भट्टी में पिघला हुआ लोहा रखने के लिए किस सामग्री का उपयोग किया जाता है?

Question

जब लोहे को पिघलाया जाता है, तो मुझे लगता है कि इसे परिवहन और समाहित किया जाना है। मुझे लगता है कि जिस कंटेनर में आपको पिघलना चाहते हैं उससे अधिक तापमान का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।

इस वेबिस्ट के अनुसार , "आयरन, गढ़ा" का तापमान 1482 - 1593 ° C है। वहाँ अन्य धातुओं के एक जोड़े हैं जो उच्च पिघलने बिंदु (जैसे वोल्फ्राम (टंगस्टन) 3400 डिग्री सेल्सियस से अधिक) हैं, लेकिन मुझे लगता है कि सभी बहुत अधिक महंगे हैं। तो क्या सामग्री ओवन / "बोतल" / "बेसिन" (या हालांकि आप इसे कहते हैं) से बना है?

(साइड सवाल: अभी काफी समय के लिए लोहा पिघलाया गया है। मुझे लगता है कि यह पिछले कुछ वर्षों में बदल गया है। इसमें से कौन सी सामग्री पहले थी?)

Comments

"बेसिन" को अक्सर एक क्रूसिबल कहा जाता है। क्रूसिबल किससे बने होते हैं? आप शुरुआती बिंदु के लिए सिरेमिक को देख सकते हैं।

— ब्रायन ड्रमंड 13

@BrianDrummond आपको बहुत बहुत धन्यवाद! यह वही था जो मुझे याद आ रहा था। इसका उत्तर अब मूल रूप से en.wikipedia.org/wiki/Crucible में है (जब आप जानते हैं कि यह कैसे कहा जाता है, तो बहुत मुश्किल है, जब आपको पता नहीं है)। क्या आप एक उत्तर पोस्ट करना चाहते हैं जहाँ आप en.wikipedia.org/wiki/Crucible का योग करते हैं या मुझे एक समुदाय विकि उत्तर देना चाहिए?

— मार्टिन थॉमा

आगे बढ़ो और एक सामुदायिक विकी उत्तर बनाओ। और किसी को अधिक चतुर जवाब देने की स्थिति में कुछ घंटों के लिए इसे स्वीकार करना बंद कर दें। मैंने केवल प्रतीक्षा करने के लिए आपको एक प्रारंभिक बिंदु देने के लिए टिप्पणी की।

— ब्रायन ड्रमंड

ग्रेफाइट का उपयोग अक्सर क्रूसिबल के लिए भी किया जाता था क्योंकि यह वास्तव में पिघलता नहीं है।

— 14

एक क्रूसिबल के बाहर नोटिस लाल-गर्म चमक नहीं करता है, जो ऊर्जा की बर्बादी होगी और धातु संरचना को कमजोर करेगा। अतः अस्तर को न केवल उच्च तापमान, बल्कि उच्च तापमान प्रवणता को बनाए रखना चाहिए, जिससे उम्मीद है कि बहुत अधिक गर्मी हस्तांतरण नहीं होगा।

— केविन कोस्टलन

Answer 1

सारांश

क्रूसिबल दुर्दम्य सामग्री के साथ पंक्तिबद्ध हैं। इस्पात प्रसंस्करण ग्रेफाइट या क्रोमाइट और मैग्नेसाइट के मेल के साथ सीधे संपर्क के लिए उपयोग करता है। कास्ट आयरन प्रसंस्करण अक्सर इंजीनियर क्लैस का उपयोग करता है, जिसे एल्यूमिना-मैग्नेशिया-सिलिका मिश्रण के रूप में भी जाना जाता है। क्ले-प्रकार अपवर्तक की तुलना में ग्रेफाइट का निर्माण कठिन है। एक दुर्दम्य के रूप में उपयुक्त होने के लिए, एक सामग्री को किफायती और सुरक्षित दोनों प्रकार की संपत्ति की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।

आग रोक सामग्री

जैसा कि आपने उल्लेख किया है, शुद्ध लोहे के रूप में, नीचे दिए गए चरण आरेख के बाईं ओर लगभग 1,540 ° C का उच्च अंत गलनांक होता है। उच्च पिघलने वाले बिंदुओं के साथ सामग्रियों की दो श्रेणियां हैं, लेकिन उन सामग्रियों में से कुछ ही किफायती और सुरक्षित हैं। आम तौर पर, पिघलने बिंदु के साथ किसी भी सामग्री को लोहे, तांबे और एल्यूमीनियम जैसे व्यावसायिक रूप से उपयोग किए जाने वाले धातुओं के पिघलने बिंदुओं का सामना करने के लिए पर्याप्त उच्च होता है, जिन्हें दुर्दम्य सामग्री कहा जाता है ।$\textrm{Fe-C}$

स्रोत: .patguru.com

आग रोक धातु (ढलाई के लिए उपयोगी नहीं)

उच्च पिघलने वाले बिंदु सामग्रियों की पहली श्रेणी, जिनमें से आपने एक सामग्री का उल्लेख किया है, को दुर्दम्य धातु कहा जाता है । ध्यान दें कि ये आम तौर पर फाउंड्री उद्योग में अपवर्तक या आग रोक सामग्री के रूप में संदर्भित नहीं होते हैं। इनमें नाइओबियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, टैंटलम और रेनियम, (एनबी, मो, डब्ल्यू, टा, रे) शामिल हैं और लगभग 2,500 डिग्री सेल्सियस से 3,500 डिग्री सेल्सियस तक के पिघलने वाले बिंदु हैं। जबकि पिघलने के बिंदु पर्याप्त उच्च होते हैं और उनके पास संरचनात्मक सामग्रियों के रूप में पर्याप्त ताकत होती है, और बूट करने के लिए कुछ प्रभाव क्रूरता होती है, उनके उपयोग को सीमित करने वाले कई कारक हैं।

• ऑक्सीजन के साथ उच्च प्रतिक्रिया
• अन्य धातुओं के साथ उच्च प्रतिक्रियाशीलता
• प्रति वजन अधिक लागत
• उच्च घनत्व
• उच्च ताप क्षमता
• उच्च ताप चालन
• आकार में कठिनाई (वैक्यूम या पाउडर धातु विज्ञान में या तो सावधानीपूर्वक नियंत्रित पिघलने की आवश्यकता होती है )

आग रोक सिरेमिक (ढलाई के लिए उपयोगी)

दुर्दम्य सामग्री की दूसरी श्रेणी विभिन्न प्रकार के सिरेमिक पर आधारित होती है, और दुर्दम्य सिरेमिक कहा जाता है , या आमतौर पर केवल दुर्दम्य सामग्री । हालांकि, सिर्फ किसी भी सिरेमिक उपयुक्त नहीं है। आदर्श रूप से सिरेमिक में धातु के पिघलने की तुलना में अत्यधिक उच्च परमाणु बंधन शक्ति, या ऑक्सीजन के लिए उच्च आत्मीयता होगी। ये पिघले हुए धातु के संबंध में सामग्री को अपेक्षाकृत निष्क्रिय बना देते हैं। इस तरह के एक सिरेमिक को आसानी से तैयार किया जाना चाहिए, कम गर्मी क्षमता और गर्मी चालन होना चाहिए, और यथोचित सस्ती होनी चाहिए।

$\left(\textrm{MgCO}_3\right)$$\left(\textrm{FeCr}_2\textrm{O}_4\right)$

$\textrm{Fe} + \textrm{O}_2 \rightleftharpoons \textrm{FeO}_2$

• $\left(\textrm{Cr}_2\textrm{O}_3\right)$

• $\left(\textrm{SiO}_2\right)$

• $\left(\textrm{Al}_2\textrm{O}3\right)$$\left(\textrm{MgO}\right)$$\textrm{Fe-C}$

• $\left(\textrm{CaO}\right)$

• $\left(\textrm{TiO}2\right)$$\left(\textrm{MnO})\right)$

एलिंघम आरेख (स्थिर अपवर्तक का चयन)

हमारे उद्देश्यों के लिए एक एलिंघम आरेख को पढ़ने का तरीका यह है कि ग्राफ पर बढ़ने का मतलब ऑक्सीजन के लिए घटती आत्मीयता है, जबकि नीचे जाने का मतलब बढ़ती हुई आत्मीयता है। रासायनिक समीकरणों के साथ विकर्ण रेखाएं दिए गए तापमान (क्षैतिज अक्ष) पर उस प्रतिक्रिया (ऊर्ध्वाधर अक्ष) की मानक मुक्त ऊर्जा का संकेत देती हैं। यदि किसी दिए गए तापमान पर, एक प्रतिक्रिया रेखा दूसरे से ऊपर है, तो उच्च प्रतिक्रिया शुद्ध धातु प्लस ऑक्सीजन (रासायनिक कमी) की ओर बढ़ेगी, जबकि निचली प्रतिक्रिया धातु ऑक्साइड (रासायनिक ऑक्सीकरण) की ओर बढ़ेगी। इसलिए, पिघले हुए धातु की तुलना में ऑक्सीजन के लिए उच्च आत्मीयता वाली दुर्दम्य सामग्री पिघलने के दौरान रासायनिक रूप से स्थिर होगी। ध्यान दें कि अतिरिक्त आरेख मौजूद हैं या थर्मोडायनामिक सिद्धांतों और कुछ प्रयोग का उपयोग करके गैर-ऑक्साइड सामग्री के लिए बनाया जा सकता है, और इंटरनेट पर आने के लिए कठिन हैं।

स्रोत: कैम्ब्रिज एलिंगम डायग्राम ट्यूटोरियल

Comments

एक उचित समय सीमा में मूल खोजने में असमर्थ। मुझे यकीन है कि वे हमारे कैंपस लाइब्रेरी में कहीं हैं, लेकिन उन्हें खोजने के लिए थोड़ी खोज करनी होगी। इसके बजाय द्वितीयक स्रोत रखें।

— wwarriner

Answer 2

पिघला हुआ लौह धातुओं को अक्सर दुर्दम्य अस्तर के साथ स्टील की सीढ़ी में संभाला जाता है।

यह केवल 1860 के दशक के बाद से है कि कच्चा लोहा (स्टील की तुलना में काफी कम पिघलने बिंदु) के अलावा किसी भी लौह धातुओं को पिघले हुए राज्य में किसी भी प्रकार की मात्रा में संभाला गया था। इससे पहले, स्टील उत्पादन में आमतौर पर लोहे का कार्बरिसाइजेशन शामिल होता था या एक भट्टी और कच्चा लोहे में कच्चा लोहा का अपघटन होता था।

ऐतिहासिक रूप से, गढ़ा लोहा का निर्माण ब्लूमरी फर्नेस में किया गया था। ये अनिवार्य रूप से लौह अयस्क के वैकल्पिक ढेर के ढेर हैं और बाहर की तरफ मिट्टी की एक परत के साथ सील लकड़ी का कोयला जो नीचे एक छेद के माध्यम से आने वाले हवा के मसौदे के साथ एक लंबी अवधि में जलने की अनुमति है। यह प्रक्रिया सिलिकेट लावा के साथ मिश्रित धात्विक लोहे का एक स्पंजी द्रव्यमान पैदा करती है। द्रव्यमान को गर्म करने के लिए द्रव्यमान को बार-बार गर्म किया जाता है (लेकिन पिघला हुआ नहीं), सिलिका स्लैग के बारीक टुकड़े के साथ-साथ एक समरूप पिंड बनाने के लिए - यह 'गढ़ा हुआ लोहा' है। लामिना संरचना गढ़ा लोहे के यांत्रिक गुणों में महत्वपूर्ण योगदान देती है।

बाद में औद्योगिक प्रक्रियाएँ जैसे 'पुडलिंग' ने लोहे को लंबे समय तक लोहे की छड़ों से ढककर लोहे को एक पुनर्नवीनीकृत भट्टी में अप्रत्यक्ष गर्मी के साथ हिलाकर कच्चा लोहा तैयार कर दिया। ब्लूमरी भट्टियां धातु का उत्पादन करने के लिए अयस्क में लोहे के आक्साइड को कम करने में सक्षम हैं लेकिन यह थोक में पिघलाने के लिए पर्याप्त गर्म नहीं हैं।

कास्ट आयरन एक 'कपोला भट्टी' में निर्मित होता है, जिसे ऐतिहासिक रूप से ईंट से बनाया गया है, हालांकि आधुनिक लोग एक दुर्दम्य अस्तर के साथ स्टील बनाते हैं। लौह अयस्क और चारकोल (या कोक) के प्रभार को ढेर के शीर्ष में खिलाया जाता है और पिघला हुआ धातु एक अच्छी तरह से तल में जमा होता है जहां यह एक मिट्टी के प्लग के माध्यम से छिद्र करके 'टैप' किया जा सकता है। लोहे के गलाने (अयस्क से) में इन भट्टियों को सामान्यतः 'पिग आयरन' का उत्पादन करने वाले रेत पिंड के सांचों में सीधे टैप किया जाएगा, जिसे या तो कच्चा लोहा घटकों में रखा जाएगा या फिर गढ़ा हुआ लोहा या स्टील बनाने के लिए संसाधित किया जाएगा।

कपोला भट्टियां लोहे में बहुत सारे कार्बन का परिचय देती हैं (लगभग 5%) जो इसके पिघलने बिंदु को एक तापमान तक कम कर देता है, जहां इसे डालना व्यावहारिक होता है और जैसे कि कच्चा लोहा जबरन हवा के साथ उत्पन्न किया जा सकता है (शुद्ध ऑक्सीजन के विपरीत) और तापमान पर फायरक्ले जैसी सरल दुर्दम्य सामग्रियों के दायरे के भीतर, जो बहुत अधिक यांत्रिक रूप से मजबूत नहीं हैं, आमतौर पर भट्ठी / सीढ़ी की वास्तविक संरचना के लिए एक लाइनर के रूप में उपयोग किया जाता है।

आप कच्चा लोहा के लिए बिना पके हुए स्टील के लड्डुओं का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन अस्तर उनके जीवन को बहुत प्रभावित करता है और भट्ठी और सांचों के बीच धातु से गर्मी के नुकसान की दर को कम करता है।

लौह अयस्क को सूअर के लोहे में गलाने और सूक्ष्म लोहे को फिर से भरने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली भट्टियां अनिवार्य रूप से समान हैं।

Answer 3

जैसा कि ब्रायन ड्रमंड ने कहा, "बेसिन" को एक क्रूसिबल कहा जाता है :

क्रूसिबल एक कंटेनर है जो बहुत उच्च तापमान का सामना कर सकता है और इसका उपयोग धातु, कांच, और वर्णक उत्पादन के साथ-साथ कई आधुनिक प्रयोगशाला प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है। जबकि क्रूसिबल ऐतिहासिक रूप से आमतौर पर मिट्टी से बने होते थे, उन्हें किसी भी सामग्री से बनाया जा सकता है जो तापमान को काफी अधिक पिघला देता है या अन्यथा इसकी सामग्री को बदल देता है।

प्रश्न का विस्तृत उत्तर लिंक विकिपीडिया लेख में पाया जा सकता है। संक्षिप्त उत्तर हैं:

• लौह युग: मिट्टी
• मध्यकालीन अवधि: सिरेमिक क्रूसिबल ( मुलिट ) के लिए नई तड़के सामग्री की शुरूआत
• पोस्ट मध्यकालीन: ग्रेफाइट

Answer 4

अन्य पुनर्नवीनीकरण सामग्री जैसे चक्की पैमाने का उपयोग रेफ्रेक्ट्रीज़ में भी किया जा सकता है।

रेफ्रेक्ट्रीज

दुर्दम्य सामग्री को डोलोमाइट को कुचलने और एक फ्लक्स सस्पेंशन तरल या पेंट के साथ मिलाकर बनाया जाता है। मिल पैमाने का उपयोग फ्लक्स सामग्री के रूप में किया जा सकता है जो तरल बाइंडर के साथ संयुक्त होता है और अंतिम का उपयोग दुर्दम्य सामग्री के उत्पादन के लिए किया जाता है। https://en.wikipedia.org/wiki/Mill_scale

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यह इस सवाल का जवाब नहीं देता है कि पिघली हुई धातु को कौन सी सामग्री रोक सकती है / उसमें शामिल है।

— फ्रेड