कपोला फर्नेस: संरचना, संचालन और क्षेत्र

इस लेख को पढ़ने के बाद आप इस बारे में जानेंगे: - 1. कपोला फर्नेस का परिचय 2. कपोला फर्नेस की संरचना 3. ऑपरेशन 4. क्षेत्र 5. क्षमता 6. लाभ 7. सीमाएं।

कपोला फर्नेस का परिचय:

कपोला लौह धातुओं और मिश्र धातुओं को पिघलाने के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाली फाउंड्री भट्ठी है। कभी-कभी, इसका उपयोग गैर-लौह धातुओं और मिश्र धातुओं को पिघलाने के लिए भी किया जाता है। कपोला भट्ठी सुअर के लोहे या स्क्रैप धातु को ग्रे कास्ट आयरन में परिवर्तित करने का सबसे सस्ता साधन है। उपयोग किया जाने वाला ईंधन एक अच्छी गुणवत्ता वाला कम सल्फर कोक है। एन्थ्रेसाइट कोयला या कार्बन ब्रिकेट का भी उपयोग किया जा सकता है।

कपोला भट्ठी की संरचना:

कपोला एक शाफ्ट प्रकार की भट्टी है जिसकी ऊंचाई इसके व्यास से तीन से पांच गुना है; यह पिघले हुए ग्रे कास्ट आयरन के उत्पादन के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली भट्टी है। एक कपोला भट्ठी का एक स्केच चित्र में दिखाया गया है। 4.2।

जैसा कि अंजीर से देखा गया है, कपोला के मुख्य भाग हैं:

(मै, शेल:

खोल का निर्माण स्टील प्लेट के बारे में 10 मिमी मोटी riveted या एक साथ वेल्डेड किया जाता है और इसे आंतरिक रूप से आग रोक ईंटों के साथ पंक्तिबद्ध किया जाता है। खोल का व्यास 1 से 2 मीटर तक होता है, जो व्यास के लगभग तीन से पांच गुना की ऊंचाई के साथ होता है।

(ii) फाउंडेशन:

पूरी संरचना को पैरों या स्टील के स्तंभों पर खड़ा किया जाता है। एक बूंद दरवाजा, जो एक टुकड़े से बना है, एक सहायक पैर पर टिका है। जब कपोला आवेश से भरा होता है, तो निचले दरवाजे पर एक सहारा प्रदान किया जाता है, ताकि दरवाजा बंद रहे और आवेश के भारी भार के कारण गिर न जाए। यदि कपोला उपयोग में नहीं है, तो ड्रॉप डोर भट्ठी के अस्तर के रखरखाव और मरम्मत कार्य की अनुमति देता है।

(iii) चार्जिंग डोर:

भट्ठी के शीर्ष पर एक उद्घाटन है जिसे चार्जिंग दरवाजा कहा जाता है। चार्जिंग डोर का इस्तेमाल मेटल, कोक और फ्लक्स वाले चार्ज को भट्टी में डालने के लिए किया जाता है। यह ट्यूयर्स के ऊपर लगभग 3 से 6 मीटर की ऊंचाई पर स्थित है।

(iv) चार्जिंग प्लेटफॉर्म:

चार्जिंग प्लेटफॉर्म मजबूत माइल्ड स्टील रॉड्स और प्लेट्स से बना है। आमतौर पर, यह चार्जिंग डोर के निचले हिस्से के नीचे लगभग 0.3 मीटर के स्तर पर कपोला के आसपास होता है।

(v) एयर ब्लोअर:

एक एयर ब्लोअर ब्लास्ट पाइप के माध्यम से विंड बॉक्स से जुड़ा होता है। यह हवा को हवा के बक्से में आपूर्ति करता है। हवा के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए ब्लास्ट पाइप में एक वाल्व प्रदान किया जाता है। ब्लास्ट का दबाव 250 किग्रा / मी ² से 1050 किग्रा / मी ^{2 तक होता है} ।

(vi) ट्यूयर्स:

हवा, जिसे दहन के लिए आवश्यक है, भट्ठी के तल से लगभग 36 इंच (0.9 मीटर) ऊपर स्थित टयूयर्स के माध्यम से उड़ाया जाता है। तुयेरों का कुल क्षेत्रफल तुयेर स्तर पर अस्तर के अंदर कपोला के क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र का 1/5 से 1/6 होना चाहिए।

(vii) आयतन मीटर:

एयर पासिंग की मात्रा जानने के लिए कप मीटर भट्ठी में वॉल्यूम मीटर लगाया जाता है। लोहे के एक स्वर को पिघलाने के लिए आवश्यक हवा की मात्रा कोक और कोक लोहे के अनुपात की गुणवत्ता और मात्रा पर निर्भर करती है।

(viii) टैप होल (पिघला हुआ धातु छेद):

थोड़ा नीचे और सामने में पिघला हुआ कच्चा लोहा एकत्र करने की अनुमति देने के लिए एक नल का छेद है।

(ix) स्लैग होल:

नल के छेद के पीछे और ऊपर के स्तर पर एक स्लैग छेद भी होता है क्योंकि स्लैग पिघले हुए लोहे की सतह पर तैरता है।

(x) चिमनी:

चार्जिंग होल के ऊपर के खोल को चिमनी के रूप में जाना जाता है। इसकी ऊंचाई आम तौर पर 4 से 6 मीटर होती है। चिमनी को एक फ़िल्टर स्क्रीन और एक स्पार्क बन्दी के साथ प्रदान किया जाता है। यह अपशिष्ट गैसों से मुक्त भागने की सुविधा देता है और चिंगारी और धूल को भट्टी में धकेल देता है।

कपोला फर्नेस का संचालन:

कपोला भट्टी के संचालन में निम्नलिखित चरण होते हैं:

(i) कपोला की तैयारी:

फायरिंग से पहले एक नवनिर्मित कपोला को अच्छी तरह से सुखाया जाना चाहिए। पिछले रन से tuyeres के आसपास किसी भी लावा साफ कर रहे हैं। किसी भी टूटी हुई ईंटों की मरम्मत सिलिका रेत और आग मिट्टी के मिश्रण से की जाती है। आग ईंट के अस्तर पर दुर्दम्य सामग्री की एक परत को ब्रंट क्षेत्र पर लागू किया जाता है।

मोल्डिंग रेत का एक बिस्तर पिघला हुआ धातु के बेहतर प्रवाह को सुनिश्चित करने के लिए नल के छेद की ओर झुका हुआ, लगभग 6 इंच (15 सेमी) या उससे अधिक की मोटाई के नीचे तल पर उतारा जाता है। लगभग 30 से 35 मिमी व्यास का एक स्लैग होल उद्घाटन और लगभग 25 मिमी व्यास का एक नल छेद प्रदान किया जाता है।

(ii) कपोला की फायरिंग:

लकड़ी की आग रेत तल पर प्रज्वलित होती है, जब लकड़ी अच्छी तरह से जलती है; कोक को ऊपर से कुएं पर फेंक दिया जाता है। सुनिश्चित करें कि कोक भी जलना शुरू हो जाता है। कोक का एक बिस्तर लगभग 40 इंच मोटा होता है जिसे रेत पर रखा जाता है यानी तुयेरस से थोड़ा ऊपर।

कोक को प्रज्वलित करने के लिए सामान्य से कम उड़ाने की दर से हवाई विस्फोट को चालू किया जाता है। एक मापने वाली छड़ का उपयोग किया जाता है जो कोक बिस्तर की ऊंचाई को इंगित करता है। आवश्यक धातु पिघलने से लगभग 3 घंटे पहले फायरिंग की जाती है।

(iii) कपोला को चार्ज करना:

इसके बाद, चार्ज को चार्जिंग द्वार के माध्यम से कपोला में खिलाया जाता है। आवेश रचना जैसे कई कारक, प्राप्त ग्रे कास्ट आयरन की अंतिम संरचना को प्रभावित करते हैं। यह चार्ज 25% पिग आयरन, 50% ग्रे कास्ट आयरन स्क्रैप, 10% स्टील स्क्रैप, ईंधन के रूप में 12% कोक और फ्लक्स के रूप में 3% चूना पत्थर से बना है।

ये घटक कोक, चूना पत्थर और धातु की वैकल्पिक परत बनाते हैं। चूना पत्थर के अलावा, फ्लोस्पर और सोडा ऐश का उपयोग फ्लक्स सामग्री के रूप में भी किया जाता है - फ्लक्स का कार्य लोहे में अशुद्धियों को दूर करना और ऑक्सीकरण से लोहे की रक्षा करना है।

(iv) लोहे का भिगोना:

भट्ठी को पूरी तरह से चार्ज करने के बाद, इसे लगभग 1-1.5 घंटे तक ऐसे ही रहने दिया जाता है। इस चरण के दौरान चार्ज धीरे-धीरे गर्म हो जाता है क्योंकि इस समय एयर ब्लास्ट को बंद रखा जाता है और इस वजह से लोहा जम जाता है।

(v) एयर ब्लास्ट शुरू करना:

हवाई विस्फोट को भिगोने की अवधि के अंत में खोला जाता है। धातु के पिघलने और पर्याप्त धातु एकत्र होने तक शीर्ष उद्घाटन को बंद रखा जाता है। जैसे-जैसे पिघलता है, आवेश की सामग्री धीरे-धीरे नीचे की ओर बढ़ती है। चार्ज करने की दर पिघलने की दर के बराबर होनी चाहिए ताकि भट्ठी को पूरे गर्मी में भरा रखा जाए।

(vi) कपोला बंद करना:

जब अधिक पिघलने की आवश्यकता नहीं होती है, तो आवेश और वायु विस्फोट को रोक दिया जाता है। प्रोप को हटा दिया जाता है, ताकि नीचे की प्लेट खुल जाए। जमा किए गए स्लैग को हटा दिया जाता है। कपोला लगातार ब्लास्ट फर्नेस के रूप में चल सकता है, लेकिन अभ्यास में यह आवश्यक होने पर काम कर सकता है। अधिकांश ढलाई में पिघलने की अवधि 4 घंटे से अधिक नहीं होती है। लेकिन, इसे 10 घंटे या उससे अधिक समय तक लगातार संचालित किया जा सकता है।

कपोला फर्नेस के क्षेत्र:

कपोला भट्ठी को कई क्षेत्रों में विभाजित किया गया है जहां कई रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।

निम्नलिखित छह महत्वपूर्ण क्षेत्र हैं:

(i) वेल या क्रूसिबल ज़ोन:

यह रेत के बिस्तर के ऊपर और ट्यूयर्स के नीचे के बीच का क्षेत्र है। इस क्षेत्र में पिघला हुआ धातु एकत्र किया गया।

(ii) संयोजन क्षेत्र:

यह ट्यूयर्स के शीर्ष और इसके ऊपर एक सैद्धांतिक स्तर के बीच का क्षेत्र है। इसे ऑक्सीकरण क्षेत्र के रूप में भी जाना जाता है।

यहां, दहन वास्तव में किया गया था, जो हवा के विस्फोट से सभी ऑक्सीजन का उपभोग करता है और बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करता है। इस क्षेत्र की तापमान सीमा लगभग 1500 ° C से 1850 ° C है। इस क्षेत्र में उत्पादित गर्मी कपोला के अन्य क्षेत्रों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त है।

(iii) ज़ोन कम करना:

यह दहन क्षेत्र के शीर्ष और कोक बिस्तर के शीर्ष स्तर के बीच का क्षेत्र है। इसे सुरक्षात्मक क्षेत्र के रूप में भी जाना जाता है।

इस क्षेत्र के माध्यम से ऊपर की ओर बहने वाला सीओ ₂ गर्म कोक और सह के साथ प्रतिक्रिया करता है, कंपनी को कम किया जाता है इस प्रतिक्रिया के कारण, तापमान लगभग 1200 डिग्री सेल्सियस तक कम हो जाता है। यह ज़ोन ऑक्सीकरण के विरुद्ध आवेश की रक्षा करता है क्योंकि इसमें वायुमंडल कम होता है।

(iv) गलन क्षेत्र:

यह धातु के आवेश की पहली परत और कम करने वाले क्षेत्र के ऊपर का क्षेत्र है। यह बेड चार्ज से 300 से 900 मिमी ऊपर है। ठोस धातु आवेश पिघले हुए अवस्था में बदलता है, इस क्षेत्र में पर्याप्त कार्बन उठाता है। इस क्षेत्र में प्राप्य तापमान 1600 ° C से 1700 ° C तक होता है।

(v) प्रीहीटिंग ज़ोन:

यह पिघलने वाले क्षेत्र के ऊपर से चार्जिंग द्वार के निचले स्तर तक का क्षेत्र है। इस ज़ोन में चार्जिंग मटीरियल खिलाया जाता है। चार्ज को लगभग 1093 ° C पर प्रीहीट किया जाता है, इससे पहले कि वे पिघलने वाले क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए नीचे की ओर बस जाएं। इसे चार्जिंग ज़ोन के रूप में भी जाना जाता है।

(vi) स्टैक क्षेत्र:

यह इस भट्ठी का खाली हिस्सा है, जो चार्जिंग ज़ोन के ऊपर से भट्ठी के ऊपर तक फैला हुआ है। यह भट्ठी के भीतर उत्पन्न गर्म गैसों को वायुमंडल में ले जाता है।

कपोला भट्ठी की क्षमता:

कपोला की क्षमता को प्रति घंटे की गर्मी से प्राप्त तरल धातु के टन के संदर्भ में परिभाषित किया गया है। यह कपोला के आयाम, दहन की दक्षता, दहन दर, चार्जिंग के घटक आदि पर निर्भर करता है।

कपोला का उत्पादन वायु विस्फोट के ऑक्सीजन संवर्धन और भट्टी के बारे में 180 से 270 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए गर्म निवर्तमान गैसों के बेहतर गर्मी उपयोग द्वारा बढ़ाया जा सकता है।