स्टील निर्माण में कैल्शियम कार्बाइड विगलन

सल्फर स्टील में सबसे हानिकारक अशुद्धियों में से एक है, जो हॉट शॉर्टनेस का कारण बनता है, तन्यता को कम करता है, और वेल्डेबिलिटी को खराब करता है। उन स्टील ग्रेड के लिए जिनमें सल्फर सामग्री 0.01 प्रतिशत से कम होनी आवश्यक है — जैसे डीप-ड्राइंग स्टील, पाइपलाइन ग्रेड और उच्च-शक्ति कम-मिश्रधातु संरचनात्मक स्टील — बेसिक ऑक्सीजन फर्नेस में प्रवेश करने से पहले हॉट मेटल का विगलन करना बाद की प्रक्रिया में तरल स्टील से सल्फर हटाने की कोशिश करने से कहीं अधिक कुशल और किफायती है। कैल्शियम कार्बाइड (CaC2) ने इस प्री-ट्रीटमेंट चरण के लिए सबसे प्रभावी विगलन अभिकर्मकों में से एक के रूप में अपनी स्थिति स्थापित की है, जो सही ढंग से उपयोग किए जाने पर सल्फर स्तर को 0.005 प्रतिशत से नीचे तक कम करने में सक्षम है।

कैल्शियम कार्बाइड विगलन CaC2 और हॉट मेटल में घुले सल्फर के बीच एक प्रत्यक्ष अभिक्रिया के माध्यम से काम करता है, जिससे कैल्शियम सल्फाइड (CaS) और ग्रेफाइट कार्बन उत्पन्न होता है। यह अभिक्रिया विशिष्ट हॉट मेटल तापमान 1300 से 1400 डिग्री सेल्सियस पर अत्यधिक ऊष्मागतिकीय रूप से अनुकूल है, और उत्पन्न कार्बन बिना किसी समस्या के लोहे में घुला रहता है। मैग्नीशियम-आधारित विगलनकारकों की तुलना में CaC2 का मुख्य लाभ इसकी पूर्वानुमानिता और निरंतरता है — यह अभिक्रिया मैग्नीशियम इंजेक्शन की तुलना में कम तीव्र होती है, जिससे उच्च-थ्रूपुट संचालन में इसे नियंत्रित करना और संभालना आसान और सुरक्षित हो जाता है। यह विशेष रूप से टारपीडो कार या लैडल-आधारित विगलन स्टेशनों के लिए उपयुक्त है जहां बड़ी मात्रा में हॉट मेटल का तेजी से उपचार किया जाना आवश्यक होता है।

कैल्शियम कार्बाइड विगलन की प्रभावशीलता बहुत हद तक इंजेक्शन विधि और स्लैग प्रबंधन अभ्यास पर निर्भर करती है। कैरियर गैस (आमतौर पर नाइट्रोजन) के साथ सबमर्ज्ड लांस के माध्यम से सह-इंजेक्शन यह सुनिश्चित करता है कि अभिकर्मक हॉट मेटल में गहराई तक पहुंचे, जिससे संपर्क क्षेत्र और अभिक्रिया दक्षता अधिकतम होती है। कण आकार भी महत्वपूर्ण है: बारीक कण तेजी से अभिक्रिया करते हैं लेकिन ऑफ-गैस में फंस सकते हैं, जबकि मोटे कण धीरे-धीरे अभिक्रिया करते हैं लेकिन अधिक पूर्णता से। अधिकांश संचालन गति और उपज के बीच संतुलन बनाने के लिए ग्रेडेड कण आकार वितरण का उपयोग करते हैं। हॉट मेटल के ऊपर एक उचित रूप से डिज़ाइन किया गया कवरिंग एजेंट परत वायुमंडलीय एक्सपोजर से पुनः विगलन को रोकने और CaS अभिक्रिया उत्पाद को स्लैग चरण में अवशोषित करने के लिए आवश्यक है।

अल्ट्रा-लो सल्फर ग्रेड को लक्षित करने वाले स्टील निर्माताओं के लिए, दो-चरणीय दृष्टिकोण अक्सर सबसे अच्छे परिणाम देता है: कैल्शियम कार्बाइड के साथ प्रारंभिक विगलन जिससे सल्फर 0.005 से 0.008 प्रतिशत श्रेणी तक कम हो जाता है, इसके बाद मैग्नीशियम या दूसरे बारीक CaC2 इंजेक्शन के साथ पॉलिश उपचार किया जाता है ताकि अंतिम लक्ष्य प्राप्त किया जा सके। इन दृष्टिकोणों के बीच चुनाव आने वाले सल्फर स्तर, आवश्यक अंतिम सल्फर सामग्री और उपलब्ध विगलन स्टेशन क्षमता पर निर्भर करता है। जो मिलें उचित अभिकर्मक हैंडलिंग, लांस रखरखाव और स्लैग रसायन नियंत्रण में निवेश करती हैं, वे कैल्शियम कार्बाइड के साथ लगातार 80 प्रतिशत से अधिक विगलन दक्षता प्राप्त करती हैं।