फेरोसिलिकॉन को गलाने के लिए गैस कोक का उपयोग क्यों किया जा सकता है: प्रतिरोध, सरंध्रता और सीमाएं

रिडक्टेंट चॉइस फेरोसिलिकॉन फर्नेस प्रदर्शन का निर्णय क्यों करता है

फेरोसिलिकॉन को एक जलमग्न चाप भट्ठी में गलाया जाता है जहां क्वार्ट्ज और लौह स्रोत को उच्च तापमान पर कार्बन द्वारा कम किया जाता है। मेटलर्जिकल कोक ने परंपरागत रूप से यह कर्तव्य निभाया है, लेकिन यह एकमात्र उपलब्ध कोक नहीं है। गैस कोक, गैस निर्माण का एक उपोत्पाद, गुणों का एक असामान्य संयोजन प्रदान करता है जिसने इसे फेरोसिलिकॉन चार्ज में एक उपयोगी आंशिक रिडक्टेंट बना दिया है। यह कब मदद करता है और कब दर्द देता है, यह समझना इस बात पर निर्भर करता है कि यह मेटलर्जिकल कोक से किस प्रकार भिन्न है।

गैस कोक को मेटलर्जिकल कोक से क्या अलग करता है?

कोक को उस तापमान के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है जिस पर वे बने थे। मेटलर्जिकल कोक का उत्पादन लगभग 1100 से 1300 डिग्री के कोकिंग तापमान पर किया जाता है और इसलिए इसे उच्च तापमान कोक या पूर्ण कोक भी कहा जाता है। लगभग 600 से 800 डिग्री पर बनने वाले कोक को निम्न तापमान वाले कोक या अर्ध तापमान वाले कोक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। गैस कोक उस दूसरे समूह से संबंधित है: यह गैस उत्पादन का एक उपोत्पाद है और मूल रूप से कम तापमान वाला कोक है।

तुलनात्मक प्रतिरोध माप आम तौर पर 10 से 15 मिमी कणों पर किया जाता है, क्योंकि चार्ज में प्रतिरोधकता कण आकार और तापमान के साथ-साथ कोक प्रकार पर भी निर्भर करती है।

विद्युत प्रतिरोध: गैस कोक का मुख्य लाभ

गैस कोक को आकर्षक बनाने वाला गुण इसका प्रतिरोध है। समान कण आकार सीमा पर धातुकर्म कोक के विरुद्ध मापा गया, गैस कोक उच्च विशिष्ट प्रतिरोध दिखाता है, और तापमान बढ़ने पर भी यह उच्च रहता है। जलमग्न चाप भट्टी में यह सीधे तौर पर मायने रखता है, क्योंकि चार्ज का प्रतिरोध नियंत्रित करता है कि करंट कैसे वितरित होता है और इलेक्ट्रोड बोझ में कितनी गहराई तक बैठ सकते हैं।

संयंत्र के अनुभव से पता चलता है कि जब धातुकर्म कोक के हिस्से को गैस कोक से बदल दिया जाता है, तो इलेक्ट्रोड को चार्ज में गहराई तक ले जाया जा सकता है। एक गहरी इलेक्ट्रोड स्थिति बोझ के माध्यम से वर्तमान पथ को छोटा कर देती है, भट्टी को स्थिर कर देती है, और प्रति टन फेरोसिलिकॉन में बिजली की खपत कम कर देती है। लगातार चलने वाली भट्टी के लिए, प्रतिस्थापन पर विचार करने का प्राथमिक कारण विद्युत बचत है।

रासायनिक संरचना और उसके दंड

वही कम कोकिंग तापमान जो प्रतिरोध बढ़ाता है, गैस कोक को धातुकर्म कोक की तुलना में रासायनिक रूप से कमजोर बना देता है:

कम स्थिर कार्बन.प्रति टन रिडक्टेंट में कम कार्बन का मतलब है कि समान कम करने वाली शक्ति प्रदान करने के लिए अधिक कोक चार्ज किया जाना चाहिए, जिससे हैंडलिंग सिस्टम पर बोझ बढ़ जाता है।

ऊंची राख.अतिरिक्त राख का मतलब स्लैग की बड़ी मात्रा है, इसलिए सामग्री को गर्म करने और पिघलाने में अधिक ऊर्जा खर्च होती है जो कमी प्रतिक्रिया में कुछ भी योगदान नहीं देती है, और टैपिंग को साफ रखना कठिन हो जाता है।

ख़राब यांत्रिक शक्ति.पारगमन और चार्ज होल में कोक अधिक आसानी से टूट जाता है, जिससे बारीक पदार्थ उत्पन्न होते हैं जो बिस्तर की पारगम्यता को कम करते हैं।

क्रूसिबल में असमान कार्बन आपूर्ति।क्योंकि कार्बन की मात्रा कम है, क्रूसिबल के आसपास और नीचे के क्षेत्र में कार्बन की कमी हो सकती है, इसलिए भट्ठी की स्थिति को स्थिर रखना कठिन हो जाता है।

ये कमियाँ बताती हैं कि गैस कोक का उपयोग पूर्ण प्रतिस्थापन के रूप में क्यों नहीं किया जाता है। सामान्य दृष्टिकोण एक मिश्रित रिडक्टेंट है, जिसमें गैस कोक कार्बन का हिस्सा योगदान देता है और इसके प्रतिरोध लाभ प्रदान करता है जबकि मेटलर्जिकल कोक कमी के बड़े हिस्से को ले जाता है और चार्ज को आवश्यक यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है।

सरंध्रता, प्रतिक्रियाशीलता और व्यावहारिक संतुलन

गैस कोक धातुकर्म कोक की तुलना में काफी अधिक छिद्रपूर्ण होता है, जिसकी मापी गई छिद्रता लगभग 40 से 60% अधिक होती है। दो परिणाम सामने आते हैं. सबसे पहले, छिद्र नेटवर्क सामग्री के विद्युत प्रतिरोध को बढ़ाता है, ऊपर वर्णित इलेक्ट्रोड स्थिति लाभ को मजबूत करता है। दूसरा, बड़ा आंतरिक सतह क्षेत्र कार्बन और प्रतिक्रियाशील चार्ज के बीच संपर्क क्षेत्र को चौड़ा करता है, और गैस कोक भी अधिक प्रतिक्रियाशील होता है, इसलिए कमी प्रतिक्रिया तेजी से आगे बढ़ती है। तेज़ प्रतिक्रिया उस बिंदु तक सहायक होती है जहां चार्ज को गति बनाए रखने के लिए पर्याप्त तेज़ी से नहीं भेजा जा सकता है, जो कि सीधे स्विच करने के बजाय मिश्रण को समायोजित करने का एक और कारण है।

व्यवहार में गैस कोक और धातुकर्म कोक का अनुपात विशिष्ट भट्ठी पर परीक्षणों द्वारा निर्धारित किया जाता है: ऑपरेटर गैस कोक शेयर को तब तक बढ़ाते हैं जब तक कि प्रतिरोध और प्रतिक्रिया दर में वृद्धि हासिल नहीं हो जाती, फिर राख, बारीक पदार्थ और अनियमित कार्बन आपूर्ति हावी होने से पहले रुक जाते हैं। इस तरह के मिश्रण से उत्पादित फेरोसिलिकॉन को अभी भी प्रासंगिक फेरोसिलिकॉन विनिर्देश की ग्रेड आवश्यकताओं को पूरा करना पड़ता है, इसलिए टैप की गई धातु का रासायनिक नियंत्रण अंतिम जांच बनी हुई है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: गैस कोक का उपयोग फेरोसिलिकॉन को गलाने के लिए क्यों किया जा सकता है?
क्योंकि यह किसी भी अन्य कोक की तरह कार्बन रिडक्टेंट है। इसका उच्च विद्युत प्रतिरोध और उच्च सरंध्रता इलेक्ट्रोड के गहरे प्रवेश और तेज़ प्रतिक्रिया की अनुमति देती है, जिससे चार्ज में मिश्रित होने पर बिजली की खपत कम हो जाती है।

प्रश्न: क्या गैस कोक मेटलर्जिकल कोक के समान है?
नहीं, मेटलर्जिकल कोक लगभग 1100 से 1300 डिग्री पर बनता है और इसे उच्च तापमान वाले कोक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है; गैस कोक लगभग 600 से 800 डिग्री पर बनता है, जो इसे कम तापमान वाला कोक, या अर्ध {7} कोक बनाता है, जिसमें कम स्थिर कार्बन और उच्च राख होती है।

प्रश्न: क्या गैस कोक धातुकर्म कोक को पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर सकता है?
नहीं, इसकी कम स्थिर कार्बन, उच्च राख और खराब यांत्रिक शक्ति पूर्ण प्रतिस्थापन को अव्यवहारिक बनाती है। इसे आम तौर पर मिश्रित रिडक्टेंट के अंश के रूप में पेश किया जाता है।

प्रश्न: गैस कोक बिजली की खपत को कैसे कम करता है?
इसका उच्च विशिष्ट प्रतिरोध इलेक्ट्रोड को चार्ज में अधिक गहराई तक डालने की सुविधा देता है। छोटा वर्तमान पथ और अधिक स्थिर भार प्रति टन फेरोसिलिकॉन के लिए आवश्यक विद्युत ऊर्जा को कम करता है।

प्रश्न: उच्च गैस कोक हिस्सेदारी का मुख्य नकारात्मक पक्ष क्या है?
राख की मात्रा के साथ स्लैग की मात्रा बढ़ जाती है, जैसे-जैसे कोक टूटता है, बारीकियां बढ़ती जाती हैं, और कम कार्बन इनपुट से क्रूसिबल में कार्बन की कमी हो सकती है, जिससे भट्टी की स्थिति को बनाए रखना मुश्किल हो जाता है।

प्रश्न: क्या सरंध्रता उतनी ही मायने रखती है जितनी प्रतिरोध?
वे जुड़े हुए हैं. उच्च सरंध्रता उन कारणों में से एक है जिनके कारण गैस कोक का प्रतिरोध अधिक होता है, और यह प्रतिक्रिया संपर्क क्षेत्र और प्रतिक्रिया दर को भी बढ़ाता है, इसलिए दोनों प्रभाव एक ही संरचनात्मक विशेषता से आते हैं।