑक्सीकरण द्वारा प्रदान की जाने वाली सफाई की आवश्यकता है)
- फॉस्फोरस और सल्फर को हटाना दोनों ही आवश्यक शर्तें हैं।
छह चरणों का क्रम
प्रत्येक ऑक्सीकरण ऊष्मा एक ही संरचना का अनुसरण करती है:
भट्टी की मरम्मत → चार्ज करना → पिघलाना → ऑक्सीकरण → अपचयन → टैपिंग
प्रत्येक चरण का एक अलग कार्य होता है। आइए इन्हें क्रम से समझते हैं।
चरण 1: भट्टी की मरम्मत
आप इसे क्यों नहीं छोड़ सकते?
भट्टी की परत हर बार गर्म होने पर भारी दबाव झेलती है—तापीय झटका, ईंधन भरने से होने वाला यांत्रिक प्रभाव, लावा से होने वाला रासायनिक हमला और दिन भर आर्क विकिरण। अगर आप नियमित रूप से मरम्मत नहीं करते हैं, तो परत टूट सकती है, दीवार में छेद हो सकता है या नल का छेद खराब हो सकता है। इनमें से कोई भी मरम्मत सस्ती नहीं होती।
अच्छी मरम्मत प्रक्रिया एक साथ कई काम करती है:
- खराबी आने से पहले ही क्षतिग्रस्त क्षेत्रों की मरम्मत करता है।
- यह भट्टी के आकार को बनाए रखता है जिससे पिघले हुए द्रव के कुंड की गहराई स्थिर बनी रहती है।
- यह उन दरारों को सील करता है जिनसे पिघला हुआ स्टील भट्टी के खोल में प्रवेश कर सकता है।
- इससे अभियान की अवधि बढ़ जाती है, और यहीं पर आपका रिफ्रैक्टरी बजट खर्च होता है।
इसे सही तरीके से कैसे करें
समय का ध्यान रखें। लाइनिंग के गर्म रहते ही काम पूरा कर लें। बची हुई गर्मी मरम्मत सामग्री को ठीक से चिपकने में मदद करती है। व्यवहार में, टैपिंग के 10 से 15 मिनट के भीतर मरम्मत पूरी हो जानी चाहिए। इससे अधिक समय लगने पर लाइनिंग इतनी ठंडी हो जाती है कि मरम्मत सामग्री ठीक से नहीं चिपक पाती।
सामग्री। मैग्नीशियम-आधारित ईएएफ में मैग्नेसाइट (एमजीओ) या डोलोमाइट (एमजीओ·सीएओ) का उपयोग बाइंडर—टार या वाटर ग्लास—के साथ किया जाता है। बड़े मरम्मत कार्यों के लिए मोटे कण और बारीक काम के लिए महीन पाउडर का उपयोग किया जाता है।
तरीके। परिस्थिति के अनुसार आपके पास कई विकल्प हैं:
मरम्मत सामग्री को गर्म स्थान पर फेंकना और गर्मी से उसे सिंटर होने देना—तेज़, खुरदरा और मामूली टूट-फूट के लिए उपयुक्त।
- स्थानीय क्षति की मरम्मत के लिए किसी उपकरण का उपयोग करके पैच लगाना।
- हॉट गनिंग—दीवारों पर लांस की मदद से रिफ्रैक्टरी स्लरी का छिड़काव करना। स्पॉट रिपेयर से परे किसी भी काम के लिए यह आधुनिक मानक है। यह तेज़ है, बड़े क्षेत्रों को समान रूप से कवर करता है, और भट्टी की गर्मी से काम करता है।
ध्यान देने योग्य बातें। टैप होल और स्लैग लाइन सबसे अधिक घिसने वाले क्षेत्र हैं। हर बार गर्म करने के बाद इनकी जाँच करें। मरम्मत की परतें प्रति परत लगभग 30 से 50 मिमी से कम रखें—अधिक मोटी होने पर अगली बार चार्ज करने से पहले वे ठीक से सिंटर नहीं हो पाएंगी।
चरण 2: चार्जिंग
वे नियम जो वास्तव में मायने रखते हैं
स्क्रैप को लोड करने का तरीका ही आपकी पूरी प्रक्रिया को निर्धारित करता है। बाल्टी का गलत लेआउट होने से पिघलने में रुकावट, धीमी गति और समय की बर्बादी होती है।
इसके सिद्धांत सीधे-सादे हैं:
घनत्व मायने रखता है। आप चाहते हैं कि चाप आवेश के भीतर प्रवेश करे, न कि केवल उसके ऊपर नाचता रहे।
- अलग-अलग रखें, एक जगह इकट्ठा न करें। अपने सभी भारी कबाड़ को एक ही जगह पर ढेर करने से वह ठंडा स्थान बन जाता है जो पिघलने से इनकार कर देता है।
- नीचे भारी, ऊपर हल्का। यह बात सुनने में तो सीधी-सादी लगती है, लेकिन इसका लगातार उल्लंघन होता है। निचली परत: भारी स्क्रैप। मध्य परत: मध्यम। ऊपरी परत: हल्का स्क्रैप और ढीला मटेरियल।
- अपनी सामग्री को धीरे-धीरे डालें। नींबू, कोक, रिकार्बराइज़र—इन्हें बाल्टी में अलग-अलग जगहों पर फैला दें, एक ही जगह पर ढेर न करें।
आधुनिक दुकानें किस प्रकार शुल्क लेती हैं
दो विधियाँ प्रमुख हैं।
अधिकांश वर्कशॉप में स्विंग-रूफ चार्जिंग सिस्टम का उपयोग किया जाता है। छत को उठाएं, उसे खोलें और बाल्टी नीचे गिरा दें। यह तेज़, लचीला है और आप देख सकते हैं कि आप क्या कर रहे हैं। अधिकांश हीटिंग सिस्टम में दो या तीन बाल्टियों की आवश्यकता होती है।
कॉन्स्टील (निरंतर चार्जिंग) एक बिल्कुल अलग तकनीक है। पिघलाने की प्रक्रिया के दौरान, स्क्रैप भट्टी के किनारे से कन्वेयर के माध्यम से लगातार आता रहता है। एक्सेन्ट्रिक बॉटम टैपिंग (ईबीटी) के साथ मिलकर, यह आपको लगभग बिना रुके काम करने की सुविधा देता है। आर्क कभी बुझता नहीं है। ऊष्मा हानि बहुत कम हो जाती है। बिजली ग्रिड को भी यह तकनीक बेहतर लगती है, क्योंकि लोड अधिक स्थिर रहता है। इसमें पूंजीगत लागत और प्रक्रिया की जटिलता थोड़ी अधिक होती है, लेकिन उच्च उत्पादन क्षमता वाली फैक्ट्रियों के लिए यह एक बेहतरीन विकल्प है।
कितना शुल्क लेना है
आपकी भट्टी की क्षमता और ट्रांसफार्मर की शक्ति ऊपरी सीमा निर्धारित करती है। पिघली हुई ऊष्मा में रेटेड क्षमता का 85 से 110 प्रतिशत तक भरने का लक्ष्य रखें। कम भरने पर ट्रांसफार्मर की क्षमता बर्बाद होती है। अधिक भरने पर शॉर्ट सर्किट होता है या ऊष्मा छलक कर बाहर गिर जाती है।
बाल्टी में सामग्री की मात्रा निर्धारित करते समय, इन बातों का ध्यान रखें:
आपके पास किस प्रकार के स्क्रैप हैं और उनका घनत्व क्या है?
- क्या आप गर्म धातु को शामिल कर रहे हैं (और कितनी मात्रा में)?
- आपके मिश्र धातु वापसी इन्वेंट्री का स्वरूप कैसा दिखता है
- आपके कार्बन, फास्फोरस और सल्फर की उत्पत्ति कहाँ से होती है?
चरण 3: पिघलना
इस चरण में आपको सबसे अधिक खर्च क्यों करना पड़ता है?
पिघलने की अवधि वह समय है जब आपके नल से नल तक के कुल समय का 50 से 60 प्रतिशत हिस्सा गायब हो जाता है और आपकी बिजली की खपत का 60 से 70 प्रतिशत हिस्सा इसी अवधि में खर्च होता है। यदि आप उत्पादकता में वृद्धि की तलाश में हैं, तो यह वह पहला बिंदु है जिस पर आपको ध्यान देना चाहिए।
पिघलने की प्रक्रिया में चार अलग-अलग चरण होते हैं, और प्रत्येक चरण के लिए अलग-अलग प्रक्रिया की आवश्यकता होती है।
आर्क स्ट्राइक
बिजली चालू करें। इलेक्ट्रोड नीचे गिरते हैं। वे स्क्रैप को छूते हैं, करंट प्रवाहित होता है, फिर वे ऊपर उठते हैं और आर्क उत्पन्न होता है। इन शुरुआती मिनटों में आर्क पूरी तरह से खुला होता है—यह सीधे आपकी छत की ओर और अगल-बगल आपकी दीवारों की ओर विकिरण करता है। इस दौरान कम वोल्टेज का उपयोग करें। कुछ ऑपरेटर आर्क को स्थिर करने में मदद के लिए स्ट्राइक ज़ोन में कोक या इलेक्ट्रोड स्क्रैप मिलाते हैं। यह एक छोटी सी बात है जो छत की उम्र बढ़ाने में मददगार साबित होती है।
बोरहोल निर्माण
चाप स्क्रैप में जलकर एक छेद बना देता है। आप चाहते हैं कि यह प्रक्रिया तेज़ी से हो—चाप आवेश में इस तरह समा जाए कि उसकी ऊष्मा वास्तव में उपयोगी हो। एक बार इलेक्ट्रोड अंदर तक प्रवेश कर जाएं, तो आप छत को झुलसाए बिना अधिक शक्ति का उपयोग कर सकते हैं। यहीं पर उच्च संवेदनशीलता वाले इलेक्ट्रोड का नियमन महत्वपूर्ण हो जाता है। इलेक्ट्रोड की धीमी प्रतिक्रिया से आपका समय बर्बाद होता है।
पिघले हुए पूल का निर्माण
जैसे-जैसे स्क्रैप पिघलता है, आपका पूल बड़ा होता जाता है। अब चूने की पहली मात्रा डालें। आप चाहते हैं कि स्लैग जल्द से जल्द बाथटब को ढक ले—यह गैस अवशोषण को कम करता है, गर्मी के नुकसान को कम करता है और फॉस्फोरस को हटाना शुरू करता है। जब पूल पर्याप्त गहरा हो जाए, तो ऑक्सीजन डालना शुरू करें। यह पिघलने की प्रक्रिया को तेज करता है और आपको ऑक्सीकरण अवधि में जल्दी ले जाता है।
व्यापक पिघलना
एक बार जब ठोस पिघलाव तैयार हो जाए, तो ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ाएँ और यदि आपके पास ऑक्सी-फ्यूल बर्नर हैं तो उन्हें चालू करें। स्लैग की क्षारकता और तरलता को लगातार समायोजित करते रहें ताकि ऑक्सीकरण अवधि शुरू होने पर आप तैयार रहें। पिघलने के अंत में अच्छी तरह से तैयार घोल का मतलब है एक छोटी, स्वच्छ ऑक्सीकरण अवधि।
पिघलने से समय निचोड़ना
कुछ ऐसी चीजें जो वास्तव में बदलाव लाती हैं:
- बोरहोल का समय कम करने के लिए बाल्टी का अच्छा लेआउट
- ऑक्सी-फ्यूल की सहायता से स्क्रैप को गर्म किया जाता है जहाँ आर्क नहीं पहुँच पाता।
- आर्क ऊष्मा को ऊष्मा-पात्र में बनाए रखने के लिए झागदार स्लैग को यथाशीघ्र डालें।
छत को बंद रखें। हर बार खोलने पर गर्मी बाहर निकल जाती है। अपने निर्माण की योजना इस प्रकार बनाएं कि छत को बेवजह खोलना न पड़े।
- अपनी पावर कर्व का सही इस्तेमाल करें। जब आर्क पूरी तरह से खुला हो, तब अधिकतम पावर पर चलाने से आपकी छत को नुकसान पहुंच सकता है। प्रत्येक चरण के लिए अपनी भट्टी के इष्टतम पावर प्रोफाइल को जानें।
चरण 4: ऑक्सीकरण
आप यहाँ वास्तव में क्या कर रहे हैं?
ऑक्सीकरण काल वह समय है जब धातु विज्ञान से संबंधित सबसे महत्वपूर्ण कार्य होते हैं। इस दौरान आपके पाँच अलग-अलग कार्य होते हैं:
डीफॉस्फोराइजेशन — फॉस्फोरस को निर्धारित स्तर से नीचे लाना (आमतौर पर ≤0.025%)।
2. कार्बन निष्कासन — ऑक्सीजन प्रवाहित करें, कार्बन को लक्ष्य तक गिराएं।
3. गैस निष्कासन — CO2 के बुलबुले H₂ और N₂ को घोल से बाहर निकाल दें।
4. समावेशन हटाना — CO2 के बुलबुले समावेशन को सतह तक ले जाते हैं।
5. तापमान में वृद्धि — C–O अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी होती है; आपके द्वारा हटाए गए प्रत्येक 0.01% कार्बन से घोल का तापमान लगभग 2-3 डिग्री सेल्सियस बढ़ जाता है।
फॉस्फोरस निष्कासन: फॉस्फोरस को बाहर निकालना
फॉस्फोरस को हटाना स्लैग रसायन विज्ञान का खेल है। इसके लिए आपको चार चीजों की आवश्यकता होती है:
- उच्च क्षारकता। CaO/SiO₂ अनुपात 2.5 से 4.0 के बीच रखने का लक्ष्य रखें।
- स्लैग का ऑक्सीकरण। स्लैग में FeO की मात्रा 15 से 25 प्रतिशत होनी चाहिए। इसके बिना, फॉस्फोरस धातु में ही रह जाता है।
- शुरुआत में तापमान कम रखें। कम तापमान पर फॉस्फोरस का वितरण स्लैग के लिए अनुकूल होता है। जब घोल अपेक्षाकृत ठंडा हो, तभी फॉस्फोरस-मुक्त करने की प्रक्रिया शुरू करें, फिर कार्बन-मुक्त करने के लिए तापमान बढ़ाने से पहले फॉस्फोरस से भरपूर स्लैग को हटा दें।
- पर्याप्त स्लैग। स्लैग की मात्रा कम करने से स्लैग द्वारा अवशोषित फास्फोरस की मात्रा सीमित हो जाती है।
व्यावहारिक सलाह: पिघलने की प्रक्रिया के अंत में उच्च क्षारीयता और उच्च लौह ऑक्साइड वाला स्लैग बनाना शुरू करें। फॉस्फोरस को जल्दी सक्रिय करें। एक बार जब यह सक्रिय हो जाए, तो भारी डीकार्ब्यूराइजेशन शुरू करने से पहले उस स्लैग को हटा दें। यदि आप ऐसा नहीं करते हैं, तो डीकार्ब्यूराइजेशन के दौरान स्लैग की रासायनिक संरचना में परिवर्तन होने पर फॉस्फोरस स्लैग से वापस धातु में चला जाएगा। यह एक आम गलती है और इससे पूरी तरह बचा जा सकता है।
कार्बन उत्सर्जन: CO2 उबाल
ऑक्सीजन के प्रवाह से कार्बन नीचे चला जाता है। बनने वाली CO गैस से तीव्र उबाल आता है—और यह उबाल केवल कार्बन हटाने से कहीं अधिक कार्य करता है। यह घोल को हिलाता है (तापमान और रसायन को समरूप बनाता है), सतह पर बुलबुले फूटने से हाइड्रोजन और नाइट्रोजन बाहर निकल जाते हैं, और अशुद्धियाँ स्लैग तक पहुँच जाती हैं जहाँ वे अवशोषित हो जाती हैं।
कुछ दिशानिर्देश:
अगर आप ईंधन की गुणवत्ता में सुधार चाहते हैं, तो कम से कम 0.2% तक कार्बन डाइऑक्साइड निकालें। केवल 0.05% कार्बन डाइऑक्साइड निकालने से कोई खास फर्क नहीं पड़ता।
- हवा के बहाव की दर को नियंत्रित करें। यदि यह बहुत तेज़ होगी तो पिघला हुआ स्टील भट्टी से बाहर छलक जाएगा। यदि यह बहुत धीमी होगी तो उबालने की प्रक्रिया अप्रभावी हो जाएगी।
- अपने लक्ष्य पर नज़र रखें। काम पूरा होने से पहले ही नमूना लें। अगर आप लक्ष्य से कम नमूना लेते हैं, तो आप उच्च कार्बन स्टील निकाल रहे होंगे। अगर आप लक्ष्य से ज़्यादा नमूना लेते हैं, तो आप रीकार्ब्यूराइज़िंग कर रहे होंगे—जो काम तो करता है, लेकिन इसमें आपका समय और मिश्र धातु दोनों बर्बाद होते हैं।
ऑक्सीकरण में तापमान प्रबंधन
ऑक्सीकरण अवधि को आप अपने टैपिंग तापमान से लगभग 10 से 20 डिग्री सेल्सियस कम तापमान पर समाप्त करना चाहते हैं। क्यों? क्योंकि अपचयन अवधि में मिश्रधातु और डीऑक्सीडाइज़र मिलाए जाते हैं, और यह ऊष्माशोषी प्रक्रिया है। आपका घोल थोड़ा ठंडा हो जाएगा। ऑक्सीकरण अवधि को लगभग 1550 से 1600 डिग्री सेल्सियस (ग्रेड के आधार पर) पर समाप्त करना आमतौर पर सही तापमान सीमा के करीब होता है।
स्लैग हटाना
ऑक्सीकरण पूरा हो जाने के बाद, उस ऑक्सीकारक स्लैग को पूरी तरह से बाहर निकाल दें। इसमें फास्फोरस और आयरन ऑक्साइड की मात्रा अधिक होती है, और यदि यह अपचयन के दौरान भट्टी में रह जाता है, तो यह आपके लिए हानिकारक साबित होगा—पुनः फास्फोरसीकरण, पुनः ऑक्सीकरण, सब कुछ। इसे तुरंत हटा दें, और फिर जितनी जल्दी हो सके एक नया अपचायक स्लैग तैयार करें।
चरण 5: कमी
कटौती के चार कार्य
अपचयन अवधि वह समय है जब आप स्टील को अंतिम रूप देते हैं:
ऑक्सीकरण-रोधी प्रक्रिया — घुलित ऑक्सीजन के स्तर को यथासंभव न्यूनतम स्तर तक ले जाएं।
2. सल्फर निष्कासन — अच्छी तरह से बनाए गए अपचायक स्लैग के अंतर्गत।
3. मिश्रधातुकरण — अपने लक्षित रासायनिक अभिक्रिया को प्राप्त करने के लिए मिश्रधातु तत्व मिलाएं।
4. तापमान समायोजन — अपने टैपिंग तापमान पर सेट करें।
ऑक्सीकरण विच्छेदन: संयुक्त अवक्षेपण + विसरण
आधुनिक तकनीक में दोनों विधियों का उपयोग किया जाता है। स्लैग हटाने के तुरंत बाद, खुले हुए घोल में एक प्रबल डीऑक्सीडाइज़र (एल्यूमीनियम, सिलिकॉन-मैंगनीज) सीधे मिला दें। यह अवक्षेपण डीऑक्सीडेशन है—तेज़ प्रक्रिया है, जिससे ऑक्सीजन का स्तर जल्दी कम हो जाता है। फिर अपचायक स्लैग (सफेद स्लैग या कार्बाइड स्लैग) बनाएं और उसे बनाए रखें। स्लैग विसरण डीऑक्सीडेशन के माध्यम से घोल से धीरे-धीरे अधिक ऑक्सीजन सोख लेता है। यह संयोजन किसी भी विधि की तुलना में अधिक स्वच्छ इस्पात प्रदान करता है।
सफेद स्लैग (CaO आधारित, कम FeO, दिखने में सफेद) और कार्बाइड स्लैग (CaC₂ युक्त, दिखने में धूसर-काला) दोनों ही उपयोगी हैं। सफेद स्लैग अधिक सामान्य है। कार्बाइड स्लैग में ऑक्सीकरण रोधी क्षमता अधिक होती है, लेकिन इसका रखरखाव अधिक कठिन होता है।
डीसल्फराइजेशन
सल्फर निम्न परिस्थितियों में निकलता है:
- उच्च क्षारकता (≥3.0)
- कम FeO (≤1% — इसीलिए आपको एक अच्छे अपचायक स्लैग की आवश्यकता होती है)
उच्च तापमान (गतिज अभिक्रिया के लिए अनुकूल होता है)
- अच्छी तरह से हिलाते रहें (इससे स्टील और स्लैग आपस में संपर्क में रहते हैं)
सफेद स्लैग के नीचे से 50 से 70 प्रतिशत तक सल्फर निकाला जा सकता है। अच्छी तरह से की गई अपचयन प्रक्रिया से अंतिम स्टील में सल्फर की मात्रा 0.02% से कम हो सकती है।
मिश्रधातुकरण: तत्वों को सही क्रम में जोड़ना
ऑक्सीकरण के जोखिम के मामले में सभी मिश्र धातुएँ एक समान नहीं होतीं। नियम यह है: मजबूत तत्वों को पहले मिलाएँ, आसानी से ऑक्सीकृत होने वाले तत्वों को बाद में।
ऑक्सीकरण जोखिम के उदाहरण, कब जोड़ना चाहिए
कम (पुनर्प्राप्ति ~100%) निकेल, फेरोमोलिब्डेनम, तांबा ऑक्सीकरण का अंत या प्रारंभिक अपचयन
मध्यम फेरोमैंगनीज, फेरोक्रोम, फेरोसिलिकॉन अपचयन में पूर्व-डीऑक्सीकरण के बाद
नल के पानी से 5-10 मिनट पहले उच्च एल्यूमीनियम, फेरोटाइटेनियम, फेरोबोरोन युक्त पानी का उपयोग करें।
बहुत उच्च / विशेष प्रक्रिया। टैपिंग के दौरान करछुल में दुर्लभ पृथ्वी तत्व मौजूद होते हैं।
मिश्रधातु मिलाने के बाद, घोल को हिलाएं और नमूना लें। निकालने से पहले अपनी रासायनिक संरचना की पुष्टि कर लें। दोबारा नमूना लेना लक्ष्य से चूकने से सस्ता पड़ता है।
नल के पानी के तापमान को सही ढंग से मापना
आपके टैप का तापमान आपके ग्रेड, कास्टिंग विधि और आगे की प्रक्रिया (एलएफ? कंटीन्यूअस कास्टर? इंगोट?) पर निर्भर करता है। तापमान मापें। यदि तापमान अधिक है, तो आप पावर बंद करके प्रतीक्षा कर सकते हैं, या बाथ को ठंडा करने के लिए उसमें कुछ हल्का स्क्रैप डाल सकते हैं। यदि तापमान कम है, तो सावधानी से पावर चालू करें, क्योंकि रिडक्शन के अंत में ठंडे बाथ को गर्म करने से लंबे समय तक ठंडा रहने के कारण उसमें अशुद्धियाँ अधिक जमा हो जाती हैं।
चरण 6: टैपिंग
कब टैप करें
जब तक आप सुनिश्चित न हो जाएं तब तक टैप न करें:
- रसायन विज्ञान निर्धारित मानकों के अनुरूप है (या बेहतर होगा कि आपके आंतरिक लक्ष्य के अनुरूप हो)।
तापमान टैपिंग की आवश्यकता के अनुरूप है।
- आपने कम से कम 10 मिनट तक स्लैग को कम करने के लिए रोक रखा है (सफेद स्लैग रखरखाव समय)
स्नान अच्छी तरह से ऑक्सीकरणमुक्त है
टैप कैसे करें
आधुनिक ईएएफ (ईस्टर्न एयर फंक्शन) में एक्सेंट्रिक बॉटम टैपिंग (ईबीटी) का उपयोग होता है। भट्टी को झुकाने पर, स्टील नीचे के एक्सेंट्रिक टैप होल से बाहर निकल जाता है और स्लैग ज्यादातर भट्टी में ही रह जाता है। यह पुराने स्पाउट टैप की तुलना में कहीं बेहतर डिज़ाइन है—स्लैग का बहाव कम होता है, भट्टी पर यांत्रिक तनाव कम पड़ता है और टैपिंग तेज़ होती है।
टैपिंग के दौरान, लैडल की धारा में अपना अंतिम डीऑक्सीडाइज़र (आमतौर पर एल्युमीनियम का तार) डालें। एक बार जब हीट टैपिंग हो जाए, तो लैडल को पीछे की ओर झुकाएं, अपनी लाइनिंग की जांच करें और अगली हीट के लिए तैयार हो जाएं।
दो वैकल्पिक प्रक्रियाएँ जो जानना महत्वपूर्ण हैं
गैर-ऑक्सीकरण (आवेश) विधि
ऑक्सीकरण की अवधि को पूरी तरह से छोड़ दें। अपने चार्ज को पिघलाएं, फिर सीधे अपचयन प्रक्रिया में जाएं। इसके फायदे: छोटा चक्र (ऑक्सीकरण की तुलना में 20 से 30 प्रतिशत तेज़), कम बिजली की खपत, और लगभग 100 प्रतिशत मिश्र धातु की पुनर्प्राप्ति (कुछ भी ऑक्सीकृत नहीं होता)। इसके नुकसान: आप फास्फोरस को नहीं हटा सकते, आप CO2 उबाल से गैस और अशुद्धियों को साफ नहीं कर सकते, और आपको साफ, ज्ञात संरचना वाले स्क्रैप की आवश्यकता होती है। यह विधि तब अच्छी तरह काम करती है जब आप ज्ञात ग्रेड के रिटर्न को उसी ग्रेड में पिघला रहे हों—उदाहरण के लिए, स्टेनलेस स्टील रिटर्न को स्टेनलेस स्टील में।
ऑक्सीजन वापसी विधि
एक हाइब्रिड विधि। इसमें मिश्र धातु के अवशेषों को प्राथमिक चार्ज के रूप में उपयोग किया जाता है, पिघलाया जाता है, फिर थोड़ी देर के लिए ऑक्सीजन प्रवाहित की जाती है—जिससे केवल 0.1 से 0.3% तक डीकार्बोनाइजेशन होता है। गैस और अशुद्धियों को हटाने के लिए थोड़ी देर के लिए CO2 का उबाल आता है, लेकिन इससे आपके महंगे मिश्र धातु तत्वों का कोई महत्वपूर्ण हिस्सा ऑक्सीकृत नहीं होता है। यह स्टेनलेस स्टील और हाई-स्पीड टूल स्टील के लिए मानक विधि है, जहाँ मिश्र धातु के नुकसान के बिना ऑक्सीकरण को साफ करना आवश्यक होता है।
क्षारीय बनाम अम्लीय भट्टियाँ
बुनियादी कौशल क्यों हावी है?
बेसिक ईएएफ (मैग्नेसाइट या डोलोमाइट लाइनिंग, CaO-आधारित स्लैग) फॉस्फोरस और सल्फर दोनों को हटा सकते हैं। यही एक क्षमता अधिकांश कारखानों के लिए निर्णायक साबित होती है। बेसिक भट्टियां उच्च फॉस्फोरस वाले स्क्रैप को प्रोसेस कर सकती हैं, वे साफ स्टील बना सकती हैं, और वे लगभग किसी भी ग्रेड को कवर कर सकती हैं।
हाँ, बेसिक रिफ्रैक्टरी एसिडिक की तुलना में अधिक महंगी होती है और इसकी कार्य अवधि भी कम होती है। लेकिन प्रक्रिया में मिलने वाली लचीलता इसके लायक है। सभी चालू EAF में से 90 प्रतिशत से अधिक बेसिक फर्नेस हैं।
जहां अभी भी अम्लीयता मौजूद है
अम्लीय भट्टियाँ (सिलिका परत, SiO₂ स्लैग) फॉस्फोरस या सल्फर का अपघटन नहीं कर सकतीं। आपका स्क्रैप साफ होना चाहिए। इसके बदले में आपको तापमान में तेजी से वृद्धि, परत का लंबा जीवन और कम समय में ऊष्मा प्रक्रिया पूरी करने की सुविधा मिलती है। कुछ फाउंड्री अभी भी विशिष्ट ढलाई अनुप्रयोगों के लिए अम्लीय ईएएफ का उपयोग करती हैं, लेकिन इस्पात मिलों के लिए यह एक दुर्लभ विकल्प होता जा रहा है।
तापमान और स्लैग: छिपे हुए कारक
ऊष्मा के माध्यम से तापमान नियंत्रण
तापमान पूरी प्रक्रिया को नियंत्रित करता है। बहुत कम तापमान होने पर अभिक्रियाएं रुक जाती हैं, स्लैग का प्रवाह रुक जाता है और मिश्रधातुएं घुलती नहीं हैं। बहुत अधिक तापमान होने पर लाइनिंग खराब हो जाती है, गैस जमा हो जाती है और यदि आप सीधे कंटीन्यूअस कास्टर मोल्ड में सामग्री डाल रहे हैं तो मोल्ड को नुकसान पहुंचने की संभावना रहती है।
अनुभवी पिघलाने वाले लोग इन चीज़ों को निशाना बनाते हैं:
चरण तापमान सीमा
पिघलने की प्रक्रिया 1500–1550°C पर समाप्त होती है।
ऑक्सीकरण 1550–1650°C
तापमान में कमी 1550–1650°C
टैपिंग तापमान 1580–1680°C (ग्रेड के अनुसार)
स्लैग नियंत्रण के मूल सिद्धांत
स्लैग को कभी-कभी इस्पात निर्माण का तीसरा महत्वपूर्ण तत्व कहा जाता है, और यह कोई अतिशयोक्ति नहीं है। आपकी स्लैग नियंत्रण चेकलिस्ट:
- क्षारकता: ऑक्सीकरण में 2.5–4.0, अपचयन में 3.0–4.0
- स्लैग की मात्रा: पिघले हुए स्टील के वजन का 2-5%
- तरलता: फ्लोरोस्पार से समायोजित करें, लेकिन अधिक मात्रा में न डालें।
ऑक्सीकरण बनाम अपचयन गुण: ऑक्सीकरण में FeO की मात्रा अधिक होती है, अपचयन में FeO की मात्रा कम होती है। यह परिवर्तन—शुद्ध स्लैग का निष्कासन और उसके बाद नए अपचयन स्लैग का आना—संपूर्ण अपचयन अवधि में सबसे महत्वपूर्ण क्रिया है।
- झागदार स्लैग की गहराई: अल्ट्रा-हीट भट्टियों में, स्लैग की परत चाप की लंबाई से 1.5 से 2 गुना होनी चाहिए। इससे चाप दब जाता है और दीवारें सुरक्षित रहती हैं।
प्रत्येक ईएएफ ऑपरेटर अपनी खुद की कार्यप्रणाली और अपने खुद के नियम विकसित करता है। हालांकि, बुनियादी बातें हर जगह एक जैसी हैं: ऑक्सीकरण अवधि का सम्मान करें, अपने स्लैग को बनाए रखें और बुनियादी बातों में कभी भी लापरवाही न करें। तकनीक लगातार विकसित हो रही है—ऑक्सी-फ्यूल, फोमी स्लैग ऑटोमेशन, निरंतर चार्जिंग—लेकिन मूल प्रक्रिया दशकों से नहीं बदली है, क्योंकि यह कारगर है।
