लैडल में गहन विसल्फराइजेशन: CaC₂ + Mg सह-इंजेक्शन रणनीतियाँ
आधुनिक स्वच्छ-इस्पात उत्पादन में गहन विसल्फराइजेशन लक्ष्य कई ग्रेडों के लिए 20 ppm सल्फर से नीचे चले गए हैं, और लैडल इंजेक्शन वहाँ पहुँचने का मानक मार्ग है। कैल्शियम कार्बाइड (CaC₂) और मैग्नीशियम (Mg) दो प्रमुख अभिकर्मक हैं, और केंद्रीय प्रक्रिया प्रश्न यह है कि उन्हें अकेले या संयोजन में उपयोग करना चाहिए। दोनों में से किसी एक अभिकर्मक का मोनो-इंजेक्शन एक सीमित विंडो के भीतर काम करता है: मैग्नीशियम तेज़ और शक्तिशाली है लेकिन अशांत हो सकता है और उच्च जोड़ दरों पर नियंत्रित करना कठिन होता है, जबकि कैल्शियम कार्बाइड एक हल्की, सतत विसल्फराइजेशन क्षमता प्रदान करता है लेकिन धीमी गतिकी के साथ। सह-इंजेक्शन दोनों की ताकत को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
सह-इंजेक्शन के लिए गतिकी तर्क पूरक तंत्रों पर टिका है। मैग्नीशियम में सल्फर के प्रति उच्च आत्मीयता होती है और यह तेजी से MgS बनाता है, जो उपचार के पहले मिनटों में तत्काल सल्फर ग्रहण देता है। इस बीच, कैल्शियम कार्बाइड इस्पात के संपर्क में विघटित होकर पूरे उपचार विंडो में विसल्फराइजेशन के लिए कैल्शियम की निरंतर आपूर्ति प्रदान करता है। दोनों को एक साथ चलाने का मतलब है कि तेज़ मैग्नीशियम प्रतिक्रिया सल्फर को तेजी से नीचे ले जाती है जबकि कैल्शियम कार्बाइड अंतिम गहरे लक्ष्य तक गति बनाए रखता है, बजाय इसके कि मैग्नीशियम प्रभाव क्षय होने पर सल्फर पुनरावर्तन होने दिया जाए। परिणाम कम सल्फर तक एक तेज़ मार्ग है जिसमें अधिक स्थिर अंतिम बिंदु होता है।
स्लैग रसायन किसी भी रणनीति के लिए सक्षम स्थिति है। गहन विसल्फराइजेशन के लिए उच्च-क्षारीयता, निम्न-ऑक्सीजन स्लैग की आवश्यकता होती है, और लैडल स्लैग का CaO/SiO₂ अनुपात 1.5–2.0 पर या उससे ऊपर रखा जाना चाहिए। एक क्षारीय स्लैग धातु-पक्ष प्रतिक्रियाओं द्वारा मुक्त किए गए सल्फर को अवशोषित करता है और उसे रोककर रखता है, जिससे इस्पात में पुनरावर्तन रुकता है। इंजेक्शन उपचार को कैल्शियम-ऑक्साइड-समृद्ध स्लैग — जो आमतौर पर क्विकलाइम जोड़ के साथ बनाया जाता है — के साथ जोड़ना ही एक क्षणिक सल्फर गिरावट को स्थिर अंतिम सल्फर मान में बदल देता है। उस स्लैग स्थिति के बिना, सबसे आक्रामक इंजेक्शन अनुसूची भी गहरे लक्ष्य से काफी ऊपर रुक जाएगी।
मोनो- और सह-इंजेक्शन के बीच चयन अंततः एक आर्थिक है, और अर्थशास्त्र अभिकर्मक दक्षता और उपचार समय पर निर्भर करता है। मैग्नीशियम हटाए गए सल्फर की प्रति इकाई अधिक महंगा है लेकिन तेजी से कार्य करता है, उपचार चक्र को छोटा करता है; कैल्शियम कार्बाइड सस्ता है लेकिन समान अंतिम बिंदु तक पहुँचने के लिए लंबे निवास समय की आवश्यकता होती है। सह-इंजेक्शन आमतौर पर किसी दिए गए अंतिम सल्फर के लिए कुल अभिकर्मक खपत को कम करता है क्योंकि प्रत्येक अभिकर्मक उस क्षेत्र में काम करता है जहाँ वह सबसे अधिक कुशल होता है, और छोटा उपचार समय लैडल और फर्नेस क्षमता मुक्त करता है। जो संयंत्र गहरे सल्फर विनिर्देशों के साथ कई हीट चलाते हैं, उनके लिए सह-इंजेक्शन पूंजीगत व्यय आमतौर पर कम अभिकर्मक लागत और बढ़ी हुई थ्रूपुट के माध्यम से वसूल किया जाता है।
वाहक गैस चयन प्रक्रिया डिज़ाइन को पूरा करता है। नाइट्रोजन और आर्गन सामान्य विकल्प हैं; उन ग्रेडों के लिए जहाँ नाइट्रोजन ग्रहण अस्वीकार्य है, आर्गन अधिक लागत पर भी अनिवार्य है। वाहक गैस प्रवाह दर और इंजेक्शन लांस स्थिति को मैग्नीशियम प्रतिक्रिया को नियंत्रण में रखने के लिए समायोजित किया जाना चाहिए — बहुत कम फैलाव एक हिंसक स्थानीय प्रतिक्रिया बनाता है, जबकि अत्यधिक गैस प्रवाह अभिकर्मक को पतला करता है और उपचार को लंबा करता है। आधुनिक इंजेक्शन स्टेशन अभिकर्मक फ़ीड दर, गैस प्रवाह और लांस गहराई को सल्फर सेटपॉइंट के विरुद्ध समन्वित करते हैं, और इन चरों को संतुलित करने में ऑपरेटर का कौशल अक्सर 20 ppm लक्ष्य को हिट करने और चूकने के बीच का अंतर होता है।
अपनी विसल्फराइजेशन प्रथा को मानकीकृत करने वाले मिलों के लिए, व्यावहारिक मार्ग वर्तमान स्लैग और सल्फर अंतिम बिंदु को चिह्नित करना है, फिर सह-इंजेक्शन के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले प्रत्येक अभिकर्मक के मोनो-इंजेक्शन का परीक्षण करना है, ताकि दूसरे अभिकर्मक का सीमांत लाभ मानने के बजाय मापा जा सके। इस प्रक्रिया को खिलाने वाली सामग्री — कैल्शियम कार्बाइड, मैग्नीशियम डीसल्फराइज़र और क्विकलाइम — KHAKI TRADING CO., LIMITED द्वारा संचालित steelrefiningmaterials.com जैसे प्लेटफ़ॉर्मों के माध्यम से उपलब्ध हैं, जो 80 से अधिक देशों के खरीदारों के लिए 17 भाषाओं में 32 उत्पाद श्रेणियों को कवर करते हैं।
