जलमग्न आर्क फर्नेस (एसएएफ) प्रक्रिया

जलमग्न आर्क फर्नेस (SAF) प्रक्रिया

जलमग्न आर्क फर्नेस प्रक्रिया भट्टी में कच्चे माल को एक फीडिंग सिस्टम का उपयोग करके समय-समय पर जोड़ने के माध्यम से संचालित होती है। एक स्टॉकिंग मशीन यह सुनिश्चित करती है कि सामग्री का बिस्तर उचित स्तर पर रहे। पिघला हुआ मिश्र धातु समय-समय पर भट्टी से टैप किया जाता है, जो कास्टिंग के लिए मोल्ड में जाने से पहले लैडल्स या अन्य कंटेनरों में बहता है। अंतिम उत्पाद ठंडा होने के बाद आकार लेता है। आयरन स्लैग को एक समर्पित स्लैग टैप होल के माध्यम से समय-समय पर डिस्चार्ज किया जाता है।

की मुख्य उपकरणजलमग्न आर्क फर्नेस

SAF प्रणाली में कई प्रमुख घटक शामिल हैं:

भट्टी बॉडी और लाइनिंग
भट्टी कवर
शॉर्ट नेटवर्क
जल-शीतलन प्रणाली
निकास गैस और धूल हटाने की प्रणाली
अपशिष्ट ताप उपचार प्रणाली
इलेक्ट्रोड शेल
इलेक्ट्रोड होल्डिंग, स्लिपिंग और लिफ्टिंग सिस्टम
चार्जिंग और डिस्चार्जिंग सिस्टम
नियंत्रण प्रणाली
बर्न-थ्रू डिवाइस
हाइड्रोलिक सिस्टम
SAF ट्रांसफॉर्मर और संबद्ध विद्युत उपकरण

भट्टी बॉडी

भट्टी बॉडी में एक स्टील शेल और एक रिफ्रैक्टरी लाइनिंग शामिल है:

भट्टी शेल‌: एक बॉटम प्लेट, साइड प्लेट, सुदृढ़ करने वाले हुप्स और रिब प्लेट से निर्मित। इसमें आमतौर पर एक गोलाकार डिज़ाइन होता है जिसमें मोटी स्टील साइड प्लेट होती हैं जो कंक्रीट में एंकर किए गए चैनल स्टील फ्रेमवर्क द्वारा समर्थित होती हैं।
लाइनिंग‌: उच्च-एल्यूमिना, मैग्नेशिया और कार्बन-आधारित रिफ्रैक्टरी से बनी होती है। टैप-होल के पास प्रथम श्रेणी की मैग्नेशिया ईंटों और सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, अक्सर कार्बनयुक्त सिलिका ईंटों जैसे अन्य रिफ्रैक्टरी के साथ मिलाया जाता है।
शेल आवश्यकताएँ‌: लाइनिंग के गंभीर तापीय विस्तार का सामना करने, हीटिंग और कूलिंग चक्रों को समायोजित करने, और सामग्री-कुशल और निर्माण योग्य होने के लिए पर्याप्त शक्ति होनी चाहिए। शेल में एक एकीकृत टैप-होल शामिल है।
भट्टी कवर

सीलबंद भट्टियों पर कवर को रिफ्रैक्टरी ईंटों और सामग्रियों से बनाया जाता है, जिसमें जल-शीतलन स्टील बीम को इसके कंकाल के रूप में उपयोग किया जाता है। इसमें इलेक्ट्रोड होल्डर्स के लिए तीन इलेक्ट्रोड पोर्ट हैं, जो कवर से इंसुलेटेड हैं। भट्टी के वातावरण के तापमान की निगरानी के लिए रिफ्रैक्टरी ईंटवर्क में सुरक्षात्मक ट्यूबों के साथ तापमान माप सॉकेट स्थापित किए जाते हैं।

धुआँ हुड

हुड भट्टी के मुंह को सील करता है, विकिरणित गर्मी को समाहित करता है, और गलाने के दौरान उत्पन्न होने वाली फ्लू गैसों को पकड़ता है, जिससे काम करने का वातावरण बेहतर होता है। यह एक वेल्डेड स्टील संरचना (अक्सर षट्कोणीय) है जिसमें कवर प्लेट, साइड वॉल, दरवाजे और एक सहायक कंकाल होता है जो ऑपरेटिंग प्लेटफॉर्म पर बैठता है।

फ्लू गैस आउटलेट पाइप

यह प्रणाली हुड के अंदर नकारात्मक दबाव बनाती है (प्राकृतिक ड्राफ्ट या एक पंखे के माध्यम से) ताकि धुएं को निकाला जा सके। प्रत्येक भट्टी में आमतौर पर दो फ्लू होते हैं, जो स्टील प्लेट और प्रोफाइल से बने होते हैं। एक फ्लू असेंबली में हुड पर बैठा एक निचला जल-शीतलन खंड, बाहर की ओर जाने वाला एक कनेक्टिंग पाइप खंड, और फ्लू को खोलने/बंद करने के लिए एक बेल वाल्व (एक हाइड्रोलिक सिलेंडर द्वारा संचालित) शामिल है। जब बंद हो जाता है, तो गैसों को धूल हटाने की प्रणाली की ओर निर्देशित किया जाता है।

इलेक्ट्रोड होल्डर

यह एक कोर SAF घटक है, जिसमें शामिल हैं:

कंडक्टिव डिवाइस‌: पारंपरिक रूप से इसमें कलेक्टर रिंग (वर्तमान वितरण और समानीकरण के लिए), कंडक्टिव कॉपर पाइप और कॉपर टाइल्स (जल-शीतलन, लाल तांबे की कास्टिंग) शामिल हैं। कॉपर टाइल्स इलेक्ट्रोड में करंट संचारित करती हैं।
होल्डिंग डिवाइस‌: इलेक्ट्रोड शेल पर कॉपर टाइल्स के माध्यम से दबाव डालता है।
स्लिपिंग और लिफ्टिंग डिवाइस‌: इलेक्ट्रोड की लंबाई समायोजन और स्थिति के लिए उपयोग किया जाता है।
होल्डिंग सिलेंडर‌: इसे इलेक्ट्रोड बाहरी सिलेंडर भी कहा जाता है, यह होल्डर और इलेक्ट्रोड को निलंबित करता है, जिससे ऊर्ध्वाधर गति की अनुमति मिलती है।
इलेक्ट्रोड शेल‌: इलेक्ट्रोड पेस्ट होता है, जो उपभोज्य इलेक्ट्रोड बनाने के लिए सिंटर करता है।

कॉपर टाइल-से-इलेक्ट्रोड संपर्क दबाव आमतौर पर 0.05–0.15 MPa होता है। इलेक्ट्रोड सिंटरिंग ज़ोन ताकत के लिए एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है।

इलेक्ट्रोड लिफ्टिंग डिवाइस

यह डिवाइस सर्किट प्रतिरोध और करंट को नियंत्रित करने के लिए इलेक्ट्रोड आर्क लंबाई को समायोजित करता है। लिफ्टिंग स्पीड भट्टी की शक्ति और इलेक्ट्रोड व्यास के साथ बदलती है (उदाहरण के लिए, व्यास >1m के लिए 0.2–0.5 m/min)। विशिष्ट लिफ्टिंग स्ट्रोक 2.1–2.6 मीटर है।

शॉर्ट नेटवर्क सिस्टम

शॉर्ट नेटवर्क ट्रांसफॉर्मर से इलेक्ट्रोड तक कम-वोल्टेज, उच्च-करंट पावर संचारित करता है। इसका डिज़ाइन विद्युत दक्षता के लिए और गैर-लौह धातु की खपत को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। मुख्य आवश्यकताएँ हैं:

पर्याप्त करंट-वहन क्षमता।
न्यूनतम प्रतिरोध।
कम प्रेरक प्रतिक्रिया।
पर्याप्त इन्सुलेशन और यांत्रिक शक्ति।
शॉर्ट नेटवर्क क्षतिपूर्ति

शॉर्ट नेटवर्क सिस्टम की प्रतिक्रिया का लगभग 70% योगदान देता है, जिसके परिणामस्वरूप एक कम प्राकृतिक पावर फैक्टर (अक्सर 0.7–0.8) होता है। यह ट्रांसफॉर्मर दक्षता को कम करता है, ऊर्जा बर्बाद करता है, और उपयोगिता दंड का कारण बन सकता है। क्षतिपूर्ति (पावर फैक्टर सुधार और चरण संतुलन) लागू करना ऊर्जा की खपत को कम करने और गलाने की दक्षता में सुधार करने का एक प्रभावी साधन है।

उच्च-वोल्टेज बिजली आपूर्ति प्रणाली

इस प्रणाली में उच्च-वोल्टेज आइसोलेटर, वोल्टेज/करंट ट्रांसफॉर्मर और वैक्यूम सर्किट ब्रेकर शामिल हैं। यह सुरक्षा और परिचालन नियंत्रण बनाए रखते हुए भट्टी को विश्वसनीय बिजली वितरण सुनिश्चित करता है।

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