December 25, 2025
फेरोएलोय गलाना कई तकनीकों को शामिल करता है, जिसमें इलेक्ट्रोथर्मल रिडक्शन विधि (विशेष रूप से, सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस फेरोक्रोम उत्पादन), धातु थर्मल रिडक्शन और इलेक्ट्रोलाइसिस शामिल हैं। विधि का चुनाव वांछित फेरोएलोय किस्म और गुणवत्ता विशिष्टताओं पर निर्भर करता है। प्रमुख विधियों में कार्बोथर्मल रिडक्शन (ब्लास्ट फर्नेस का उपयोग), इलेक्ट्रोथर्मल रिडक्शन (फेरोक्रोम के लिए सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस), धातु थर्मल रिडक्शन और इलेक्ट्रोलाइसिस शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, उच्च-कार्बन और उच्च-सिलिकॉन फेरोएलोय उत्पादों को इलेक्ट्रो-सिलिकॉन थर्मल रिडक्शन, ऑक्सीजन-ब्लोइंग डीकार्बराइजेशन और वैक्यूम सॉलिड-स्टेट डीकार्बराइजेशन जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से आगे परिष्कृत किया जा सकता है, जिससे उन्हें मध्यम और निम्न-कार्बन फेरोएलोय उत्पादों में बदल दिया जाता है।
ब्लास्ट फर्नेस गलाना के लिए प्राथमिक उपकरण स्वयं ब्लास्ट फर्नेस है, जहां फेरोएलोय गलाना प्रक्रिया पिग आयरन उत्पादन के समान है, जिसे कार्बोथर्मिक रिडक्शन विधि के रूप में जाना जाता है। इस विधि से प्राप्त उत्पादों में फेरोमैंगनीज, मिरर आयरन (30% से कम मैंगनीज वाला फेरोमैंगनीज), कम सिलिकॉन फेरोसिलिकॉन (10% से 15% सिलिकॉन युक्त), और फेरोनिकल शामिल हैं।
अधिकांश फेरोएलोय उत्पाद, जैसे फेरोसिलिकॉन, कार्बन फेरोमैंगनीज, सिलिकॉन मैंगनीज मिश्र धातु, कार्बन फेरोक्रोम, निकल-आयरन, सिलिकॉन क्रोमियम मिश्र धातु, और सिलिकॉन कैल्शियम मिश्र धातु, का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैंसबमर्ज्ड आर्क फर्नेस, विशेष रूप से फेरोक्रोम के लिए।
एक सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस में, अयस्क को कोक या किसी अन्य कार्बनयुक्त कम करने वाले एजेंट के साथ मिलाया जाता है, और गलाना विद्युत ताप के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। संचालन के दौरान, इलेक्ट्रोड को चार्ज के अंदर दफनाया जाता है, जो इलेक्ट्रोड टिप और फर्नेस के तल या कोक परत के बीच आर्क हीट उत्पन्न करता है, साथ ही चार्ज और स्लैग से गुजरने वाले करंट से प्रतिरोध हीट भी उत्पन्न करता है।
यह देखते हुए कि मैंगनीज और क्रोमियम जैसे तत्व आसानी से कार्बाइड बनाते हैं, फेरोमैंगनीज और फेरोक्रोम को गलाने से आमतौर पर उच्च-कार्बन फेरोएलोय उत्पाद प्राप्त होते हैं। इसके विपरीत, सिलिकॉन-मैंगनीज मिश्र धातु, सिलिकॉन-क्रोमियम मिश्र धातु और सिलिकॉन-कैल्शियम मिश्र धातु जैसे उत्पादों में आम तौर पर कम कार्बन सामग्री होती है, जो सिलिकॉन के प्रभाव के कारण होती है। चूंकि सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस गलाना में बिजली प्राथमिक ताप स्रोत के रूप में और कार्बन मुख्य कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है, इसलिए इस विधि को इलेक्ट्रोथर्मल या इलेक्ट्रो-कार्बोथर्मल विधि के रूप में भी जाना जाता है।
मानक सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस संचालन में, फेरोएलोय पिघल और स्लैग को समय-समय पर टैप होल और स्लैग आउटलेट के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाता है। फेरोटंगस्टन जैसे असाधारण रूप से उच्च गलनांक वाले फेरोएलोय का उत्पादन आयरन निष्कर्षण या एग्लोमरेशन विधियों का उपयोग करके किया जाता है।
सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस इलेक्ट्रोथर्मल फेरोएलोय गलाना का आधार है, जो अक्सर अपने इलेक्ट्रोड को चार्ज में गहराई से दफनाता है, इसलिए इसका नाम। फर्नेस पैरामीटर, जिसे उपकरण और गलाना विशेषता मापदंडों में विभाजित किया गया है, फेरोएलोय उत्पादन के तकनीकी और आर्थिक संकेतकों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।
सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस का उपयोग करके फेरोक्रोम उत्पादन की गलाना प्रक्रिया में, कार्बनयुक्त कम करने वाले एजेंट का उपयोग दो सिद्धांतों का पालन करता है:
कच्चे फेरोएलोय को परिष्कृत करना, जो शुरू में सबमर्ज्ड आर्क या ब्लास्ट फर्नेस में गलाया जाता है, में कई प्रमुख प्रक्रियाएं शामिल हैं:
कनवर्टर ऑक्सीजन विधि: विभिन्न ऑक्सीजन आपूर्ति विधियों (टॉप, बॉटम, साइड-ब्लोइंग, और टॉप-बॉटम कंपोजिट ब्लोइंग) के साथ एक कनवर्टर का उपयोग करते हुए, इस प्रक्रिया में तरल उच्च-कार्बन आयरन मिश्र धातु को शुद्ध ऑक्सीजन, कूलेंट और स्लैग-फॉर्मिंग सामग्री के साथ मिलाना शामिल है। उच्च दबाव वाली ऑक्सीजन को कनवर्टर में उड़ाया जाता है ताकि ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के माध्यम से डीकार्बराइजेशन की सुविधा मिल सके, जिससे मध्यम और निम्न-कार्बन फेरोक्रोमियम और फेरोमैंगनीज रुक-रुक कर उत्पन्न होते हैं।
सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस फेरोक्रोम उत्पादन - बैग विधि को हिलाएं: इस इलेक्ट्रो-सिलिकॉन थर्मल रिडक्शन रिफाइनिंग प्रक्रिया में एक सबमर्ज्ड आर्क फर्नेस में मध्यम और निम्न-कार्बन सिलिकॉन-मैंगनीज या सिलिकॉन-क्रोमियम मास्टर मिश्र धातुओं को गलाना शामिल है, फिर एक रिफाइनिंग इलेक्ट्रिक फर्नेस और शेकर बैग में मैंगनीज या क्रोम अयस्क के साथ परिष्कृत करना, डीसिलिकॉनकरण के लिए चूना फ्लक्स जोड़ना।
वैक्यूम सॉलिड-स्टेट डीकार्बराइजेशन विधि: उच्च-कार्बन ठोस आयरन मिश्र धातुओं को पाउडर में पीस लिया जाता है, एक ऑक्सीडेंट के साथ मिलाया जाता है, और मिश्रण, दबाने और सुखाने के बाद वैक्यूम के तहत डीकार्बराइजेशन के अधीन किया जाता है, जिससे माइक्रो-कार्बन आयरन मिश्र धातु उत्पाद प्राप्त होते हैं, जिसका उपयोग मुख्य रूप से निम्न-कार्बन फेरोक्रोम तैयार करने के लिए किया जाता है।
हीट एक्सचेंज विधि: जिसे पेरिन विधि के रूप में भी जाना जाता है, जिसका आविष्कार आर. पेरिन ने किया था, यह डीसिलिकॉनकरण और परिष्करण तकनीक तरल धातु को तरल स्लैग के साथ मिलाने में शामिल है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से फेरोक्रोमियम परिष्करण के लिए किया जाता है।
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