फेरो मिश्र धातु का निर्माण कैसे किया जाता है？

ferroalloys

फेरोअलॉय मास्टर मिश्रधातु हैं जिनमें मिश्रधातु तत्वों के रूप में लोहा और एक या अधिक अलौह धातुएँ होती हैं। फेरोअलॉय को आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: थोक फेरोलॉय (इलेक्ट्रिक आर्क भट्टियों में बड़ी मात्रा में उत्पादित) और विशेष फेरोलॉय (छोटी मात्रा में उत्पादित लेकिन बढ़ते महत्व के)। थोक लौह मिश्र धातु का उपयोग विशेष रूप से इस्पात निर्माण और स्टील फाउंड्री में किया जाता है, जबकि विशेष लौह मिश्र धातु का उपयोग अधिक विविध होता है। सामान्य तौर पर, लगभग 90% लौहमिश्र धातु का उपयोग इस्पात उद्योग में किया जाता है।
जैसा कि ऊपर बताया गया है, लौह मिश्रधातु को दो प्रमुख श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: थोक मिश्रधातु (फेरोक्रोम, फेरोसिलिकॉन, फेरोमैंगनीज, सिलिकॉन मैंगनीज और फेरोनिकेल) और विशेष मिश्र धातु (फेरोवानेडियम, फेरोमोलीब्डेनम, फ़ेरोटंगस्टन, फेरोटिटेनियम, फेरोबोरोन औरफेरोनिओबियम).

लौहमिश्र धातु का उत्पादन

फेरोअलॉय के उत्पादन की दो मुख्य विधियाँ हैं, एक उचित गलाने की प्रक्रियाओं के साथ संयोजन में कार्बन का उपयोग है, और दूसरा अन्य धातुओं के साथ मेटालोथर्मिक कमी है। पहली प्रक्रिया आम तौर पर बैच संचालन से जुड़ी होती है, जबकि बाद वाली का उपयोग मुख्य रूप से विशेष उच्च-श्रेणी मिश्र धातुओं पर ध्यान केंद्रित करने के लिए किया जाता है जिनमें आमतौर पर कम कार्बन सामग्री होती है।

जलमग्न चाप प्रक्रिया

जलमग्न चाप प्रक्रिया एक कमी गलाने की प्रक्रिया है। अभिकारकों में धातु अयस्क (फेरस ऑक्साइड, सिलिकॉन ऑक्साइड, मैंगनीज ऑक्साइड, क्रोम ऑक्साइड, आदि) शामिल हैं। और एक कम करने वाला एजेंट, एक कार्बन स्रोत, आमतौर पर कोक, चारकोल, उच्च और निम्न अस्थिर कोयले, या चूरा के रूप में। चूना पत्थर को फ्लक्स के रूप में भी जोड़ा जा सकता है। वजन और मिश्रण के लिए मिश्रण कक्ष में ले जाने से पहले कच्चे माल को कुचला जाता है, वर्गीकृत किया जाता है और कुछ मामलों में सुखाया जाता है।

कन्वेयर, बाल्टियाँ, स्किप एलिवेटर या कारें संसाधित सामग्री को भट्ठी के ऊपर एक हॉपर तक पहुंचाती हैं। फिर मिश्रण को आवश्यकतानुसार, लगातार या रुक-रुक कर, फ़ीड च्यूट के माध्यम से गुरुत्वाकर्षण-संभरित किया जाता है। प्रतिक्रिया क्षेत्र के उच्च तापमान पर, कार्बन स्रोत धातु ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन मोनोऑक्साइड बनाता है और अयस्क को आधार धातुओं में बदल देता है।

इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में गलाने का कार्य विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा में परिवर्तित करके पूरा किया जाता है। इलेक्ट्रोड पर प्रत्यावर्ती धारा लगाने से इलेक्ट्रोड युक्तियों के बीच चार्ज के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित होती है। यह 2000°C (3632°F) तक उच्च तापमान वाला एक प्रतिक्रिया क्षेत्र प्रदान करता है। जैसे ही इलेक्ट्रोड युक्तियों के बीच प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित होती है, प्रत्येक इलेक्ट्रोड की नोक लगातार ध्रुवीयता बदलती रहती है। एक समान विद्युत भार बनाए रखने के लिए, इलेक्ट्रोड की गहराई स्वचालित रूप से यांत्रिक या हाइड्रोलिक माध्यमों से लगातार बदलती रहती है।

एक्ज़ोथिर्मिक (मेटालोथर्मिक) प्रक्रियाएँ

एक्सोथर्मिक प्रक्रियाओं का उपयोग आमतौर पर कम कार्बन सामग्री के साथ उच्च ग्रेड मिश्र धातु का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में उपयोग किया जाने वाला मध्यवर्ती पिघला हुआ मिश्र धातु सीधे एक जलमग्न आर्क भट्टी या अन्य प्रकार के हीटिंग डिवाइस से आ सकता है। सिलिकॉन या एल्यूमीनियम पिघले हुए मिश्र धातु में ऑक्सीजन के साथ जुड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप तापमान में तेज वृद्धि होती है और पिघले हुए स्नान में तीव्र हलचल होती है।

कम और मध्यम कार्बन सामग्री वाले फेरोक्रोमियम (FeCr) और फेरोमैंगनीज (FeMn) सिलिकॉन कटौती द्वारा उत्पादित होते हैं। एल्युमिनियम रिडक्शन का उपयोग धात्विक क्रोमियम के उत्पादन के लिए किया जाता है,फेरोटिटेनियम, फेरोवानेडियमऔर फेरोनिओबियम।फेरोमोलिब्डेनमऔरफ़ेरोटंगस्टनमिश्रित एल्यूमीनियम और सिलिकॉन ताप उपचार प्रक्रिया द्वारा निर्मित होते हैं। हालाँकि एल्युमीनियम कार्बन या सिलिकॉन से अधिक महंगा है, लेकिन उत्पाद अधिक शुद्ध है। कम कार्बन (एलसी) फेरोक्रोमियम का उत्पादन आमतौर पर क्रोम अयस्क और चूने को भट्टी में पिघलाकर किया जाता है।

फिर पिघले हुए फेरोसिलिकॉन की एक निर्दिष्ट मात्रा को स्टील की करछुल में रखा जाता है। फिर मध्यवर्ती ग्रेड फेरोसिलिकॉन की एक ज्ञात मात्रा को करछुल में जोड़ा जाता है। यह प्रतिक्रिया अत्यंत ऊष्माक्षेपी होती है और इसके अयस्क से क्रोमियम मुक्त होती है, जिससे एलसी फेरोक्रोम और कैल्शियम सिलिकेट स्लैग का उत्पादन होता है। यह स्लैग, जिसमें अभी भी पुनर्प्राप्त करने योग्य क्रोमियम ऑक्साइड होता है, मध्यम ग्रेड फेरोक्रोम का उत्पादन करने के लिए दूसरे करछुल में पिघले हुए उच्च कार्बन फेरोक्रोम के साथ प्रतिक्रिया करता है। एक्सोथर्मिक प्रक्रियाएं आमतौर पर खुले जहाजों में की जाती हैं और कमी प्रक्रिया के दौरान थोड़े समय के लिए जलमग्न चाप प्रक्रियाओं के समान उत्सर्जन उत्पन्न कर सकती हैं।