विद्युत चाप फर्नेस

इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस का अर्थ है एक अत्यंत गर्म संवेदनशील स्थान, जहाँ विद्युत आर्किंग के माध्यम से गर्मी उत्पन्न होती है, जिससे लौह ख़राब जैसे कुछ धातुओं को पिघलाया जाता है बिना धातु के इलेक्ट्रो-रासायनिक गुणों को बदले।

यहाँ, विद्युत आर्क इलेक्ट्रोडों के बीच उत्पन्न होता है। यह विद्युत आर्क धातु को पिघलाने के लिए उपयोग किया जाता है। आर्क फर्नेस का उपयोग मिनी स्टील संरचनात्मक बार और स्टील रोड्स बनाने के लिए किया जाता है। विद्युत फर्नेस एक ऊर्ध्वाधर वाहक के रूप में होता है जो अग्नि ईंट से बना होता है। मुख्य रूप से दो प्रकार के विद्युत फर्नेस होते हैं। वे वैकल्पिक धारा (AC) और सीधी धारा (DC) संचालित विद्युत फर्नेस हैं।

DC विद्युत आर्क फर्नेस

DC आर्क फर्नेस AC आर्क फर्नेस की तुलना में हालिया और उन्नत फर्नेस है। DC आर्क फर्नेस में, धारा कैथोड से एनोड तक प्रवाहित होती है। इस फर्नेस में केवल एक ग्राफाइट इलेक्ट्रोड होता है और दूसरा इलेक्ट्रोड फर्नेस के नीचे एम्बेडेड होता है। DC फर्नेस के नीचे एनोड को फिक्स करने के लिए विभिन्न तरीके होते हैं।

पहली व्यवस्था में नीचे एक एकल धातु एनोड रखा जाता है। यह पानी से ठंडा किया जाता है क्योंकि यह तेजी से गर्म हो जाता है। अगले व्यवस्था में, एनोड C-MgO लाइनिंग द्वारा चालक हर्थ होता है। धारा को नीचे के हिस्से में स्थित Cu प्लेट को दी जाती है। यहाँ, एनोड का ठंडा करना हवा द्वारा होता है। तीसरी व्यवस्था में, धातु रोड एनोड के रूप में कार्य करते हैं। यह MgO मास में डूबा होता है। चौथी व्यवस्था में, एनोड पतली शीट्स होती हैं। शीट्स MgO मास में डूबी होती हैं।

DC विद्युत आर्क फर्नेस के लाभ

• इलेक्ट्रोड की खपत में 50% की कमी।

• पिघलाना लगभग समान होता है।

• शक्ति खपत में 5 से 10% की कमी।

• फ्लिकर में 50% की कमी।

• रिफ्रैक्टरी खपत में कमी।

• हर्थ जीवन को बढ़ाया जा सकता है।

AC विद्युत आर्क फर्नेस

AC विद्युत फर्नेस में, धारा इलेक्ट्रोडों के माध्यम से धातु के चार्जों के माध्यम से प्रवाहित होती है। इस फर्नेस में तीन ग्राफाइट इलेक्ट्रोड कैथोड के रूप में उपयोग किए जाते हैं। ख़राब धातु खुद एनोड के रूप में कार्य करता है। DC आर्क फर्नेस की तुलना में, यह लागत प्रभावी है। यह फर्नेस छोटे फर्नेस में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

विद्युत आर्क फर्नेस का निर्माण

जैसा कि ऊपर उल्लिखित है, विद्युत फर्नेस एक बड़ा अग्नि ईंट से लाइन किया गया ऊर्ध्वाधर वाहक है। यह चित्र 2 में प्रदर्शित किया गया है।

विद्युत फर्नेस के मुख्य भाग छत, हर्थ (फर्नेस का निचला भाग, जहाँ से पिघला हुआ धातु एकत्रित की जाती है), इलेक्ट्रोड, और साइड वाल्स हैं। छत में तीन छेद होते हैं जिनसे इलेक्ट्रोड डाले जाते हैं। छत ऐल्यूमिना और मैग्नेसाइट-क्रोमाइट ईंट से बनी होती है। हर्थ में धातु और स्लैग शामिल होते हैं। टिल्टिंग मेकेनिज्म का उपयोग फर्नेस को चलाकर पिघला हुआ धातु को क्रेडल में डालने के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रोड को हटाने और फर्नेस को चार्ज करने (टॉपिंग अप स्क्रैप धातु) के लिए छत रिट्रैक्शन मेकेनिज्म शामिल किया जाता है। ऑपरेटरों के स्वास्थ्य के लिए फर्नेस के चारों ओर धुंए की निकासी की प्रावधान भी दी जाती है। AC विद्युत फर्नेस में, इलेक्ट्रोड तीन होते हैं। ये वर्गाकार खंड में होते हैं। ग्राफाइट का उपयोग इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाता है क्योंकि इसकी विद्युत चालकता उच्च होती है। कार्बन इलेक्ट्रोड भी उपयोग किए जाते हैं। इलेक्ट्रोड पोजिशनिंग सिस्टम इलेक्ट्रोड को स्वचालित रूप से ऊपर और नीचे करने में मदद करता है। जब धारा घनत्व उच्च होता है, तो इलेक्ट्रोड अत्यधिक ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

ट्रांसफार्मर: –
ट्रांसफार्मर इलेक्ट्रोड को विद्युत आपूर्ति प्रदान करता है। यह फर्नेस के पास स्थित होता है। यह अच्छी तरह से सुरक्षित होता है। बड़े विद्युत आर्क फर्नेस की रेटिंग 60MVA तक हो सकती है।

विद्युत आर्क फर्नेस का कार्य नियम

विद्युत फर्नेस का कार्य इलेक्ट्रोड को चार्ज करने, पिघलाने की अवधि (धातु को पिघलाना) और शोधन में शामिल होता है। बड़े बास्केट में भारी और हल्की स्क्रैप को निकासी गैस की मदद से पूर्व गर्म किया जाता है। स्लैग निर्माण को तेज करने के लिए, जला हुआ चूना और स्पार इसमें जोड़ा जाता है। फर्नेस को चार्ज करने के लिए फर्नेस की छत को झुकाकर किया जाता है। आवश्यकतानुसार, गर्म धातु को चार्ज किया जाता है।
अगला चरण पिघलाने की अवधि है। इस अवधि में, इलेक्ट्रोड को स्क्रैप पर नीचे ले जाया जाता है। फिर इलेक्ट्रोड और धातु के बीच आर्क उत्पन्न होता है। सुरक्षा के पहलू को ध्यान में रखते हुए, इसके लिए कम वोल्टेज चुना जाता है। जब आर्क इलेक्ट्रोड द्वारा ढ़क लिया जाता है, तो वोल्टेज बढ़ाकर पिघलाने की प्रक्रिया को तेज किया जाता है। इस प्रक्रिया में, कार्बन, सिलिकन और मैंगनीज ऑक्सीकृत हो जाते हैं। बड़े आर्क के लिए कम धारा की आवश्यकता होती है। इसमें गर्मी का नुकसान भी कम होता है। इलेक्ट्रोड के गहरे बाथिंग से पिघलाने की प्रक्रिया तेज हो सकती है।
शोधन प्रक्रिया पिघलाने के दौरान शुरू होती है। एकल ऑक्सीकृत स्लैग प्रथा में, सल्फर को हटाने की आवश्यकता नहीं होती। इसमें केवल फास्फोरस को हटाना आवश्यक होता है। लेकिन दोहरी स्लैग प्रथा में, दोनों (S और P) को हटाना आवश्यक होता है। डीऑक्सीकृत होने के बाद; दोहरी स्लैग प्रथा में, ऑक्सीकृत स्लैग को हटाया जाता है। फिर, अल्यूमिनियम या फेरोमैंगनीज या फेरोसिलिकन की मदद से यह डीऑक्सीकृत हो जाता है। जब बाथिंग रसायनिक और आवश्यक तापमान प्राप्त होता है, तो गर्मी डीऑक्सीकृत हो जाती है। फिर, पिघला हुआ धातु टैपिंग के लिए तैयार होता है।
फर्नेस को ठंडा करने के लिए, ट्यूबुलर दबाव पैनल या खोखले अनुलस स्प्रे का उपयोग किया जा सकता है।

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