इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस के लिए दुर्दम्य पदार्थों की आवश्यकताएँ और पार्श्व दीवारों के लिए दुर्दम्य पदार्थों का चयन!

इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस के लिए दुर्दम्य पदार्थों की सामान्य आवश्यकताएं इस प्रकार हैं:

(1) अपवर्तकता उच्च होनी चाहिए। चाप का तापमान 4000 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है, और इस्पात निर्माण का तापमान 1500~1750 डिग्री सेल्सियस होता है, कभी-कभी 2000 डिग्री सेल्सियस तक भी होता है, इसलिए अपवर्तक सामग्री में उच्च अपवर्तकता होना आवश्यक है।

(2) भार के अधीन मृदुकरण तापमान उच्च होना चाहिए। विद्युत भट्टी उच्च तापमान भार स्थितियों के अंतर्गत कार्य करती है, और भट्टी के शरीर को पिघले हुए इस्पात के क्षरण का सामना करना पड़ता है, इसलिए दुर्दम्य सामग्री में उच्च भार मृदुकरण तापमान होना आवश्यक है।

(3) संपीडन सामर्थ्य उच्च होनी चाहिए। विद्युत भट्टी की अस्तर पर आवेश डालने के दौरान आवेश का प्रभाव, गलाने के दौरान पिघले हुए इस्पात का स्थिर दाब, टैपिंग के दौरान इस्पात प्रवाह का क्षरण और संचालन के दौरान यांत्रिक कंपन का प्रभाव पड़ता है। इसलिए, दुर्दम्य पदार्थ में उच्च संपीडन सामर्थ्य होना आवश्यक है।

(4) तापीय चालकता कम होनी चाहिए। विद्युत भट्टी की ऊष्मा हानि को कम करने और बिजली की खपत को कम करने के लिए, अपवर्तक सामग्री में कम तापीय चालकता होनी आवश्यक है, यानी तापीय चालकता गुणांक कम होना चाहिए।

(5) तापीय स्थिरता अच्छी होनी चाहिए। इलेक्ट्रिक फर्नेस स्टीलमेकिंग में टैपिंग से लेकर चार्जिंग तक कुछ ही मिनटों के भीतर तापमान लगभग 1600°C से घटकर 900°C से नीचे हो जाता है, इसलिए दुर्दम्य सामग्रियों में अच्छी तापीय स्थिरता होना आवश्यक है।

(6) मजबूत संक्षारण प्रतिरोध। इस्पात निर्माण प्रक्रिया के दौरान, स्लैग, भट्टी गैस और पिघला हुआ इस्पात सभी दुर्दम्य सामग्रियों पर मजबूत रासायनिक क्षरण प्रभाव डालते हैं, इसलिए दुर्दम्य सामग्रियों में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होना आवश्यक है।

पार्श्व दीवारों के लिए दुर्दम्य सामग्री का चयन

MgO-C ईंटों का उपयोग आमतौर पर बिना जल शीतलन वाली विद्युत भट्टियों की पार्श्व दीवारों के निर्माण में किया जाता है। गर्म स्थान और स्लैग लाइनें सबसे कठिन परिस्थितियों का सामना करती हैं। पिघले हुए स्टील और स्लैग से ये न केवल गंभीर रूप से संक्षारित और अपरदित होती हैं, बल्कि स्क्रैप डालने पर इन पर यांत्रिक रूप से भी गंभीर प्रभाव पड़ता है, और साथ ही आर्क से निकलने वाली ऊष्मीय विकिरण का भी इन पर प्रभाव पड़ता है। इसलिए, इन भागों का निर्माण उत्कृष्ट प्रदर्शन वाली MgO-C ईंटों से किया जाता है।

जल-शीतित दीवारों वाले विद्युत भट्टियों की पार्श्व दीवारों के लिए, जल-शीतन तकनीक के उपयोग के कारण, ऊष्मा भार बढ़ जाता है और उपयोग की शर्तें अधिक कठोर हो जाती हैं। इसलिए, उच्च तापीय चालकता, उच्च स्लैग प्रतिरोध और तापीय झटके के प्रति स्थिरता वाली MgO-C ईंटों का चयन किया जाना चाहिए। इनमें कार्बन की मात्रा 10% से 20% तक होती है।

अति उच्च शक्ति वाली विद्युत भट्टियों की पार्श्व दीवारों के लिए दुर्दम्य सामग्री

अति उच्च शक्ति वाली विद्युत भट्टियों (यूएचपी भट्टियों) की पार्श्व दीवारें अधिकतर एमजीओ-सी ईंटों से बनी होती हैं, और गर्म स्थानों और स्लैग लाइन क्षेत्रों का निर्माण उत्कृष्ट प्रदर्शन वाली एमजीओ-सी ईंटों (जैसे पूर्ण कार्बन मैट्रिक्स एमजीओ-सी ईंटें) से किया जाता है। इससे भट्टियों का सेवाकाल काफी बढ़ जाता है।

हालांकि इलेक्ट्रिक फर्नेस के संचालन विधियों में सुधार के कारण फर्नेस की दीवार पर भार कम हो गया है, फिर भी अल्ट्रा-हीट फर्नेस स्मेल्टिंग स्थितियों में गर्म स्थानों की सेवा अवधि बढ़ाने के लिए रिफ्रैक्टरी सामग्रियों का उपयोग करना अभी भी मुश्किल है। इसलिए, जल शीतलन तकनीक विकसित और लागू की गई है। ईबीटी टैपिंग का उपयोग करने वाली इलेक्ट्रिक फर्नेस के लिए, जल शीतलन क्षेत्र 70% तक पहुंच जाता है, जिससे रिफ्रैक्टरी सामग्रियों का उपयोग काफी कम हो जाता है। आधुनिक जल शीतलन तकनीक के लिए अच्छी तापीय चालकता वाली एमजीओ-सी ईंटों की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रिक फर्नेस की पार्श्व दीवारों के निर्माण के लिए एस्फाल्ट, रेजिन-बॉन्डेड मैग्नीशिया ईंटों और एमजीओ-सी ईंटों (कार्बन सामग्री 5%-25%) का उपयोग किया जाता है। गंभीर ऑक्सीकरण स्थितियों में, एंटीऑक्सीडेंट मिलाए जाते हैं।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से सबसे बुरी तरह क्षतिग्रस्त हॉटस्पॉट क्षेत्रों के लिए, निर्माण में बड़ी क्रिस्टलीय फ्यूज्ड मैग्नेसाइट को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके बनाई गई एमजीओ-सी ईंटों का उपयोग किया जाता है, जिनमें कार्बन की मात्रा 20% से अधिक होती है और पूर्ण कार्बन मैट्रिक्स होता है।

अल्ट्रा-हीट इलेक्ट्रिक भट्टियों के लिए MgO-C ईंटों के नवीनतम विकास में उच्च तापमान पर पकाने और फिर एस्फाल्ट से संसेचन करके तथाकथित 'पका हुआ एस्फाल्ट-संसेचित MgO-C ईंटें' तैयार की जाती हैं। तालिका 2 से देखा जा सकता है कि बिना संसेचित ईंटों की तुलना में, एस्फाल्ट संसेचन और पुनर्कार्बनीकरण के बाद पकी हुई MgO-C ईंटों में अवशिष्ट कार्बन की मात्रा लगभग 1% बढ़ जाती है, सरंध्रता 1% कम हो जाती है, और उच्च तापमान पर तन्यता शक्ति और दबाव प्रतिरोध में उल्लेखनीय सुधार होता है, इसलिए यह उच्च स्थायित्व वाली ईंटें हैं।

इलेक्ट्रिक फर्नेस की पार्श्व दीवारों के लिए मैग्नीशियम अपवर्तक सामग्री

इलेक्ट्रिक भट्टियों की लाइनिंग को क्षारीय और अम्लीय में विभाजित किया गया है। क्षारीय लाइनिंग में क्षारीय दुर्दम्य पदार्थों (जैसे मैग्नीशिया और MgO-CaO दुर्दम्य पदार्थ) का उपयोग किया जाता है, जबकि अम्लीय लाइनिंग में सिलिका ईंटें, क्वार्ट्ज रेत, सफेद मिट्टी आदि का उपयोग किया जाता है।

नोट: भट्टी की अस्तर सामग्री के लिए, क्षारीय विद्युत भट्टियों में क्षारीय अपवर्तक सामग्री का उपयोग किया जाता है, और अम्लीय विद्युत भट्टियों में अम्लीय अपवर्तक सामग्री का उपयोग किया जाता है।