प्रतिरोध भट्ठी
प्रतिरोध भट्टी एक विद्युत भट्टी है जो एक कंडक्टर से गुजरने वाले करंट द्वारा उत्पन्न जूल ऊष्मा को ऊष्मा स्रोत के रूप में उपयोग करती है। विद्युत तापन की विधि के अनुसार, प्रतिरोध भट्टियों को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: प्रत्यक्ष तापन और अप्रत्यक्ष तापन। प्रत्यक्ष तापन प्रतिरोध भट्टी में, करंट सीधे सामग्री के माध्यम से प्रवाहित होता है। चूँकि विद्युत तापन शक्ति सामग्री पर ही केंद्रित होती है, इसलिए सामग्री जल्दी से गर्म हो जाती है, जिससे यह उन प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त हो जाती है जिनमें तेजी से तापन की आवश्यकता होती है, जैसे कि जालीदार बिलेट का तापन। इस प्रकार की प्रतिरोध भट्टी सामग्री को बहुत अधिक तापमान तक गर्म कर सकती है, जैसे कि कार्बन सामग्री ग्रेफाइटाइजेशन इलेक्ट्रिक भट्टी, जो सामग्री को 2500 डिग्री से अधिक तक गर्म कर सकती है। प्रत्यक्ष तापन प्रतिरोध भट्टी का उपयोग वैक्यूम प्रतिरोध तापन भट्टी या सुरक्षात्मक गैस प्रतिरोध तापन भट्टी के रूप में किया जा सकता है। पाउडर धातु विज्ञान में, इसका उपयोग आमतौर पर टंगस्टन, टैंटलम, नियोबियम और अन्य उत्पादों को सिंटरिंग करने के लिए किया जाता है। हीटिंग के लिए इस प्रकार की भट्टी का उपयोग करते समय, निम्नलिखित बातों पर ध्यान देना चाहिए:
① सामग्री के एकसमान तापन को सुनिश्चित करने के लिए, यह आवश्यक है कि सामग्री के प्रत्येक भाग का प्रवाहकीय क्रॉस-सेक्शन और चालकता सुसंगत हो;
औद्योगिक प्रतिरोध भट्ठी
औद्योगिक प्रतिरोध भट्ठी
② सामग्री के अपेक्षाकृत छोटे प्रतिरोध के कारण, आवश्यक विद्युत ताप शक्ति प्राप्त करने के लिए, कार्यशील धारा काफी अधिक होती है। इसलिए, संचारण इलेक्ट्रोड और सामग्री के बीच संपर्क अच्छा होता है ताकि सामग्री को आर्किंग और जलने से बचाया जा सके। इसके अलावा, सर्किट के नुकसान को कम करने के लिए संचारण बसबार का प्रतिरोध छोटा होना चाहिए;
अधिकांश प्रतिरोध भट्टियां अप्रत्यक्ष तापन प्रतिरोध भट्टियां हैं, जो विद्युत तापीय परिवर्तन को प्राप्त करने के लिए विशेष रूप से डिजाइन किए गए प्रतिरोध निकायों से सुसज्जित हैं, जिन्हें विद्युत तापन निकाय कहा जाता है, जो भट्ठी में सामग्री में ऊष्मा ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं (चित्र 1: अप्रत्यक्ष तापन प्रतिरोध भट्टियां)।
इलेक्ट्रोस्लैग रीमेल्टिंग
इस प्रकार की विद्युत भट्ठी का आवरण स्टील प्लेट से बना होता है, और भट्ठी को सिरेमिक फाइबर जैसे आग रोक पदार्थों से ढका जाता है, तथा इसके अंदर सामग्री रखी जाती है।
सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले हीटिंग तत्व आयरन क्रोमियम एल्युमिनियम हीटिंग तत्व, निकल क्रोमियम हीटिंग तत्व, सिलिकॉन कार्बाइड रॉड और मोलिब्डेनम डिसिलिसाइड रॉड, साथ ही सिलिकॉन कार्बन रॉड और ज़िरकोनियम डाइबोराइड सिरेमिक कम्पोजिट हीटिंग तत्व हैं। ज़रूरतों के हिसाब से भट्ठी के अंदर का वातावरण साधारण वातावरण, सुरक्षात्मक वातावरण या वैक्यूम हो सकता है। सामान्य बिजली आपूर्ति वोल्टेज 220 वोल्ट या 380 वोल्ट है, और यदि आवश्यक हो, तो समायोज्य वोल्टेज के साथ एक मध्यवर्ती ट्रांसफार्मर को कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए। छोटी भट्टी (<10 kW) single-phase power supply, large furnace three-phase power supply. For materials with a single variety and large batch size, continuous furnace heating is recommended. Resistance furnaces with furnace temperatures below 700 □ are mostly equipped with blowers to enhance heat transfer inside the furnace and ensure uniform heating. A resistance furnace used for melting fusible metals (lead, lead bismuth alloys, aluminum, magnesium and their alloys, etc.), which can be made into a crucible furnace; Alternatively, it can be made into a reflective furnace with a molten pool, and an electric heating element can be installed on the top of the furnace. An electric slag furnace is a resistance furnace that converts slag into electric heating.
इंडक्शन फर्नेस का परिचय
एक विद्युत भट्टी जो सामग्री को गर्म करने या पिघलाने के लिए प्रेरण ताप प्रभाव का उपयोग करती है। प्रेरण भट्टी का मूल घटक तांबे की नलियों से लिपटा एक प्रेरण कुंडल है। एक प्रत्यावर्ती विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए प्रेरण कुंडली के दोनों सिरों पर एक प्रत्यावर्ती वोल्टेज लगाया जाता है। प्रवाहकीय सामग्री को प्रेरण कुंडली में रखा जाता है, और विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के कारण, सामग्री में भंवर धाराएँ उत्पन्न होती हैं। प्रतिरोध की क्रिया के तहत, विद्युत ऊर्जा को सामग्री को गर्म करने के लिए तापीय ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है; इसलिए, यह भी माना जा सकता है कि एक प्रेरण भट्टी एक प्रत्यक्ष ताप प्रतिरोध भट्टी है।
प्रेरण भट्टी की विशेषता यह है कि गर्म सामग्री में परिवर्तित विद्युत ताप शक्ति (वर्तमान वितरण) बहुत असमान होती है, जिसमें सबसे बड़ी सतह और सबसे छोटा केंद्र होता है, जिसे त्वचा प्रभाव के रूप में जाना जाता है। प्रेरण हीटिंग की विद्युत ताप दक्षता में सुधार करने के लिए, बिजली की आपूर्ति आवृत्ति उपयुक्त होनी चाहिए। छोटी पिघलने वाली भट्टियों या सामग्रियों की सतह को गर्म करने के लिए उच्च आवृत्ति वाली बिजली का उपयोग करना चाहिए, जबकि बड़ी पिघलने वाली भट्टियों या सामग्रियों की गहरी पैठ वाली हीटिंग के लिए मध्यम आवृत्ति या बिजली आवृत्ति वाली बिजली का उपयोग करना चाहिए। प्रेरण कॉइल काफी मात्रा में प्रेरण के साथ लोड होते हैं, और उनका पावर फैक्टर आम तौर पर बहुत कम होता है। पावर फैक्टर में सुधार करने के लिए, प्रेरण कॉइल आम तौर पर मध्यवर्ती या उच्च आवृत्ति वाले कैपेसिटर के साथ समानांतर में जुड़े होते हैं, जिन्हें अनुनाद कैपेसिटर के रूप में जाना जाता है। प्रेरण कॉइल और सामग्री के बीच का अंतर छोटा होना चाहिए। प्रेरण कॉइल को चौकोर तांबे की ट्यूब से बनाया जाना चाहिए, जिसमें ट्यूब के अंदर पानी ठंडा हो। प्रेरण कॉइल का इंटर टर्न गैप जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए, और इन्सुलेशन अच्छा होना चाहिए। प्रेरण हीटिंग डिवाइस मुख्य रूप से स्टील, तांबा, एल्यूमीनियम, जस्ता, आदि को गर्म करने और कास्टिंग के लिए उपयोग किया जाता है। इसमें तेजी से हीटिंग, कम जलने का नुकसान, उच्च मशीनीकरण और स्वचालन है, और स्वचालित संचालन लाइनों पर कॉन्फ़िगरेशन के लिए उपयुक्त है।
कोर प्रेरण भट्ठी
उद्योग में उपयोग की जाने वाली प्रेरण पिघलने वाली भट्टियों में क्रूसिबल भट्टियाँ (कोरलेस इंडक्शन भट्टियाँ) और ग्रूव भट्टियाँ (कोरड इंडक्शन भट्टियाँ) शामिल हैं, जैसा कि इंडक्शन भट्टी बॉडी के योजनाबद्ध आरेख के लिए चित्र 2 में दिखाया गया है। क्रूसिबल दुर्दम्य सामग्री या स्टील से बना होता है, जिसकी क्षमता कुछ किलोग्राम से लेकर दसियों टन तक होती है। पिघलने की विशेषता यह है कि क्रूसिबल में पिघली हुई धातु विद्युत बल के अधीन होती है, जिससे पिघले हुए पूल का तरल स्तर बाहर निकल जाता है, और पिघली हुई धातु तरल स्तर के केंद्र से आसपास के क्षेत्रों में प्रवाहित होती है, जिससे चक्रीय प्रवाह होता है। इस घटना को विद्युत प्रभाव कहा जाता है, जो पिघल की संरचना को एक समान बना सकता है। नुकसान यह है कि स्लैग परिधि की ओर जाता है और इसका कवरेज खराब होता है। ग्रूव भट्टी की तुलना में, क्रूसिबल भट्टी में लचीला संचालन, उच्च पिघलने का तापमान होता है, लेकिन कम पावर फैक्टर और उच्च बिजली की खपत होती है। पिघली हुई नाली भट्टी के सेंसर में एक लोहे का कोर, एक इंडक्शन रिंग और एक पिघली हुई नाली भट्टी की परत होती है। पिघली हुई नाली एक या दो पट्टी के आकार की कुंडलाकार खांचे होती है, जो पिघली हुई सामग्री से भरी होती है और पिघली हुई पूल से जुड़ी होती है। सिद्धांत रूप में, ट्रेंच भट्टी को द्वितीयक में कुंडल के केवल एक मोड़ और शॉर्ट सर्किट के साथ एक लोहे के कोर ट्रांसफार्मर के रूप में माना जा सकता है। पिघली हुई नाली में प्रेरक धारा प्रवाहित होती है, जिससे विद्युत ताप परिवर्तन प्राप्त होता है।
उत्पादन में, धातु पिघलने की प्रत्येक भट्टी के पूरा होने के बाद, पिघले हुए पूल को खाली नहीं किया जा सकता है, अन्यथा यह सूखना आसान है। अगली भट्टी के लिए शुरुआती पिघल के रूप में पिघल के एक हिस्से को बनाए रखना आवश्यक है। पिघले हुए खांचे का तापमान पिघले हुए पूल के तापमान से अधिक होता है, और यह पिघले हुए प्रवाह के क्षरण को भी सहन करता है, इसलिए पिघले हुए खांचे की भट्टी की परत को नुकसान होने का खतरा होता है। रखरखाव की सुविधा के लिए, आधुनिक भट्टी सेंसर को आसानी से बदलने योग्य विधानसभाओं में बनाया जाता है। पिघली हुई भट्टी की क्षमता कुछ सौ किलोग्राम से लेकर सौ टन से अधिक होती है। पिघली हुई भट्टी बिजली की आवृत्ति को बिजली की आपूर्ति करती है, और चुंबकीय पथ के रूप में सिलिकॉन स्टील शीट से बने लोहे के कोर के उपयोग के कारण, विद्युत दक्षता और पावर फैक्टर दोनों उच्च होते हैं। पिघलने वाली भट्टी का उपयोग मुख्य रूप से कच्चा लोहा, तांबा, जस्ता, पीतल आदि को पिघलाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग पिघली हुई सामग्रियों को संग्रहीत करने और गर्म करने के लिए मिक्सिंग भट्टी के रूप में भी किया जा सकता है।
आर्क भट्टी
एक विद्युत भट्टी जो धातुओं और अन्य सामग्रियों को पिघलाने के लिए आर्क थर्मल प्रभाव का उपयोग करती है (चित्र 3 आर्क फर्नेस प्रकार)। हीटिंग के तीन प्रकार हैं: अप्रत्यक्ष हीटिंग इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस।
आर्क भट्टी
दो इलेक्ट्रोड के बीच एक चाप उत्पन्न होता है, बिना सामग्री को छुए, और सामग्री को थर्मल विकिरण द्वारा गर्म किया जाता है। इस प्रकार की भट्टी में उच्च शोर, कम दक्षता होती है, और इसे धीरे-धीरे चरणबद्ध किया जा रहा है। इलेक्ट्रिक आर्क भट्टी को सीधे गर्म करना।
इलेक्ट्रोड और सामग्री के बीच एक आर्क उत्पन्न होता है, जो सीधे सामग्री को गर्म करता है;
स्टीलमेकिंग के लिए तीन-चरण इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली प्रत्यक्ष हीटिंग इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस है। जलमग्न आर्क फर्नेस, जिसे रिडक्शन फर्नेस या जलमग्न आर्क फर्नेस के रूप में भी जाना जाता है। इलेक्ट्रोड का एक सिरा सामग्री परत में दबा होता है, जिससे सामग्री परत के अंदर एक चाप बनता है और सामग्री परत के प्रतिरोध का उपयोग करके सामग्री को गर्म किया जाता है; आमतौर पर फेरोएलॉय को गलाने के लिए उपयोग किया जाता है।
वैक्यूम आर्क भट्टी
यह एक इलेक्ट्रिक भट्टी है जो वैक्यूम भट्टी के शरीर में धातुओं को सीधे गर्म करने और पिघलाने के लिए इलेक्ट्रिक आर्क का उपयोग करती है। भट्ठी के अंदर की गैस पतली होती है और आर्क बनाने के लिए मुख्य रूप से पिघली हुई धातु के वाष्प पर निर्भर करती है। आर्क को स्थिर करने के लिए, आमतौर पर प्रत्यक्ष धारा की आपूर्ति की जाती है। गलाने की विशेषताओं के अनुसार, इसे धातु पुनः गलाने वाली भट्टियों और ढलाई भट्टियों में विभाजित किया जाता है। गलाने की प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रोड का उपभोग (पिघलाया) जाता है या नहीं, इसके अनुसार उन्हें स्व-उपभोग भट्टियों और गैर-स्व-उपभोग भट्टियों में विभाजित किया जाता है। अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोग स्व-उपभोग भट्टियाँ हैं। वैक्यूम आर्क भट्टी का उपयोग विशेष स्टील, सक्रिय और आग रोक धातुओं जैसे टाइटेनियम, मोलिब्डेनम और नियोबियम को पिघलाने के लिए किया जाता है।
आर्क हीटिंग को आर्क रेजिस्टेंस हीटिंग माना जा सकता है। भट्ठी के सामान्य उत्पादन के लिए स्थिर आर्क प्रतिरोध एक आवश्यक शर्त है। एसी आर्क भट्टियां आमतौर पर पावर फ्रीक्वेंसी बिजली का उपयोग करती हैं। आर्क को स्थिर करने के लिए, भट्ठी के बिजली आपूर्ति सर्किट में उचित इंडक्शन होना चाहिए। हालांकि, इंडक्शन की उपस्थिति पावर फैक्टर और इलेक्ट्रिकल दक्षता को कम कर सकती है। वर्तमान आवृत्ति को कम करना एसी आर्क भट्टियों को विकसित करने का एक तरीका है। आर्क प्रतिरोध मूल्य काफी छोटा है, और आवश्यक गर्मी प्राप्त करने के लिए, भट्ठी को काफी कार्यशील धारा की आवश्यकता होती है। इसलिए, अत्यधिक सर्किट नुकसान से बचने के लिए भट्ठी के छोटे नेटवर्क का प्रतिरोध जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए। तीन-चरण आर्क भट्टियों के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि असंतुलित तीन-चरण भार से बचने के लिए तीन चरणों की प्रतिबाधा समान हो।
प्लाज्मा भट्टी
एक विद्युत भट्टी जो हीटिंग या पिघलने के लिए कार्यशील गैस के आयनीकरण के दौरान उत्पन्न प्लाज्मा का उपयोग करती है। प्लाज्मा उत्पन्न करने वाले उपकरण को आमतौर पर प्लाज्मा गन कहा जाता है, और इसके दो प्रकार हैं: आर्क प्लाज्मा गन और उच्च आवृत्ति प्रेरण प्लाज्मा गन। कार्यशील गैस को प्लाज्मा गन में डाला जाता है, जो एक ऐसे उपकरण से सुसज्जित है जो एक आर्क या उच्च आवृत्ति (5-20 मेगाहर्ट्ज) विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। कार्यशील गैस को क्रिया द्वारा आयनित किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों, धनात्मक आयनों और गैस परमाणुओं और अणुओं के मिश्रण से बना प्लाज्मा उत्पन्न होता है। समदूरस्थ
इलेक्ट्रॉन बीम भट्ठी
प्लाज्मा गन नोजल से बेटी बॉडी को बाहर निकालने के बाद, यह एक उच्च गति और उच्च तापमान वाली प्लाज्मा आर्क लौ बनाता है, जिसका तापमान एक सामान्य आर्क की तुलना में बहुत अधिक होता है। सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली कार्यशील गैस आर्गन है, जो एक एकल परमाणु गैस है जिसे आयनित करना आसान है और यह एक निष्क्रिय गैस है जो सामग्रियों की रक्षा कर सकती है। काम करने का तापमान 20000 □ तक पहुँच सकता है; विशेष स्टील, टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु, सुपरकंडक्टिंग सामग्री आदि को पिघलाने के लिए उपयोग किया जाता है। भट्ठी के प्रकारों में वाटर-कूल्ड कॉपर क्रिस्टलाइज़र भट्ठी, खोखली कैथोड भट्ठी, इंडक्शन हीटिंग के साथ प्लाज्मा भट्ठी और आग रोक अस्तर के साथ प्लाज्मा भट्ठी शामिल हैं।