کاسٹنگ پروڈکشن میں کاربن ریزر کا اطلاق

I. ریکاربرائزرز کی درجہ بندی کیسے کریں۔

کاربرائزرز کو ان کے خام مال کے مطابق تقریباً چار اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

1. مصنوعی گریفائٹ

مصنوعی گریفائٹ کی تیاری کے لیے بنیادی خام مال اعلیٰ معیار کا کیلکائنڈ پیٹرولیم کوک پاوڈر ہے، جس میں اسفالٹ کو بائنڈر کے طور پر شامل کیا جاتا ہے، اور تھوڑی مقدار میں دیگر معاون مواد شامل کیا جاتا ہے۔ مختلف خام مالوں کو آپس میں ملانے کے بعد، انہیں دبایا جاتا ہے اور بنایا جاتا ہے، اور پھر 2500-3000 ° C پر غیر آکسیڈائزنگ ماحول میں علاج کیا جاتا ہے تاکہ انہیں گرافٹائز کیا جا سکے۔ اعلی درجہ حرارت کے علاج کے بعد، راکھ، سلفر اور گیس کی مقدار بہت کم ہو جاتی ہے۔

مصنوعی گریفائٹ مصنوعات کی زیادہ قیمت کی وجہ سے، فاؤنڈریوں میں عام طور پر استعمال ہونے والے زیادہ تر مصنوعی گریفائٹ ریکاربرائزر ری سائیکل مواد جیسے چپس، ویسٹ الیکٹروڈز اور گریفائٹ بلاکس ہیں جب گریفائٹ الیکٹروڈ تیار کرتے وقت پیداواری لاگت کو کم کرتے ہیں۔

ڈکٹائل آئرن کو پگھلتے وقت، کاسٹ آئرن کے میٹالرجیکل معیار کو اونچا بنانے کے لیے، ریکاربرائزر کے لیے مصنوعی گریفائٹ کو پہلا انتخاب ہونا چاہیے۔

2. پیٹرولیم کوک

پیٹرولیم کوک ایک وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا ریکاربرائزر ہے۔

پیٹرولیم کوک خام تیل کو صاف کرکے حاصل کیا جانے والا ایک ضمنی پروڈکٹ ہے۔ عام دباؤ میں یا خام تیل کے کم دباؤ میں کشید کے ذریعے حاصل ہونے والی باقیات اور پیٹرولیم پچز کو پیٹرولیم کوک کی تیاری کے لیے خام مال کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے، اور پھر کوکنگ کے بعد گرین پیٹرولیم کوک حاصل کیا جاسکتا ہے۔ گرین پیٹرولیم کوک کی پیداوار استعمال شدہ خام تیل کی مقدار کا تقریباً 5% سے بھی کم ہے۔ امریکہ میں خام پیٹرولیم کوک کی سالانہ پیداوار تقریباً 30 ملین ٹن ہے۔ گرین پیٹرولیم کوک میں ناپاک مواد زیادہ ہے، لہذا اسے براہ راست ریکاربرائزر کے طور پر استعمال نہیں کیا جا سکتا، اور اسے پہلے کیلکائن کیا جانا چاہیے۔

خام پیٹرولیم کوک سپنج نما، سوئی نما، دانے دار اور سیال شکلوں میں دستیاب ہے۔

سپنج پیٹرولیم کوک کوکنگ تاخیر سے تیار کیا جاتا ہے۔ اس میں سلفر اور دھات کی مقدار زیادہ ہونے کی وجہ سے، یہ عام طور پر کیلکائنیشن کے دوران ایندھن کے طور پر استعمال ہوتا ہے، اور اسے کیلکائنڈ پیٹرولیم کوک کے خام مال کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کیلکائنڈ سپنج کوک بنیادی طور پر ایلومینیم کی صنعت میں اور ریکاربرائزر کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔

سوئی پیٹرولیم کوک تاخیری کوکنگ کے طریقے سے خام مال کے ساتھ تیار کیا جاتا ہے جس میں خوشبودار ہائیڈرو کاربن کی مقدار زیادہ ہوتی ہے اور نجاست کی کم مقدار ہوتی ہے۔ اس کوک میں سوئی کی طرح آسانی سے ٹوٹ جانے والی ساخت ہوتی ہے، جسے کبھی کبھی گریفائٹ کوک کہا جاتا ہے، اور بنیادی طور پر کیلکیشن کے بعد گریفائٹ الیکٹروڈ بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

دانے دار پیٹرولیم کوک سخت دانے داروں کی شکل میں ہوتا ہے اور اسے خام مال سے بنایا جاتا ہے جس میں سلفر اور اسفالٹین کی مقدار زیادہ ہوتی ہے جس میں تاخیر سے کوکنگ کے طریقہ کار سے ہوتا ہے، اور بنیادی طور پر ایندھن کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔

فلوائزڈ پیٹرولیم کوک مائع شدہ بستر میں مسلسل کوکنگ کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔

پیٹرولیم کوک کا کیلکسینیشن سلفر، نمی اور اتار چڑھاؤ کو دور کرنا ہے۔ سبز پیٹرولیم کوک کو 1200-1350 ° C پر کیلکسینیشن اسے کافی حد تک خالص کاربن بنا سکتا ہے۔

کیلکائنڈ پیٹرولیم کوک کا سب سے بڑا صارف ایلومینیم کی صنعت ہے، جس میں سے 70% انوڈس بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے جو باکسائٹ کو کم کرتے ہیں۔ ریاستہائے متحدہ میں پیدا ہونے والے کیلکائنڈ پیٹرولیم کوک کا تقریباً 6% کاسٹ آئرن ریکاربرائزرز کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

3. قدرتی گریفائٹ

قدرتی گریفائٹ کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: فلیک گریفائٹ اور مائکرو کرسٹل لائن گریفائٹ۔

مائیکرو کرسٹل لائن گریفائٹ میں راکھ کی مقدار زیادہ ہوتی ہے اور اسے عام طور پر کاسٹ آئرن کے ریکاربرائزر کے طور پر استعمال نہیں کیا جاتا ہے۔

فلیک گریفائٹ کی بہت سی قسمیں ہیں: ہائی کاربن فلیک گریفائٹ کو کیمیائی طریقوں سے نکالنے کی ضرورت ہے، یا اس میں موجود آکسائیڈز کو گلنے اور اتار چڑھاؤ کے لیے اعلی درجہ حرارت پر گرم کرنے کی ضرورت ہے۔ گریفائٹ میں راکھ کی مقدار زیادہ ہے، اس لیے اسے ریکاربرائزر کے طور پر استعمال کرنے کے لیے موزوں نہیں ہے۔ درمیانے کاربن گریفائٹ بنیادی طور پر ایک recarburizer کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، لیکن رقم زیادہ نہیں ہے.

 

4. کاربن کوک اور اینتھراسائٹ

الیکٹرک آرک فرنس اسٹیل بنانے کے عمل میں، کوک یا اینتھراسائٹ کو چارج کرتے وقت ریکاربرائزر کے طور پر شامل کیا جا سکتا ہے۔ اس کی زیادہ راکھ اور اتار چڑھاؤ کے مواد کی وجہ سے، انڈکشن فرنس سمیلٹنگ کاسٹ آئرن کو ریکاربرائزر کے طور پر شاذ و نادر ہی استعمال کیا جاتا ہے۔

ماحولیاتی تحفظ کی ضروریات میں مسلسل بہتری کے ساتھ، وسائل کی کھپت پر زیادہ سے زیادہ توجہ دی جاتی ہے، اور پگ آئرن اور کوک کی قیمتوں میں مسلسل اضافہ ہوتا رہتا ہے، جس کے نتیجے میں کاسٹنگ کی لاگت میں اضافہ ہوتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ فاؤنڈریز روایتی کپولا پگھلنے کی جگہ برقی بھٹیوں کا استعمال کرنے لگی ہیں۔ 2011 کے آغاز میں، ہماری فیکٹری کے چھوٹے اور درمیانے حصوں کی ورکشاپ نے روایتی کپولا پگھلنے کے عمل کو تبدیل کرنے کے لیے برقی فرنس پگھلنے کے عمل کو بھی اپنایا۔ الیکٹرک فرنس سمیلٹنگ میں اسکریپ اسٹیل کی بڑی مقدار کا استعمال نہ صرف لاگت کو کم کر سکتا ہے بلکہ کاسٹنگ کی مکینیکل خصوصیات کو بھی بہتر بنا سکتا ہے، لیکن استعمال شدہ ریکاربرائزر کی قسم اور کاربرائزنگ کا عمل کلیدی کردار ادا کرتا ہے۔

II.R استعمال کرنے کا طریقہecarburizانڈکشن فرنس سمیلٹنگ میں

1. ریکاربرائزرز کی اہم اقسام

کاسٹ آئرن ریکاربرائزرز کے طور پر استعمال ہونے والے بہت سے مواد ہیں، عام طور پر مصنوعی گریفائٹ، کیلکائنڈ پیٹرولیم کوک، قدرتی گریفائٹ، کوک، اینتھراسائٹ، اور اس طرح کے مواد سے بنے مرکب استعمال ہوتے ہیں۔

(1) مصنوعی گریفائٹ اوپر ذکر کیے گئے مختلف ریکاربرائزرز میں، بہترین معیار مصنوعی گریفائٹ ہے۔ مصنوعی گریفائٹ کی تیاری کے لیے بنیادی خام مال اعلیٰ معیار کا کیلکائنڈ پیٹرولیم کوک پاوڈر ہے، جس میں اسفالٹ کو بائنڈر کے طور پر شامل کیا جاتا ہے، اور تھوڑی مقدار میں دیگر معاون مواد شامل کیا جاتا ہے۔ مختلف خام مال کو آپس میں ملانے کے بعد، انہیں دبایا جاتا ہے اور بنایا جاتا ہے، اور پھر 2500-3000 °C پر نان آکسیڈائزنگ ماحول میں علاج کیا جاتا ہے تاکہ انہیں گرافٹائز کیا جا سکے۔ اعلی درجہ حرارت کے علاج کے بعد، راکھ، سلفر اور گیس کی مقدار بہت کم ہو جاتی ہے۔ اگر اعلی درجہ حرارت پر یا ناکافی کیلکینیشن درجہ حرارت کے ساتھ کوئی پیٹرولیم کوک کیلکائنڈ نہیں ہے، تو ریکاربرائزر کا معیار شدید متاثر ہوگا۔ لہذا، recarburizer کے معیار بنیادی طور پر graphitization کی ڈگری پر منحصر ہے. ایک اچھے ریکاربرائزر میں گرافیٹک کاربن (بڑے پیمانے پر حصہ) 95% سے 98%، سلفر کا مواد 0.02% سے 0.05%، اور نائٹروجن کا مواد (100 سے 200) × 10-6 ہوتا ہے۔

(2) پیٹرولیم کوک ایک وسیع پیمانے پر استعمال شدہ ریکاربرائزر ہے۔ پیٹرولیم کوک خام تیل کو صاف کرنے سے حاصل کردہ ایک ضمنی پروڈکٹ ہے۔ ریگولر پریشر ڈسٹلیشن یا خام تیل کی ویکیوم ڈسٹلیشن سے حاصل ہونے والی باقیات اور پیٹرولیم پچز کو پیٹرولیم کوک کی تیاری کے لیے خام مال کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ کوکنگ کے بعد خام پیٹرولیم کوک حاصل کیا جاسکتا ہے۔ مواد زیادہ ہے اور اسے ریکاربرائزر کے طور پر براہ راست استعمال نہیں کیا جا سکتا، اور پہلے اسے کیلائن کیا جانا چاہیے۔

 

(3) قدرتی گریفائٹ کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: فلیک گریفائٹ اور مائکرو کرسٹل لائن گریفائٹ۔ مائیکرو کرسٹل لائن گریفائٹ میں راکھ کی مقدار زیادہ ہوتی ہے اور اسے عام طور پر کاسٹ آئرن کے ریکاربرائزر کے طور پر استعمال نہیں کیا جاتا ہے۔ فلیک گریفائٹ کی بہت سی قسمیں ہیں: ہائی کاربن فلیک گریفائٹ کو کیمیائی طریقوں سے نکالنے کی ضرورت ہے، یا اس میں موجود آکسائیڈز کو گلنے اور اتار چڑھاؤ کے لیے اعلی درجہ حرارت پر گرم کرنے کی ضرورت ہے۔ گریفائٹ میں راکھ کی مقدار زیادہ ہے اور اسے ریکاربرائزر کے طور پر استعمال نہیں کیا جانا چاہیے۔ درمیانے کاربن گریفائٹ بنیادی طور پر ایک recarburizer کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، لیکن رقم زیادہ نہیں ہے.

(4) کاربن کوک اور اینتھراسائٹ انڈکشن فرنس سمیلٹنگ کے عمل میں، چارج کرتے وقت کوک یا اینتھراسائٹ کو ریکاربرائزر کے طور پر شامل کیا جا سکتا ہے۔ اس کی زیادہ راکھ اور اتار چڑھاؤ کے مواد کی وجہ سے، انڈکشن فرنس سمیلٹنگ کاسٹ آئرن کو ریکاربرائزر کے طور پر شاذ و نادر ہی استعمال کیا جاتا ہے۔ ، اس recarburizer کی قیمت کم ہے، اور اس کا تعلق کم درجے کے recarburizer سے ہے۔

 

2. پگھلے ہوئے لوہے کی کاربرائزیشن کا اصول

مصنوعی کاسٹ آئرن کو پگھلانے کے عمل میں، اسکریپ کی بڑی مقدار اور پگھلے ہوئے لوہے میں کم C مواد کی وجہ سے، کاربن کو بڑھانے کے لیے کاربرائزر کا استعمال کرنا چاہیے۔ ریکاربرائزر میں عنصر کی شکل میں موجود کاربن کا پگھلنے کا درجہ حرارت 3727 ° C ہے اور اسے پگھلے ہوئے لوہے کے درجہ حرارت پر پگھلا نہیں سکتا۔ لہذا، ریکاربرائزر میں کاربن بنیادی طور پر پگھلے ہوئے لوہے میں تحلیل اور پھیلاؤ کے دو طریقوں سے تحلیل ہوتا ہے۔ جب پگھلے ہوئے لوہے میں گریفائٹ ریکاربرائزر کا مواد 2.1 فیصد ہو تو گریفائٹ کو براہ راست پگھلے ہوئے لوہے میں تحلیل کیا جا سکتا ہے۔ غیر گریفائٹ کاربنائزیشن کا براہ راست حل کا رجحان بنیادی طور پر موجود نہیں ہے، لیکن وقت گزرنے کے ساتھ، کاربن آہستہ آہستہ پھیلتا ہے اور پگھلے ہوئے لوہے میں گھل جاتا ہے۔ انڈکشن فرنس کے ذریعے گلائے جانے والے کاسٹ آئرن کی ری کاربرائزیشن کے لیے، کرسٹل لائن گریفائٹ ری کاربرائزیشن کی ری کاربرائزیشن کی شرح نان گریفائٹ ریکاربرائزرز کی نسبت نمایاں طور پر زیادہ ہے۔

تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ پگھلے ہوئے لوہے میں کاربن کی تحلیل کو ٹھوس ذرات کی سطح پر مائع باؤنڈری پرت میں کاربن ماس کی منتقلی کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ کوک اور کوئلے کے ذرات کے ساتھ حاصل کردہ نتائج کا گریفائٹ کے ساتھ حاصل کردہ نتائج کے ساتھ موازنہ کرتے ہوئے، یہ پتہ چلتا ہے کہ پگھلے ہوئے لوہے میں گریفائٹ ریکاربرائزرز کے پھیلاؤ اور تحلیل کی شرح کوک اور کوئلے کے ذرات کے مقابلے میں نمایاں طور پر تیز ہے۔ جزوی طور پر تحلیل شدہ کوک اور کوئلے کے ذرات کے نمونوں کا الیکٹران مائیکروسکوپ کے ذریعے مشاہدہ کیا گیا، اور یہ پایا گیا کہ نمونوں کی سطح پر ایک پتلی چپچپا راکھ کی تہہ بنی ہوئی تھی، جو پگھلے ہوئے لوہے میں ان کے پھیلاؤ اور تحلیل کی کارکردگی کو متاثر کرنے والا اہم عنصر تھا۔

3. کاربن میں اضافے کے اثر کو متاثر کرنے والے عوامل

(1) ریکاربرائزر کے ذرہ سائز کا اثر ریکاربرائزر کے جذب کی شرح کا انحصار ریکاربرائزر کے تحلیل اور پھیلاؤ کی شرح اور آکسیکرن نقصان کی شرح کے مشترکہ اثر پر ہوتا ہے۔ عام طور پر، recarburizer کے ذرات چھوٹے ہیں، تحلیل کی رفتار تیز ہے، اور نقصان کی رفتار بڑی ہے؛ کاربرائزر کے ذرات بڑے ہیں، تحلیل کی رفتار سست ہے، اور نقصان کی رفتار چھوٹی ہے۔ ریکاربرائزر کے ذرہ سائز کا انتخاب بھٹی کے قطر اور صلاحیت سے متعلق ہے۔ عام طور پر، جب فرنس کا قطر اور گنجائش بڑی ہوتی ہے، تو ریکاربرائزر کے ذرہ کا سائز بڑا ہونا چاہیے۔ اس کے برعکس، recarburizer کے ذرہ سائز چھوٹا ہونا چاہئے.

(2) ریکاربرائزر کی مقدار کا اثر ایک خاص درجہ حرارت اور اسی کیمیائی ساخت کی شرائط کے تحت، پگھلے ہوئے لوہے میں کاربن کا سیر شدہ ارتکاز یقینی ہے۔ سنترپتی کی ایک خاص ڈگری کے تحت، جتنا زیادہ ریکاربرائزر شامل کیا جائے گا، تحلیل اور پھیلاؤ کے لیے جتنا زیادہ وقت درکار ہوگا، اسی طرح کا نقصان اتنا ہی زیادہ ہوگا، اور جذب کی شرح اتنی ہی کم ہوگی۔

(3) ریکاربرائزر کی جذب کی شرح پر درجہ حرارت کا اثر اصولی طور پر، پگھلے ہوئے لوہے کا درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، ریکاربرائزر کے جذب اور تحلیل کے لیے اتنا ہی زیادہ سازگار ہوگا۔ اس کے برعکس، recarburizer کو تحلیل کرنا مشکل ہے، اور recarburizer کے جذب کی شرح کم ہو جاتی ہے۔ تاہم، جب پگھلے ہوئے لوہے کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہوتا ہے، اگرچہ ریکاربرائزر کے مکمل طور پر تحلیل ہونے کا امکان زیادہ ہوتا ہے، کاربن کے جلنے کے نقصان کی شرح بڑھ جاتی ہے، جو بالآخر کاربن کے مواد میں کمی اور مجموعی طور پر کم ہونے کا باعث بنے گی۔ recarburizer کے جذب کی شرح. عام طور پر، جب پگھلے ہوئے لوہے کا درجہ حرارت 1460 اور 1550 ° C کے درمیان ہوتا ہے، تو recarburizer کی جذب کرنے کی کارکردگی بہترین ہوتی ہے۔

(4) recarburizer Stirring کی جذب کی شرح پر پگھلے ہوئے لوہے کی ہلچل کا اثر کاربن کی تحلیل اور پھیلاؤ کے لیے فائدہ مند ہے، اور پگھلے ہوئے لوہے کی سطح پر تیرنے اور جل جانے سے بچتا ہے۔ ریکاربرائزر کو مکمل طور پر تحلیل کرنے سے پہلے، ہلچل کا وقت طویل ہوتا ہے اور جذب کی شرح زیادہ ہوتی ہے۔ ہلچل کاربنائزیشن کے انعقاد کے وقت کو بھی کم کر سکتی ہے، پیداواری دور کو مختصر کر سکتی ہے، اور پگھلے ہوئے لوہے میں مرکب عناصر کو جلانے سے بچ سکتی ہے۔ تاہم، اگر ہلچل کا وقت بہت طویل ہے، تو یہ نہ صرف فرنس کی سروس لائف پر بہت زیادہ اثر ڈالتا ہے، بلکہ ریکاربرائزر کے تحلیل ہونے کے بعد پگھلے ہوئے لوہے میں کاربن کے نقصان کو بھی بڑھاتا ہے۔ اس لیے، پگھلے ہوئے لوہے کے ہلانے کا مناسب وقت اس بات کو یقینی بنانے کے لیے موزوں ہونا چاہیے کہ ریکاربرائزر مکمل طور پر تحلیل ہو جائے۔

(5) ریکاربرائزر کی جذب کی شرح پر پگھلے ہوئے لوہے کی کیمیائی ساخت کا اثر جب پگھلے ہوئے لوہے میں ابتدائی کاربن کا مواد زیادہ ہوتا ہے، ایک خاص حل پذیری کی حد کے تحت، ریکاربرائزر کی جذب کی شرح سست ہوتی ہے، جذب کی مقدار کم ہوتی ہے۔ ، اور جلنے کا نقصان نسبتاً بڑا ہے۔ recarburizer جذب کی شرح کم ہے. جب پگھلے ہوئے لوہے کا ابتدائی کاربن مواد کم ہوتا ہے تو اس کے برعکس ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، پگھلے ہوئے لوہے میں سلکان اور سلفر کاربن کے جذب میں رکاوٹ بنتے ہیں اور ریکاربرائزرز کے جذب کی شرح کو کم کرتے ہیں۔ جبکہ مینگنیج کاربن کو جذب کرنے اور ریکاربرائزرز کے جذب کی شرح کو بہتر بنانے میں مدد کرتا ہے۔ اثر و رسوخ کی ڈگری کے لحاظ سے، سلکان سب سے بڑا ہے، اس کے بعد مینگنیج ہے، اور کاربن اور سلفر کا اثر کم ہے۔ لہذا، اصل پیداوار کے عمل میں، مینگنیج پہلے شامل کیا جانا چاہئے، پھر کاربن، اور پھر سلکان.