इंडक्शन मेल्टिंग में चार्ज सामग्री सबसे बड़ी परिवर्तनीय लागत है — और यही वह परिवर्तनीय कारक है जो मेल्ट दर, ऊर्जा खपत और धातु की गुणवत्ता को सबसे सीधे तौर पर प्रभावित करता है। एक सुनियोजित चार्ज कार्यक्रम उपलब्ध स्क्रैप का उपयोग करने की तुलना में ऊर्जा खपत को 10-15% तक कम कर सकता है और मेल्ट दर को लगभग उतनी ही मात्रा में बढ़ा सकता है।
MONTE INTELLIGENCE, इंडक्शन फर्नेस की आपूर्ति के हिस्से के रूप में चार्ज सामग्री संबंधी सुझाव प्रदान करता है। यह लेख लोहे और इस्पात के इंडक्शन मेल्टिंग के लिए चार्ज के चयन, तैयारी और प्रबंधन के सिद्धांतों को शामिल करता है।
इंडक्शन मेल्टिंग के लिए चार्ज सामग्री कई श्रेणियों में आती है: फाउंड्री रिटर्न (फाउंड्री के अपने संचालन से गेट, राइजर और स्क्रैप कास्टिंग), खरीदा गया स्टील स्क्रैप (स्क्रैप डीलरों से, आमतौर पर ग्रेड के अनुसार छांटा हुआ), पिग आयरन (ब्लास्ट फर्नेस या डायरेक्ट रिडक्शन से प्राप्त वर्जिन आयरन), और मिश्रधातु योजक (फेरोअलॉय, कार्बराइजर और रासायनिक संरचना को समायोजित करने के लिए मिलाई गई अन्य सामग्री)।
आदर्श चार्ज एक ऐसा मिश्रण है जो न्यूनतम सुधार के साथ लक्षित रासायनिक संरचना प्रदान करता है, बिना किसी अवरोध के समान रूप से पिघलता है, और प्रति टन तरल धातु की लागत सबसे कम होती है। इस आदर्श स्थिति को प्राप्त करने के लिए प्रत्येक चार्ज घटक के धातुकर्म संबंधी गुणों और लागत के बीच संतुलन बनाना आवश्यक है।
इंडक्शन भट्टियों में पिघलने की दक्षता के लिए आवेश के आकार का वितरण महत्वपूर्ण होता है। प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न एड़ी धाराएँ (इंडक्शन हीटिंग मैकेनिज्म) आवेश में एक निश्चित गहराई तक प्रवेश करती हैं, जिसे संदर्भ गहराई कहा जाता है। यह संदर्भ गहराई आवृत्ति और आवेश पदार्थ के विद्युत गुणों पर निर्भर करती है। 1000 हर्ट्ज़ पर लोहे के लिए, संदर्भ गहराई लगभग 7 मिमी होती है। तापन मुख्य रूप से इस सतह परत के भीतर होता है, और फिर ऊष्मा आंतरिक भाग में प्रवाहित होती है।
बड़े, ठोस टुकड़ों से बना एक मिश्रण — जैसे कि 200 मिमी व्यास के स्टील के टुकड़े — सतह से केवल 7 मिमी के भीतर ही गर्म होता है, जब तक कि ऊष्मा केंद्र तक नहीं पहुँच जाती। सतह पिघल सकती है जबकि केंद्र अभी भी ठंडा हो, जिससे ब्रिजिंग की स्थिति उत्पन्न हो सकती है, जहाँ आंशिक रूप से पिघला हुआ टुकड़ा भट्टी के आर-पार एक चाप बना लेता है जो शेष मिश्रण को पिघले हुए पदार्थ में नीचे जाने से रोकता है। विभिन्न आकारों का मिश्रण — 10 मिमी कटे हुए स्क्रैप से लेकर 150 मिमी भारी स्क्रैप तक — भट्टी में अधिक समान रूप से बैठता है और अधिक कुशलता से पिघलता है क्योंकि छोटे टुकड़े बड़े टुकड़ों के बीच के अंतराल को भर देते हैं और प्रभावी सतह-से-आयतन अनुपात को बढ़ाते हैं।
धातु की गुणवत्ता और भट्टी की परत के जीवनकाल के लिए चार्ज की स्वच्छता अत्यंत महत्वपूर्ण है। जंग (लौह ऑक्साइड) स्लैग की मात्रा बढ़ाती है, ऊर्जा की खपत करती है (Fe2O3 को Fe में बदलने के लिए कार्बन और ऊर्जा की आवश्यकता होती है), और सिलिका परत पर हमला करती है (FeO सिलिका रिफ्रैक्ट्रीज़ के लिए एक फ्लक्स है, जिससे परत का जीवनकाल कम हो जाता है)। चार्ज पर तेल और ग्रीस पिघलने के दौरान धुआं उत्पन्न करते हैं - जो कार्यशाला के वातावरण और उत्सर्जन के लिए एक समस्या है - और धातु में हाइड्रोजन का प्रवेश करा सकते हैं, जिससे ढलाई में छिद्र हो जाते हैं। चार्ज पर रेत और गंदगी किसी भी प्रकार की पुनर्प्राप्त करने योग्य धातु प्रदान किए बिना स्लैग की मात्रा बढ़ाती है।
लगभग 5 टन से अधिक क्षमता वाली बड़ी इंडक्शन भट्टियों में दक्षता बढ़ाने के लिए चार्ज प्रीहीटिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है। चार्ज को पहले 400-600°C तक गर्म करने से नमी दूर हो जाती है (गीले चार्ज के पिघले हुए धातु के संपर्क में आने पर भाप विस्फोट का खतरा समाप्त हो जाता है), तेल और कार्बनिक अशुद्धियाँ जल जाती हैं (धुआँ और हाइड्रोजन का अवशोषण कम हो जाता है), और भट्टी में आवश्यक विद्युत ऊर्जा कम हो जाती है (प्रीहीटर बिजली के बजाय कम लागत वाली प्राकृतिक गैस का उपयोग करता है)। प्राकृतिक गैस और बिजली की सापेक्ष कीमतों के आधार पर, चार्ज प्रीहीटर कुल पिघलने की लागत को 5-10% तक कम कर सकता है।
पिघलाने का क्रम पिघलने की दर और सुरक्षा को प्रभावित करता है। ठंडी भट्टी में सबसे पहले छोटे टुकड़े डालने चाहिए जो दीवारों के चारों ओर अच्छी तरह से चिपक जाएं और कॉइल से अच्छी तरह जुड़ जाएं - ये जल्दी गर्म होते हैं और भट्टी की परत को समान रूप से तापमान तक लाने में मदद करते हैं। एक बार जब तरल धातु का जमाव हो जाए, तो बड़े टुकड़े डाले जा सकते हैं क्योंकि उनके चारों ओर पिघली हुई धातु जुड़ाव को बेहतर बनाती है। अंतिम बार धातु डालते समय पर्याप्त खाली जगह (पिघली हुई सतह से क्रूसिबल के ऊपरी भाग तक की दूरी) छोड़नी चाहिए ताकि हिलाने की क्रिया हो सके और मिश्रधातु तत्व मिलाए जा सकें।
ब्रिजिंग एक ऐसी परिचालन समस्या है जिसका सामना हर इंडक्शन मेल्टर को करना पड़ता है। पिघला हुआ पदार्थ भट्टी के व्यास के ऊपर एक पुल की तरह बन जाता है, जिससे ऊपर का पदार्थ पिघले हुए पदार्थ में नीचे नहीं जा पाता। नीचे का पिघला हुआ पदार्थ गर्म होता रहता है और इतना अधिक गर्म हो सकता है कि रिफ्रैक्टरी परत को नुकसान पहुँच सकता है। ब्रिजिंग को रोकने के लिए उचित मात्रा में पदार्थ का चयन (कोई भी टुकड़ा भट्टी के व्यास के लगभग एक तिहाई से बड़ा न हो), सावधानीपूर्वक पदार्थ डालना (कोई भी बड़ा टुकड़ा सीधा न डाला जाए), और पिघलने की प्रक्रिया के दौरान सावधानीपूर्वक निगरानी करना आवश्यक है।
कई मिश्र धातुओं को पिघलाने वाली फाउंड्री के लिए, मिश्र धातुओं के बीच क्रॉस-कंटैमिनेशन गुणवत्ता के लिए एक जोखिम है। एक भट्टी जिसमें अभी-अभी डक्टाइल आयरन (मैग्नीशियम युक्त) पिघलाया गया हो और फिर उसमें ग्रे आयरन स्क्रैप (जिसमें मैग्नीशियम नहीं होना चाहिए) डाला जाए, तो यदि लाइनिंग में पिछली बार पिघलाने से बचा हुआ मैग्नीशियम रह जाता है, तो इससे खराब गुणवत्ता वाले कास्टिंग बन सकते हैं। इसका समाधान या तो प्रत्येक मिश्र धातु परिवार के लिए अलग-अलग भट्टियां हों, या मिश्र धातुओं को बदलने के बीच भट्टी की पूरी तरह से सफाई करना हो, जिसमें लाइनिंग को खुरचकर चिपके हुए धातु और स्लैग को हटाना भी शामिल है।
मोंटे इंटेलिजेंस हमारी इंडक्शन फर्नेस परियोजनाओं के हिस्से के रूप में चार्ज सामग्री परामर्श प्रदान करता है, जिसमें स्क्रैप विनिर्देश, चार्ज मिश्रण अनुकूलन और प्रीहीटर एकीकरण शामिल हैं।
अपनी फाउंड्री के लिए चार्ज सामग्री संबंधी सुझावों के लिए, helenxu@cnlymonte.com पर संपर्क करें।
