আর্ক স্টিল ফার্নেস: ডিভাইস, অপারেটিং নীতি, শক্তি, নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা

2024 লেখক: Howard Calhoun | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 10:20

একটি ইস্পাত আর্ক ফার্নেস (ইএএফ) এমন একটি যন্ত্র যা বৈদ্যুতিক বাঁকের মাধ্যমে উপাদানকে উত্তপ্ত করে।

শিল্প যন্ত্রপাতির আকার ছোট ইউনিট থেকে, মোটামুটি এক টন শক্তি (ঢালাই লোহার পণ্য তৈরির জন্য ফাউন্ড্রিতে ব্যবহৃত হয়) থেকে 400 ইউনিট প্রতি টন, ইস্পাত পুনর্ব্যবহারের জন্য ব্যবহৃত হয়। গবেষণা ল্যাবরেটরিতে ব্যবহৃত আর্ক স্টিল ফার্নেস, EAF এর ক্ষমতা মাত্র কয়েক দশ গ্রাম হতে পারে। শিল্প ডিভাইসের তাপমাত্রা 1800 °C (3272 °F) পৌঁছতে পারে, যখন পরীক্ষাগার স্থাপনাগুলি 3000 °C (5432 °F) অতিক্রম করতে পারে।

আর্ক স্টিল ফার্নেস (ইএএফ) ইন্ডাকশন ফার্নেস থেকে আলাদা যে লোড করা উপাদান সরাসরি বৈদ্যুতিক বাঁকের শিকার হয় এবং টার্মিনালের কারেন্ট চার্জ করা উপাদানের মধ্য দিয়ে যায়।

নির্মাণ

আর্ক স্টিল ফার্নেস ইস্পাত উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং এটি একটি অবাধ্য জাহাজের সমন্বয়ে গঠিত। প্রধানত তিনটি বিভাগে বিভক্ত:

• শেল, যা পাশের দেয়াল এবং নীচের ইস্পাত নিয়ে গঠিতবাটি।
• প্যালেট যা অবাধ্য উপাদান দিয়ে তৈরি।
• ছাদ। এটি একটি তাপ-প্রতিরোধী আস্তরণের বা জল-ঠান্ডা দিয়ে হতে পারে। এবং এটি একটি বল বা একটি কাটা শঙ্কু (শঙ্কুযুক্ত বিভাগ) আকারে তৈরি করা হয়। ছাদটি তার কেন্দ্রে একটি অবাধ্য ডেল্টাকেও সমর্থন করে যার মাধ্যমে এক বা একাধিক গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোড প্রবেশ করে৷

ব্যক্তিগত আইটেম

চুলাটির গোলার্ধের আকৃতি থাকতে পারে এবং নীচের অংশে টোকা দেওয়ার জন্য এটি একটি উদ্ভট চুল্লিতে প্রয়োজন। আধুনিক কর্মশালায়, আর্ক স্টিল ফার্নেস - EAF 5 - প্রায়শই নিচতলার উপরে উঁচু করা হয় যাতে ল্যাডলস এবং স্ল্যাগ পাত্রগুলি উভয় প্রান্তের নীচে সহজেই চালিত করা যায়। কাঠামো থেকে আলাদা হল ইলেক্ট্রোড সমর্থন এবং বৈদ্যুতিক সিস্টেম, সেইসাথে যন্ত্রটি দাঁড়িয়ে থাকা বাঁকানো প্ল্যাটফর্ম।

অনন্য টুল

একটি সাধারণ EAF 3 ইস্পাত-গন্ধযুক্ত আর্ক ফার্নেস একটি তিন-ফেজ উত্স দ্বারা চালিত এবং তাই তিনটি ইলেক্ট্রোড রয়েছে। তাদের একটি বৃত্তাকার বিভাগ রয়েছে এবং একটি নিয়ম হিসাবে, থ্রেডযুক্ত সংযোগ সহ সেগমেন্ট রয়েছে, যাতে তারা পরার সাথে সাথে নতুন উপাদান যুক্ত করা যায়।

আযুক্ত পদার্থ এবং ইলেক্ট্রোডের মধ্যে চাপ তৈরি হয়। চার্জটি এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট এবং তরঙ্গ দ্বারা নির্গত বিকিরণ শক্তি দ্বারা উভয়ই উত্তপ্ত হয়। তাপমাত্রা প্রায় 3000 °C (5000 °F) এ পৌঁছায়, যার ফলে ইলেক্ট্রোডের নীচের অংশগুলি ভাস্বর বাতির মতো জ্বলতে থাকে যখন আর্ক ফার্নেস কাজ করে।

এলিমেন্টগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে একটি পজিশনিং সিস্টেম দ্বারা উত্থিত এবং নামানো হয় যা যেকোনো বৈদ্যুতিক ব্যবহার করতে পারেউইঞ্চ, হোস্ট বা হাইড্রোলিক সিলিন্ডার। প্রবিধান একটি প্রায় ধ্রুবক বর্তমান বজায় রাখে. একটি চাপ চুল্লির শক্তি খরচ কি? চার্জ গলে যাওয়ার সময় এটি স্থির রাখা হয়, যদিও স্ক্র্যাপটি গলে যাওয়ার সাথে সাথে ইলেক্ট্রোডের নীচে সরে যেতে পারে। উপাদানটি ধরে থাকা মাস্তুলের হাতাগুলি হয় ভারী বাসবার বহন করতে পারে (যা জল-ঠান্ডা ফাঁপা তামার টিউব হতে পারে যা ক্ল্যাম্পগুলিতে কারেন্ট সরবরাহ করে) বা "হট স্লিভস" যেখানে পুরো শীর্ষটি চার্জ বহন করে, দক্ষতা বৃদ্ধি করে।

পরের প্রকারটি তামার প্রলেপযুক্ত ইস্পাত বা অ্যালুমিনিয়াম দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে। বড় জল-ঠান্ডা তারগুলি ওভেনের পাশে অবস্থিত একটি ট্রান্সফরমারের সাথে বাসবার বা বন্ধনীকে সংযুক্ত করে। একই ধরনের টুল স্টোরেজে ইনস্টল করা আছে এবং পানি দিয়ে ঠান্ডা করা হয়েছে।

ট্যাপিং এবং অন্যান্য অপারেশন

EAF 50 স্টিলের আর্ক ফার্নেস একটি বাঁকানো প্ল্যাটফর্মে তৈরি করা হয়েছে যাতে তরল ইস্পাত পরিবহনের জন্য অন্য একটি পাত্রে ঢেলে দেওয়া যায়। গলিত ইস্পাত স্থানান্তর করার জন্য টিল্টিং অপারেশনকে ট্যাপিং বলা হয়। প্রাথমিকভাবে, আর্ক ফার্নেসের সমস্ত ইস্পাত তৈরির ভল্টে অবাধ্য দিয়ে আবৃত একটি ডিসচার্জ চুট ছিল, যা কাত হয়ে গেলে ধুয়ে ফেলা হয়।

কিন্তু প্রায়শই আধুনিক সরঞ্জামগুলিতে তরল ইস্পাতে নাইট্রোজেন এবং স্ল্যাগের সংযোজন কমাতে একটি অদ্ভুত বটম আউটলেট ভালভ (EBT) থাকে। এই ওভেনগুলির একটি খোলা আছে যা চুলা এবং খোলের মধ্য দিয়ে উল্লম্বভাবে চলে এবং একটি সরু ডিমের আকৃতির "স্পুট" এর মধ্য দিয়ে থাকে। এটা ভরাটঅবাধ্য বালি।

আধুনিক উদ্ভিদের দুটি শেল থাকতে পারে যার মধ্যে এক সেট ইলেক্ট্রোড থাকে যা তাদের মধ্যে দিয়ে যায়। প্রথম অংশটি স্ক্র্যাপ গরম করে, অন্যটি গলানোর জন্য ব্যবহৃত হয়। অন্যান্য ডিসি ফার্নেসের একটি অনুরূপ লেআউট রয়েছে তবে প্রতিটি খাপের জন্য ইলেক্ট্রোড এবং এক সেট ইলেকট্রনিক্স রয়েছে৷

অক্সিজেন উপাদান

AC চুল্লিগুলিতে সাধারণত চুলার ঘের বরাবর গরম এবং ঠান্ডা দাগের একটি প্যাটার্ন থাকে, যা ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে অবস্থিত। আধুনিকগুলিতে, পাশের দেয়ালে অক্সি-জ্বালানি বার্নার ইনস্টল করা হয়। এগুলি মাইনাস জোনে রাসায়নিক শক্তি সরবরাহ করতে ব্যবহৃত হয়, যা ইস্পাতের গরমকে আরও অভিন্ন করে তোলে। চুল্লিতে অক্সিজেন এবং কার্বন সরবরাহ করে অতিরিক্ত শক্তি সরবরাহ করা হয়। ঐতিহাসিকভাবে এটি স্ল্যাগ দরজায় বর্শা (হালকা ইস্পাত ফাঁপা টিউব) দিয়ে করা হয়েছিল, এখন এটি বেশিরভাগ দেয়ালে মাউন্ট করা ইনজেকশন ইউনিট দিয়ে করা হয় যা অক্সি-ফুয়েল বার্নার এবং এয়ার সাপ্লাই সিস্টেমকে এক পাত্রে একত্রিত করে।

একটি আধুনিক মাঝারি আকারের ইস্পাত চুল্লিতে একটি ট্রান্সফরমার রয়েছে যার রেটিং প্রায় 60,000,000 ভোল্ট-এম্পস (60 MVA), যার সেকেন্ডারি ভোল্টেজ 400 থেকে 900 এবং কারেন্ট 44,000-এর বেশি। একটি আধুনিক দোকানে, যেমন ফার্নেস কোল্ড স্ক্র্যাপ লোডিং থেকে ট্যাপিং পর্যন্ত প্রায় 50 মিনিটের মধ্যে 80 মেট্রিক টন তরল ইস্পাত উত্পাদন করবে বলে আশা করা হচ্ছে৷

তুলনামূলকভাবে, মৌলিক অক্সিজেন চুল্লিগুলির ক্ষমতা 150-300 টন প্রতি ব্যাচ বা "হিট আপ" হতে পারে এবং 30-40 মিনিটের জন্য তাপ উৎপন্ন করতে পারে। ফার্নেস ডিজাইন এবং অপারেশনের বিবরণে বিশাল পার্থক্য রয়েছে,চূড়ান্ত পণ্য এবং স্থানীয় অবস্থার উপর নির্ভর করে, সেইসাথে উদ্ভিদের দক্ষতা উন্নত করতে চলমান গবেষণা।

সর্ববৃহৎ স্ক্র্যাপ-শুধুমাত্র (ট্যাপ ওয়েট এবং ট্রান্সফরমার রেটিং এর পরিপ্রেক্ষিতে) একটি ডিসি ডিভাইস যা জাপান থেকে রপ্তানি করা হয় যার ট্যাপ ওয়েট 420 মেট্রিক টন এবং মোট 256 MBA শক্তির জন্য আটটি 32 MVA ট্রান্সফরমার দ্বারা খাওয়ানো হয়।

একটি বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেসে এক টন ইস্পাত তৈরি করতে প্রায় 400 কিলোওয়াট-ঘণ্টা লাগে, বা প্রতি মেট্রিক প্রায় 440 কিলোওয়াট ঘণ্টা। স্ক্র্যাপ স্টিল গলানোর জন্য তাত্ত্বিক ন্যূনতম শক্তির প্রয়োজন 300 kWh (গলনাঙ্ক 1520 °C / 2768 °F)। অতএব, 300 MVA শক্তি সহ একটি 300-টন EAF এর জন্য প্রায় 132 MWh শক্তির প্রয়োজন হবে এবং চালু করার সময় প্রায় 37 মিনিট।

ইলেকট্রিক আর্ক ব্যবহার করে ইস্পাত উৎপাদন শুধুমাত্র অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক যদি একটি সু-উন্নত নেটওয়ার্কের সাথে পর্যাপ্ত বিদ্যুৎ থাকে। অনেক জায়গায় মিলগুলি অফ-পিক সময়ে কাজ করে যখন ইউটিলিটিগুলির অতিরিক্ত উত্পাদন ক্ষমতা থাকে এবং প্রতি মিটারের দাম কম থাকে৷

অপারেশন

আর্ক স্টিল ফার্নেস একটি ছোট ল্যাডেল মেশিনে ইস্পাত ঢেলে দেয়। স্ক্র্যাপ ধাতু স্মেল্টারের পাশে অবস্থিত একটি বিশ্রামে বিতরণ করা হয়। স্ক্র্যাপ দুটি প্রধান জাতের মধ্যে আসে: স্ক্র্যাপ (সাদা পণ্য, গাড়ি এবং অনুরূপ থেকে তৈরি অন্যান্য আইটেমহালকা ইস্পাত) এবং ভারী গলিত (বড় স্ল্যাব এবং বিম), সেইসাথে রাসায়নিক ভারসাম্যের জন্য কিছু সরাসরি হ্রাসকৃত আয়রন (ডিআরআই) বা পিগ আয়রন। পৃথক চুল্লি প্রায় 100% ডিআরআই গলে যায়।

পরবর্তী ধাপ

স্ক্র্যাপটি বড় বালতিতে লোড করা হয়, যাকে ঝুড়ি বলা হয়, বেসের জন্য ক্ল্যামশেল দরজা সহ। চুল্লির ভাল অপারেশন নিশ্চিত করার জন্য স্ক্র্যাপটি ঝুড়িতে রয়েছে তা নিশ্চিত করার জন্য অবশ্যই যত্ন নেওয়া উচিত। একটি প্রতিরক্ষামূলক টুকরার একটি হালকা স্তর দিয়ে উপরে একটি শক্তিশালী গলিত করা হয়, যার উপরে আরেকটি অংশ রয়েছে। তাদের সব লোড করার পরে ওভেনে উপস্থিত থাকতে হবে। এই সময়ে, ঝুড়িটি স্ক্র্যাপ প্রিহিটারে চলে যেতে পারে, যা শক্তি পুনরুদ্ধার করার জন্য স্মেল্টারের গরম, অফ-গ্যাস ব্যবহার করে, দক্ষতার উন্নতি করে।

ওভারফ্লো

তারপর পাত্রটিকে গন্ধের দোকানে নিয়ে যাওয়া হয়, চুল্লির ছাদ খুলে তাতে জিনিসপত্র বোঝাই করা হয়। স্থানান্তর অপারেটরদের জন্য সবচেয়ে বিপজ্জনক অপারেশনগুলির মধ্যে একটি। টন পতনশীল ধাতু দ্বারা প্রচুর সম্ভাব্য শক্তি নির্গত হয়। চুল্লির যেকোনো তরল পদার্থ প্রায়ই শক্ত স্ক্র্যাপ এবং গ্রীস দ্বারা উপরে এবং বাইরে ঠেলে দেওয়া হয়। ওভেন গরম হলে ধাতব ধুলো জ্বলে, যার ফলে আগুনের গোলা ফেটে যায়।

কিছু ডাবল-শেল ডিভাইসে, প্রথমটি গলে যাওয়ার সময় স্ক্র্যাপ দ্বিতীয়টিতে লোড করা হয় এবং সক্রিয় অংশ থেকে নিষ্কাশন গ্যাস দ্বারা প্রিহিট করা হয়। অন্যান্য ক্রিয়াকলাপগুলি হল: অবিরাম লোড করা এবং একটি পরিবাহক বেল্টে তাপমাত্রার সাথে কাজ করা, যা তারপরে ধাতুটিকে চুল্লিতে আনলোড করে। অন্যান্য ডিভাইস বুট করতে পারেনঅন্যান্য অপারেশন থেকে গরম পদার্থ।

ভোল্টেজ

চার্জ করার পর, ছাদ আবার চুল্লির উপর হেলে যায় এবং গলে যেতে থাকে। ইলেক্ট্রোডগুলি স্ক্র্যাপ ধাতুতে নামানো হয়, একটি চাপ তৈরি করা হয় এবং তারপরে সেগুলি সেট করা হয় যাতে তারা ডিভাইসের শীর্ষে ক্রাম্ব স্তরে ছড়িয়ে পড়ে। অত্যধিক তাপ এবং চাপের ক্ষতি থেকে ছাদ এবং দেয়াল রক্ষা করার জন্য এই অপারেশনের জন্য নিম্ন ভোল্টেজ নির্বাচন করা হয়েছে।

একবার ইলেক্ট্রোডগুলি চুল্লির গোড়ায় ভারী গলে পৌঁছে গেলে এবং তরঙ্গগুলি কাকদণ্ড দ্বারা রক্ষা করা হলে, ভোল্টেজ বাড়ানো যেতে পারে এবং ইলেক্ট্রোডগুলিকে কিছুটা বাড়ানো যেতে পারে, দীর্ঘায়িত এবং গলনের শক্তি বৃদ্ধি করে৷ এটি গলিত পুলটিকে আরও দ্রুত তৈরি করতে দেয়, ট্যাপ-অফ টাইম কমিয়ে দেয়।

অক্সিজেন স্ক্র্যাপ ধাতুতে প্রস্ফুটিত হয়, ইস্পাত পোড়ানো বা কাটা হয় এবং প্রাচীর বার্নার দ্বারা অতিরিক্ত রাসায়নিক তাপ সরবরাহ করা হয়। উভয় প্রক্রিয়াই পদার্থের গলে যাওয়াকে ত্বরান্বিত করে। সুপারসনিক অগ্রভাগ অক্সিজেন জেটকে ফোমিং স্ল্যাগ ভেদ করে তরল স্নানে পৌঁছাতে দেয়।

অমেধ্য জারণ

ইস্পাত তৈরির একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হল স্ল্যাগ তৈরি করা যা গলিত ইস্পাতের পৃষ্ঠে ভাসতে থাকে। এটি সাধারণত ধাতব অক্সাইড দ্বারা গঠিত এবং তাপীয় কম্বল হিসাবে (অতিরিক্ত তাপের ক্ষতি বন্ধ করে) হিসাবে অক্সিডাইজড অমেধ্য সংগ্রহের জায়গা হিসাবে কাজ করে এবং অবাধ্য আস্তরণের ক্ষয় কমাতেও সাহায্য করে।

কার্বন ইস্পাত উৎপাদনকারী মৌলিক অবাধ্যতা সহ একটি চুল্লির জন্য, সাধারণ স্ল্যাগ ফার্নারগুলি হল ক্যালসিয়াম অক্সাইড (ক্যালসাইন্ড আকারে CaOচুন) এবং ম্যাগনেসিয়াম (ডলোমাইট এবং ম্যাগনেসাইট আকারে MgO।) এই পদার্থগুলি হয় স্ক্র্যাপ দিয়ে লোড করা হয় বা গলে যাওয়ার সময় চুল্লিতে উড়িয়ে দেওয়া হয়।

আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হল আয়রন অক্সাইড, যখন ইস্পাত অক্সিজেন প্রবর্তন করা হয় তখন এটি তৈরি হয়। পরে, উত্তপ্ত হলে, কার্বন (কয়লার আকারে) এই স্তরে প্রবেশ করানো হয়, আয়রন অক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া করে ধাতু এবং কার্বন মনোক্সাইড তৈরি করে। এর ফলে স্ল্যাগের ফোমিং হয়, যার ফলে তাপীয় দক্ষতা বৃদ্ধি পায়। আবরণ উজ্জ্বল তাপ থেকে চুলার ছাদ এবং পাশের দেয়ালের ক্ষতি প্রতিরোধ করে।

অমেধ্য দহন

একবার স্ক্র্যাপ ধাতু সম্পূর্ণরূপে গলে গেলে এবং একটি সমতল পুলে পৌঁছে গেলে, চুল্লিতে আরেকটি বালতি লোড করা যেতে পারে। দ্বিতীয় চার্জ সম্পূর্ণরূপে গলে যাওয়ার পরে, ইস্পাতের রাসায়নিক গঠন পরীক্ষা এবং সংশোধন করার জন্য পরিশোধন ক্রিয়াকলাপ করা হয় এবং ট্যাপ করার প্রস্তুতির জন্য তার হিমাঙ্কের উপরে গলে যাওয়াকে সুপারহিট করা হয়। আরও স্ল্যাগ ফরমার চালু করা হয় এবং প্রচুর অক্সিজেন স্নানে প্রবেশ করে, সিলিকন, সালফার, ফসফরাস, অ্যালুমিনিয়াম, ম্যাঙ্গানিজ এবং ক্যালসিয়ামের মতো অমেধ্য পোড়ায় এবং তাদের অক্সাইডগুলিকে স্ল্যাগে পরিণত করে।

এই উপাদানগুলি প্রথমে পুড়ে যাওয়ার পরে কার্বন অপসারণ ঘটে, কারণ এগুলি অক্সিজেনের সাথে আরও বেশি মিল। যে ধাতুগুলি লোহার তুলনায় কম সম্বন্ধযুক্ত, যেমন নিকেল এবং তামা, জারণ দ্বারা অপসারণ করা যায় না এবং শুধুমাত্র রসায়নের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত হতে হবে। এটি, উদাহরণস্বরূপ, পূর্বে উল্লিখিত সরাসরি হ্রাসকৃত লোহা এবং ঢালাই লোহার প্রবর্তন৷

ফেনাযুক্ত স্ল্যাগজুড়ে থাকে এবং প্রায়শই ওভেনটিকে দরজা থেকে অভিপ্রেত গর্তে ওভারফ্লো করে। স্বয়ংক্রিয় বর্শা ব্যবহার করে তাপমাত্রা পরিমাপ এবং রাসায়নিক নির্বাচন করা হয়। ইস্পাতে নিমজ্জিত বিশেষ প্রোবের সাহায্যে অক্সিজেন এবং কার্বন যান্ত্রিকভাবে পরিমাপ করা যায়।

উৎপাদন সুবিধা

ইস্পাত-গন্ধযুক্ত আর্ক ফার্নেসের জন্য একটি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ব্যবহার করে, 100% কাঁচামাল - স্ক্র্যাপ মেটাল থেকে ইস্পাত তৈরি করা সম্ভব। আকরিক থেকে প্রাথমিক উৎপাদনের তুলনায় এটি পদার্থ উৎপাদনের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তিকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।

আরেকটি সুবিধা হ'ল নমনীয়তা: যদিও ব্লাস্ট ফার্নেসগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হতে পারে না এবং বছরের পর বছর চলতে পারে, এটি দ্রুত শুরু এবং বন্ধ করা যেতে পারে। এটি ইস্পাত মিলকে চাহিদার উপর ভিত্তি করে উৎপাদন পরিবর্তন করতে দেয়।

সাধারণ আর্ক স্টিল ফার্নেস হল মিনি মিলের জন্য ইস্পাতের উৎস, যা বার বা স্ট্রিপ পণ্য তৈরি করতে পারে। মিনি-স্মেল্টারগুলি ইস্পাত বাজারের তুলনামূলকভাবে কাছাকাছি অবস্থিত হতে পারে এবং পরিবহন প্রয়োজনীয়তা একটি সমন্বিত প্ল্যান্টের তুলনায় কম, যা সাধারণত শিপিং অ্যাক্সেসের জন্য উপকূলের কাছাকাছি অবস্থিত।

আর্ক স্টিল ফার্নেস ডিভাইস

স্কিম্যাটিক ক্রস সেকশন হল একটি ইলেক্ট্রোড যা একটি র্যাক এবং পিনিয়ন ড্রাইভ দ্বারা উত্থিত এবং নামানো হয়। পৃষ্ঠটি অবাধ্য ইট এবং নীচের ক্ল্যাডিং দিয়ে রেখাযুক্ত। দরজা অভ্যন্তর অ্যাক্সেস অনুমতি দেয়ডিভাইসের অংশ। ওভেন বডিটি রকার বাহুতে স্থির থাকে যাতে ট্যাপ করার জন্য এটি কাত করা যায়।