गलाने की तकनीक और इस्पात उद्योग के तेजी से विकास के साथ, धातुकर्म दुर्दम्य सामग्रियों ने भी प्रौद्योगिकी में नए बदलाव हासिल किए हैं, जिससे प्राकृतिक कच्चे माल और मूल उत्पादों पर उनकी उच्च निर्भरता से छुटकारा मिल गया है, और धीरे-धीरे कृत्रिम सिंथेटिक सामग्री पर आधारित बढ़िया उत्पादों की ओर बढ़ रहे हैं। . बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों के आकार की दुर्दम्य सामग्रियों की तुलना में स्पष्ट लाभ हैं क्योंकि वे मशीनीकरण और स्वचालित उत्पादन के लिए सुविधाजनक हैं और उनकी सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए मरम्मत की जा सकती है। वे धीरे-धीरे धातुकर्म उद्योग के उत्पादन में एक तत्व बन गए हैं। विदेशी औद्योगिक देशों में, धातुकर्म उद्योग में बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों की उपयोग दर 50% से अधिक है। वर्तमान में, दुनिया भर के देश अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों की नई पीढ़ी पर गहन शोध करना जारी रख रहे हैं, जिसने संपूर्ण धातुकर्म उद्योग के सतत विकास को काफी बढ़ावा दिया है। यह लेख धातुकर्म उद्योग में बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों के अनुप्रयोग और विकास का विश्लेषण और अन्वेषण करता है, जिसका कुछ महत्व है।

बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों की परिभाषा और विशेषताएं

बिना आकार की दुर्दम्य सामग्री को थोक दुर्दम्य सामग्री भी कहा जाता है। वे एक निश्चित अनुपात में मिश्रित समुच्चय, महीन पाउडर, बाइंडर और मिश्रण से बने होते हैं। वे एक नए प्रकार के दुर्दम्य पदार्थ हैं जिनका आकार अनिश्चित होता है, इन्हें जलाया नहीं जाता और इन्हें सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है। आम तौर पर, समुच्चय 0.088 मिमी से बड़े कण होते हैं, जो संपूर्ण अआकारित दुर्दम्य सामग्री के कंकाल का निर्माण करते हैं। खुराक 60% से 73% तक होती है, जिसमें मोटे समुच्चय (>5 मिमी) और बारीक समुच्चय शामिल हैं (<5मिमी); महीन चूर्ण 0.088 मिमी से कम हैं। मिमी कण संपूर्ण सामग्री का मैट्रिक्स हिस्सा हैं। वे उच्च तापमान पर दुर्दम्य समुच्चय को जोड़ने या सीमेंट करने की भूमिका निभाते हैं, जो 15% से 40% तक होता है। बाइंडर, कुछ शर्तों के तहत, जलयोजन, रसायन विज्ञान, पोलीमराइज़ेशन, सामंजस्य आदि का उपयोग करता है। यौगिक ताकत हासिल करता है; मिश्रण ऐसी सामग्रियां हैं जो बाइंडिंग एजेंट को मजबूत करती हैं और मैट्रिक्स गुणों में सुधार करती हैं, जिनमें कोगुलेंट, रिटार्डर, पानी कम करने वाले एजेंट, अवरोधक, त्वरित सुखाने वाले एजेंट आदि शामिल हैं।

आकार की दुर्दम्य सामग्रियों की तुलना में, बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों में जटिल फायरिंग प्रक्रिया नहीं होती है। उत्पादन के लिए आवश्यक कच्चा माल प्राप्त करना आसान है, कीमत कम है और उत्पादन प्रक्रिया सरल है। प्लास्टिसिटी बहुत मजबूत है, और बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों की दुर्दम्य प्रतिरोध और रासायनिक स्थिरता समान स्तर तक पहुंच सकती है। आग रोक ईंटों का स्तर ब्लॉकों में पूर्व-निर्माण की सुविधा प्रदान करता है, जिससे गलाने के उत्पादन में विभिन्न जटिल आकार के उत्पादों का उत्पादन करना आसान हो जाता है, और भट्ठी निर्माण के मशीनीकरण के लिए अनुकूल होता है; यह उपयोग करने में भी अधिक सुविधाजनक है और इसे सीधे या तैनाती के बाद उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, इसकी कमियों जैसे कम तापमान वाले वातावरण में लंबे समय तक खपत, कम मध्यम तापमान की ताकत और उच्च तापमान पर लंबे समय तक उपयोग के बाद आसानी से छीलने के कारण, इसे उपयोग के दौरान उच्च बेकिंग तकनीक की आवश्यकता होती है। साथ ही, इसकी वॉल्यूम स्थिरता पर्याप्त अच्छी नहीं है, इसकी सरंध्रता अधिक है, इसका संक्षारण प्रतिरोध औसत है, और इसकी गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव हो सकता है। यद्यपि इसका उपयोग करना आसान है, उपयोग के बाद इसे अलग करना सुविधाजनक नहीं है, और साइट पर विशेष निर्माण उपकरण सुसज्जित होने चाहिए।

धातुकर्म उद्योग में बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों के अनुप्रयोग लाभ

आज के धातुकर्म उद्योग में मुख्य दुर्दम्य सामग्री के रूप में, अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों के अपने अद्वितीय अनुप्रयोग लाभ हैं, जो मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होते हैं:

2.1 उच्च अपवर्तकता

दुर्दम्य सामग्रियों का मूल गुण यह है कि वे उच्च तापमान के तहत नरम या विकृत नहीं होते हैं। विभिन्न दुर्दम्य सामग्रियों में लोड के तहत नरम होने के लिए अलग-अलग तापमान की स्थिति होती है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि थर्मल उपकरण की संरचनात्मक ताकत उच्चतम ऑपरेटिंग तापमान पर नष्ट नहीं होती है और लंबे समय तक सेवा जीवन बनाए रखती है, ऐसी सामग्रियों का चयन किया जाना चाहिए जिनकी अपवर्तकता थर्मल उपकरण के अधिकतम तापमान से अधिक हो। उच्च तापमान वाले भट्टे आमतौर पर धातुकर्म उद्योग में उपयोग किए जाने वाले उपकरण हैं। गलाने के संचालन में, उच्च तापमान वाले भट्टों के अस्तर की अपवर्तकता के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं। बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों का दुर्दम्य प्रतिरोध आम तौर पर 1500°C से ऊपर होता है, जो ब्लास्ट फर्नेस की आवश्यकताओं को अच्छी तरह से पूरा कर सकता है। कामकाजी परिस्थितियों का उपयोग इसकी सेवा जीवन को बढ़ा सकता है और गलाने वाले उत्पादों के प्रदर्शन में सुधार कर सकता है।

2.2 छोटी ऊर्जा खपत

सामान्य आकार की दुर्दम्य सामग्रियों को एक विशेष फायरिंग प्रक्रिया के माध्यम से संसाधित करने की आवश्यकता होती है। यह फायरिंग प्रक्रिया बहुत जटिल है और इसमें बहुत अधिक ऊर्जा की खपत होती है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी उत्पादन लागत आती है। बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों का सबसे बड़ा लाभ यह है कि यह फायरिंग प्रक्रिया को समाप्त कर देती है, जिससे बहुत अधिक ऊर्जा बर्बाद होने से बचा जा सकता है। समान कामकाजी परिस्थितियों में, इसकी ऊर्जा खपत पारंपरिक दुर्दम्य ईंटों की तुलना में औसतन लगभग 15 से 20 गुना कम है, और यह बेहतर अर्थव्यवस्था प्राप्त कर सकती है। , जो आधुनिक धातुकर्म उद्योग में इसके व्यापक उपयोग का एक महत्वपूर्ण कारण भी है।

2.3 उच्च धातुकर्म दक्षता

फायरिंग प्रक्रिया में अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों को हटाने से न केवल ऊर्जा संसाधनों की खपत कम हो सकती है, बल्कि गलाने की प्रक्रिया भी सरल हो सकती है, जो गलाने के समय को काफी हद तक बचा सकती है और धातुकर्म उत्पादन दक्षता में सुधार कर सकती है। उत्पादन संचालन अभ्यास के दृष्टिकोण से, बिना आकार की दुर्दम्य सामग्री का उपयोग करने की उत्पादन दक्षता आम तौर पर दुर्दम्य ईंटों की तुलना में 3 से 5 गुना अधिक है।

2.4 बेहतर अखंडता

चूंकि अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों की मात्रा सामान्य दुर्दम्य सामग्रियों की तुलना में बहुत कम है, इसलिए इसे परिवहन करना आसान है, बड़ी मात्रा में ट्रांसशिपमेंट की शर्तों को पूरा करता है, और परिवहन लागत को कम कर सकता है। इसके अलावा, अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों की बेहद मजबूत प्लास्टिसिटी का निर्माण किसी भी आकार में किया जा सकता है, और आंतरिक संरचना तंग है और संक्षेपण प्रदर्शन मजबूत है। अनाकार दुर्दम्य सामग्री का उपयोग कर उच्च तापमान भट्ठा अस्तर एक अभिन्न संरचना है, इसलिए यह गलाने की प्रक्रिया के दौरान क्षति के लिए अतिसंवेदनशील नहीं है। उच्च तापमान की क्षति उच्च तापमान वाले भट्टों की सेवा जीवन को काफी हद तक बढ़ा सकती है, जिसे आम तौर पर पारंपरिक दुर्दम्य ईंटों की तुलना में 30% से 150% तक बढ़ाया जा सकता है। इसके अलावा, इसकी अखंडता के कारण, उच्च तापमान वाली भट्टियों का सीलिंग प्रदर्शन भी गुणात्मक दुर्दम्य सामग्रियों की तुलना में काफी बेहतर है। इससे समग्र ऊर्जा खपत कम हो जाती है।

आवेदन

3.1 ब्लास्ट भट्टियों में बिना आकार की दुर्दम्य सामग्री का अनुप्रयोग

धातुकर्म उद्योग में एक महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में, पारंपरिक ब्लास्ट फर्नेस भट्ठी के खोल के रूप में स्टील प्लेटों का उपयोग करते हैं, और खोल को आग रोक ईंटों के साथ पंक्तिबद्ध किया जाता है। यह आम तौर पर उच्च-एल्यूमिना सीमेंट, फॉस्फेट उच्च-एल्यूमिना दुर्दम्य कास्टेबल और पूर्वनिर्मित ब्लॉकों के साथ बनाया जाता है। आधुनिक ब्लास्ट फर्नेस में मुख्य रूप से रेज़िन बॉन्डेड एल्यूमीनियम कार्बन का उपयोग किया जाता है, जिससे चिनाई के लिए ईंटें नहीं जलती हैं। बड़े ब्लास्ट भट्टियों की जल-ठंडी दीवारें SiC कास्टेबल से बनी होती हैं। भट्ठी के नीचे के कुशन और आसपास के ईंट के जोड़ सिलिकॉन नाइट्राइड सामग्री से भरे हुए हैं। भट्ठी की दीवारों के लिए कास्टेबल दुर्दम्य सामग्री का उपयोग करना उद्योग की एक आम विशेषता बन गई है, जिससे बेहतर परिणाम प्राप्त हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, जापान की फुकुयामा स्टील पाइप फैक्ट्री नंबर 2 ब्लास्ट फर्नेस में उपयोग की जाने वाली Al₂O₃ सामग्री में लगातार छह वर्षों से बड़े पैमाने पर स्पैलिंग नहीं देखी गई है। वर्तमान में, Al₂O₃-SiC-C (ASC) और मुलाइट SiC-C बिना आकार की दुर्दम्य सामग्री हैं जिनका उपयोग आमतौर पर देश और विदेश में ब्लास्ट फर्नेस टैप चैनलों में किया जाता है। जापानी ब्लास्ट फर्नेस ज्यादातर "एएससी" कास्टेबल का उपयोग करते हैं, पश्चिमी औद्योगिक शक्तियां आमतौर पर सीआईसी-सी रैमिंग सामग्री का उपयोग करती हैं, और हमारा घरेलू धातुकर्म उद्योग मुख्य रूप से सीआईसी स्टील जेड का उपयोग करता है।

3.2 करछुल पर बिना आकार की दुर्दम्य सामग्री का अनुप्रयोग

करछुल में उपयोग की जाने वाली दुर्दम्य सामग्री टैपिंग तापमान में वृद्धि और करछुल में पिघले हुए स्टील के अवधारण समय के बढ़ने के कारण, मूल रूप से उपयोग की जाने वाली आकार की दुर्दम्य सामग्री को धीरे-धीरे बिना आकार की दुर्दम्य सामग्री द्वारा प्रतिस्थापित किया जाने लगा। करछुल की अनाकार विशेषताओं के आधार पर, उत्पादन स्वचालन का एहसास किया जा सकता है, जो उत्पादन क्षमता और उत्पादन दक्षता में सुधार करने में मदद करता है। व्यावहारिक अनुभव से पता चलता है कि करछुल की बिना आकार वाली साइड की दीवारें लगभग 40% रखरखाव मानव-घंटे बचा सकती हैं; जब करछुल पूरी तरह से बेडौल हो जाता है, तो श्रम बचत प्रभाव 70% या उससे अधिक तक पहुंच सकता है। वर्तमान में, कई स्टील कंपनियां अपने करछुल में दुर्दम्य सामग्री के रूप में Al₂O₃-स्पिनल कास्टेबल का उपयोग करती हैं। इस सामग्री में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध है, उच्च तापमान पर इसका संरचनात्मक प्रभाव कम होता है, और यह थर्मल उपकरणों की सेवा जीवन को बढ़ा सकता है। हालाँकि, इसका प्रदर्शन अभी भी टैपिंग तापमान और पिघले हुए स्टील के निवास समय से प्रभावित होगा। इस तकनीकी समस्या को हल करने के लिए, जापान में विकसित Al₂O₃-MgO कास्टेबल्स, एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम कार्बन रिफ्रैक्टरी कास्टेबल्स और मैग्नीशियम रिफ्रैक्टरी सामग्री का क्रमिक रूप से जन्म हुआ। इन नई सामग्रियों की ताकत और पारगम्यता प्रतिरोध में काफी सुधार हुआ है, और करछुल पर उपयोग का प्रभाव भी बेहतर है।

3.3 हीटिंग भट्टियों पर बिना आकार की दुर्दम्य सामग्री का अनुप्रयोग

हीटिंग भट्टी का उपयोग स्टील बिलेट्स को उच्च तापमान पर गर्म करने के लिए किया जाता है। चूँकि अधिकतम तापमान लगभग 1400°C तक होता है, भट्ठी की छत और भट्ठी की परत का निर्माण कास्टेबल या प्लास्टिक से किया जा सकता है। आम तौर पर, बड़े पैमाने पर चलने वाली हीटिंग भट्टियों की परत प्लास्टिक दुर्दम्य सामग्री से बनाई जा सकती है, और औसत सेवा जीवन लगभग 12 से 15 साल तक पहुंच सकता है। हालाँकि, हाई-स्पीड वायर रॉड कार्यशालाओं में चलने वाली हीटिंग भट्टियों में उनके बड़े भट्ठी निकायों के कारण बड़ी दुर्दम्य आवश्यकताएं होती हैं। उच्च, मिट्टी के संरचनात्मक कास्टेबल का उपयोग किया जा सकता है। यह सामग्री न केवल यांत्रिक निर्माण के लिए सुविधाजनक है, बल्कि ध्वस्तीकरण के बाद इसका कोई छत्ते का आकार भी नहीं है। इसमें अच्छी तरलता है और यह थर्मल उपकरणों की परिचालन पर्यावरण आवश्यकताओं को अच्छी तरह से पूरा कर सकता है।

विकास की प्रवृत्ति

संपूर्ण दुर्दम्य सामग्रियों में अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों का अनुपात किसी देश के दुर्दम्य उद्योग के तकनीकी विकास स्तर को मापने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रतीक बन गया है। विश्व में आज की औद्योगिक शक्तियाँ नई अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों के अनुसंधान और विकास को बहुत महत्व देती हैं, उच्च प्रदर्शन वाले कास्टेबल्स, पूरी तरह से सूखी कंपन सामग्री और लौ छिड़काव सामग्री की दिशा में धातुकर्म उद्योग में दुर्दम्य सामग्रियों के विकास को बढ़ावा देती हैं, जो दर्शाता है भविष्य में अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों का भविष्य उज्ज्वल होगा। बाज़ार में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएँ हैं।

4.1 भौतिक विकास की दिशा

सबसे पहले, अतीत में, अनाकार दुर्दम्य उत्पाद मुख्य रूप से तटस्थ और अम्लीय ऑक्साइड जैसी सामग्रियों से बने होते थे। अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों का ताप प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध अब धातुकर्म प्रक्रियाओं की उच्च आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है, और क्षारीय ऑक्साइड सामग्री का उपयोग किया जाता है। ऑक्साइड और गैर-ऑक्साइड मिश्रित सामग्रियों पर आधारित अनआकार की दुर्दम्य सामग्री इस समस्या को अच्छी तरह से हल कर सकती है। यह धातु विज्ञान के लिए वर्तमान अआकार वाली दुर्दम्य सामग्रियों के विकास की प्रवृत्ति भी है। उदाहरण के लिए, मुख्य रूप से उच्च ग्रेड एल्यूमिना फाइबर और दुर्दम्य भराव से बनी घोल जैसी कोटिंग सामग्री में मजबूत हवा का क्षरण प्रतिरोध, उच्च तापमान प्रतिरोध, एंटी-क्रैकिंग प्रदर्शन, एब्लेशन प्रतिरोध और क्षार रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध होता है; 80m/s के गर्म वायु प्रवाह के साथ उच्चतम प्रतिरोध, यह 1700°C के उच्च तापमान का सामना कर सकता है और उच्च तापमान वाले वातावरण में लंबे समय तक उपयोग के बाद इसमें कोई दरार नहीं होती है। इसकी गर्म मरम्मत की जा सकती है और उपयोग के दौरान इसे ठंडा करने की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे यह बड़े क्षेत्र में छिड़काव के लिए उपयुक्त हो जाता है।

दूसरे, आधुनिक बिना आकार वाले दुर्दम्य उत्पाद अधिक उच्च गुणवत्ता वाली सिंथेटिक दुर्दम्य सामग्री का उपयोग करते हैं। वर्तमान में, बिना आकार की दुर्दम्य सामग्री धीरे-धीरे एकल दुर्दम्य कास्टेबल से दुर्दम्य दबाव कास्टेबल में विकसित हुई है, और प्लास्टिक, रैमिंग सामग्री और प्रक्षेपण सामग्री जैसे पारंपरिक प्रकारों पर कास्टेबल और गनिंग सामग्री जैसी नई सामग्री दिखाई दी है। उदाहरण के लिए, उच्च गुणवत्ता वाले हल्के समुच्चय, दुर्दम्य पाउडर, बाइंडर और मिश्रण के साथ तैयार किए गए हल्के कास्टेबल में कम तापीय चालकता, मजबूत थर्मल इन्सुलेशन और बेहतर थर्मल शॉक प्रतिरोध होता है, और इसका व्यापक रूप से उद्योग में भट्ठों और थर्मल उपकरणों के थर्मल इन्सुलेशन भागों में उपयोग किया जा सकता है। . आग रोक सामग्री के निरंतर अनुसंधान और विकास और नवाचार ने धातुकर्म संचालन और औद्योगिक अर्थव्यवस्था की दक्षता में और सुधार किया है।

4.2 संयुक्त विधियों की विकास दिशा

बिना आकार की दुर्दम्य सामग्री आमतौर पर एक सतत बंधित चरण और एक असंतत समुच्चय चरण से बनी होती है। चूँकि समुच्चय चरण कणों की ताकत बंधित चरण की तुलना में अधिक होती है, बंधित चरण अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों की संरचनात्मक ताकत को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक है। यह सीधे तौर पर बाइंडर के प्रदर्शन में प्रतिबिंबित होता है। सबसे पहले, धातुकर्म उद्योग में अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों की बॉन्डिंग विधियों को पानी और बॉन्डिंग, रासायनिक बॉन्डिंग, पानी और बॉन्डिंग + जमावट बॉन्डिंग से लेकर पोलीमराइजेशन बॉन्डिंग तक अनुभव किया गया है, और उच्च का पालन करते हुए एकत्रीकरण और एकत्रीकरण की दिशा में विकसित किया गया है। अशुद्धता-निम्न अशुद्धियाँ-अशुद्धता-मुक्त विकास मार्ग, बाइंडिंग एजेंट की शुद्धता उच्च और उच्चतर होती जा रही है [6]। दूसरे, हाल के वर्षों में ब्लास्ट फर्नेस प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ, अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों के प्रदर्शन के लिए उच्च तकनीकी आवश्यकताओं को सामने रखा गया है। ब्लास्ट फर्नेस क्षति को कम करने और धातुकर्म लाभों में सुधार करने के लिए, अनाकार दुर्दम्य सामग्रियों की संयोजन विधि को भी उच्च नमी से कम नमी में बदलना शुरू हो गया है नमी सामग्री नमी मुक्त में बदल जाती है और धीरे-धीरे उच्च घनत्व की ओर विकसित होती है, जिससे समग्र प्रदर्शन में और सुधार होता है धातुकर्म उद्योग में अनाकार दुर्दम्य सामग्री।

निष्कर्ष

बिना आकार की दुर्दम्य सामग्रियों में विशेष लाभ होते हैं जो आकार की दुर्दम्य सामग्रियों में नहीं होते हैं, और आधुनिक धातुकर्म उद्योग के उच्च गुणवत्ता वाले विकास के लिए एक महत्वपूर्ण आधार हैं। हालाँकि अभी भी कुछ कमियाँ हैं, इसका समग्र विकास उन्नति की ओर है। प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति और सुधार के साथ, नई अनाकार दुर्दम्य सामग्री निश्चित रूप से विकास और नवाचार के माध्यम से संपूर्ण धातुकर्म उद्योग के गहन विकास को बढ़ावा देगी।