आयरन आयु से इलेक्ट्रिक आर्क फ़र्नेस

लौह युग की शुरुआत में इस्पात का विकास 4000 वर्ष पूर्व का पता लगा सकता है। कांस्य की तुलना में कठिन और मजबूत होने के लिए साबित करना, जो पहले से अधिक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला धातु था, लोहे ने हथियारों और उपकरणों में कांस्य को विस्थापित करना शुरू कर दिया था।

निम्न कुछ हजार वर्षों से, हालांकि, लोहे की गुणवत्ता का उत्पादन उत्पादन के तरीकों पर उपलब्ध अयस्क पर उतना निर्भर करेगा।

17 वीं शताब्दी तक, लोहे की संपत्ति अच्छी तरह से समझ गई थी, लेकिन यूरोप में शहरीकरण में बढ़ोतरी ने अधिक बहुमुखी संरचनात्मक धातु की मांग की।

और 1 9वीं शताब्दी तक, रेलवे के विस्तार से खपत की जाने वाली लोहे की मात्रा धातुओं को लोहे की भंगुरता और अक्षम उत्पादन प्रक्रियाओं के समाधान के लिए वित्तीय प्रोत्साहन प्रदान करती है।

निस्संदेह, स्टील के इतिहास में बड़ी सफलता 1856 में हुई जब हेनरी बेसेमर ने लोहे में कार्बन सामग्री को कम करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करने का एक प्रभावी तरीका विकसित किया: आधुनिक इस्पात उद्योग का जन्म हुआ।

-2 ->

आयरन का युग

बहुत अधिक तापमान पर, लोहे से कार्बन को अवशोषित करना शुरू हो जाता है, जो धातु के पिघलने बिंदु को कम करता है, जिससे कच्चा लोहा होता है (2. 5 से 4. 5% कार्बन )। विस्फोट भट्टियों का विकास, जो पहले 6 वीं शताब्दी ईसा पूर्व में चीनी द्वारा इस्तेमाल किया गया था लेकिन मध्य युग के दौरान यूरोप में अधिक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया, कच्चा लोहा के उत्पादन में वृद्धि हुई।

पिग आयरन पिघला हुआ लोहा ब्लास्ट फर्नेसों से बाहर चलाता है और एक मुख्य चैनल और आसन्न ढालना में ठंडा किया जाता है। बड़े, मध्य और आसपास के छोटे सिल्लियां एक बोना और स्तन पिघल जैसी होती हैं।

-3 ->

कच्चा लोहा मजबूत है, लेकिन इसकी कार्बन सामग्री के कारण भंगुरता से ग्रस्त है, इसे काम करने और आकार देने के लिए आदर्श से भी कम किया जाता है। चूंकि धातुकर्मियों को पता चला कि लोहे में उच्च कार्बन सामग्री भंगुरता की समस्या के लिए केंद्रीय थी, उन्होंने लोहे को और अधिक व्यावहारिक बनाने के लिए कार्बन सामग्री को कम करने के नए तरीकों से प्रयोग किया।

18 वीं शताब्दी के अंत तक, लोहा निर्माताओं ने सीखा पिग आयरन को कम कार्बन सामग्री में परिवर्तित करने के लिए सीख लिया था जिसमें लोहे का लोहा लगा हुआ था (हेनरी कोर्ट द्वारा 1784 में विकसित)। गर्म पिघला हुआ लोहे भट्टियां भरे हैं, जिन्हें पुडलर्स द्वारा लंबे समय तक मक्खन के आकार के उपकरण का इस्तेमाल किया जाता था, जिससे ऑक्सीजन को गठबंधन करने और धीरे-धीरे कार्बन हटा दिया जाता था। जैसा कि कार्बन सामग्री घट जाती है, लोहे का गलनांक बढ़ता है, इसलिए लोहे के द्रव्यमान भट्ठी में जमा हो जाते हैं। इन लोगों को हटा दिया जाएगा और चादरें या रेल में घुसने से पहले पुडलर द्वारा फोर्ज हथौड़ा के साथ काम किया जाएगा। 1860 तक, ब्रिटेन में 3000 से अधिक कुदाल भट्टियां थीं, लेकिन यह प्रक्रिया अपने श्रम और ईंधन तीव्रता से बाधित रही।

स्टील, ब्लिस्टर स्टील के प्रारंभिक रूपों में से एक, 17 वीं शताब्दी में जर्मनी और इंग्लैंड में उत्पादन शुरू किया और सीमेंटेशन के रूप में जाने वाली प्रक्रिया का उपयोग करके पिघला हुआ पिग आयरन में कार्बन सामग्री को बढ़ाकर उत्पादन किया गया।इस प्रक्रिया में, गढ़ा लोहे की सलाखों के पत्थर के बक्से में पाउडर कोयला के साथ स्तरित किया गया और गरम किया गया।

लगभग एक हफ्ते के बाद, लोहे से कोयला में कार्बन अवशोषित होता है। दोहराया हीटिंग कार्बन अधिक समान रूप से वितरित करेगा और परिणाम, ठंडा होने के बाद, छाला इस्पात था। उच्च कार्बन सामग्री ने ब्लिस्टर स्टील को पिग आयरन की तुलना में अधिक कामयाब बनाया, जिससे इसे दबाया या रोल किया जा सके।

ब्लिस्टर स्टील का उत्पादन 1740 के दशक में बढ़ गया जब अंग्रेजी घड़ी निर्माता बेंजामिन हंट्समैन ने अपने घड़ी के स्प्रिंग्स के लिए एक उच्च-गुणवत्ता वाली स्टील विकसित करने की कोशिश करते हुए पाया कि धातु को मिट्टी के क्रेशबल्ले में पिघल दिया जा सकता है और लावा को हटाने के लिए विशेष प्रवाह के साथ परिष्कृत किया जा सकता है। सिमेंटेशन प्रक्रिया पीछे रह गई इसका परिणाम क्रूसिबल या कास्ट-स्टील था। लेकिन उत्पादन की लागत के कारण, फ्लेस्टर और कास्ट स्टील दोनों का उपयोग केवल विशेष अनुप्रयोगों में ही किया गया था।

परिणामस्वरूप, 1 9वीं शताब्दी के अधिकांश समय में पुडिंग भट्टियों में बने कच्चा लोहा ब्रिटेन में औद्योगिकीकरण में प्राथमिक संरचनात्मक धातु बने रहे।

बेसेमर प्रक्रिया और आधुनिक स्टील बनाने यूरोप और अमेरिका दोनों में 1 9वीं शताब्दी के दौरान रेलमार्गों की वृद्धि ने लोहे उद्योग पर काफी दबाव डाला, जो अभी भी अक्षम उत्पादन प्रक्रियाओं से जूझ रहा है।

फिर भी इस्पात अभी भी एक संरचनात्मक धातु के रूप में अप्रतिष्ठित था और उत्पादन धीमा और महंगा था वह 1856 तक था जब कार्बन सामग्री को कम करने के लिए हेनरी बेसेमर पिघला हुआ लोहे में ऑक्सीजन पेश करने के लिए अधिक प्रभावी तरीके से आया था।

अब बेस्सेमर प्रोसेस के रूप में जाना जाता है, बेसेमर ने एक पेअर-आकार का भांति डिज़ाइन किया है- जिसे 'कनवर्टर' के रूप में संदर्भित किया गया है- जिसमें लोहे को गर्म किया जा सकता है, जबकि ऑक्साइड को पिघला हुआ धातु के माध्यम से उड़ाया जा सकता है। ऑक्सीजन पिघला हुआ धातु के माध्यम से पारित होने पर, यह कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करेगा, कार्बन डाइऑक्साइड को जारी करेगा और शुद्ध शुद्ध लोहे का उत्पादन करेगा।

प्रक्रिया तेज और सस्ती थी, कुछ मिनटों में लोहे से कार्बन और सिलिकॉन निकालकर, लेकिन बहुत सफल होने से पीड़ित हुआ। अत्यधिक कार्बन हटा दिया गया था और बहुत अधिक ऑक्सीजन अंतिम उत्पाद में बने रहे। अंततः बेस्सेमर को उनके निवेशकों को चुकाना पड़ता था जब तक कि वे कार्बन सामग्री को बढ़ाने और अवांछित ऑक्सीजन को दूर करने के लिए एक विधि खोज सकें।

उसी समय के बारे में, ब्रिटिश धातुविद् रॉबर्ट मुशेट ने अधिग्रहण किया और लौह, कार्बन, और मैंगनीज़ के एक परिसर का परीक्षण -

speigeleisen

के नाम से जाना। मैग्नीज पिघरे हुए लोहे से ऑक्सीजन को हटाने के लिए जाना जाता था और कार्बनिक सामग्री को स्पेगैलेसेन में जोड़ दिया जाता था, अगर सही मात्रा में जोड़ा जाता है, तो बेसेमर की समस्याओं का समाधान प्रदान करेगा। बेसेमर ने अपनी रूपांतरण प्रक्रिया को बड़ी सफलता के साथ जोड़ना शुरू किया फिर भी, एक समस्या अभी भी बनी हुई है बेस्सेमर फॉस्फोरस को निकालने का एक रास्ता खोजने में नाकाम रहा था-एक हानिकारक अशुद्धता जो स्टील को भंगुर बनाता है-अपने अंतिम उत्पाद से। नतीजतन, स्वीडन और वेल्स से केवल फास्फोरस मुक्त अयस्क का इस्तेमाल किया जा सकता है। 1876 में वेल्शमैन सिडनी गिलक्रिस्ट थॉमस ने बेस्सेमर प्रक्रिया को एक रासायनिक मूलभूत प्रवाह-चूना पत्थर जोड़कर समाधान के साथ आया। चूना पत्थर ने फाग आयरन से लावा में फॉस्फोरस को निकाला, जिससे अवांछित तत्व हटाया जा सके।

इस नवाचार का मतलब था कि, अंत में, दुनिया में कहीं से लौह अयस्क स्टील का उपयोग करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है आश्चर्य नहीं कि स्टील उत्पादन लागत में काफी कमी आई है। स्टील स्टील की कीमतें 1867 और 1884 के बीच 80% से अधिक गिरावट आईं, नई स्टील उत्पादक तकनीकों के परिणामस्वरूप, विश्व इस्पात उद्योग के विकास की शुरुआत की।

खुली गर्मी की प्रक्रिया

1860 के दशक में, जर्मन इंजीनियर कार्ले विल्हेम सीमेंस ने खुली चूल्हा प्रक्रिया के निर्माण के माध्यम से आगे स्टील का उत्पादन बढ़ाया। खुली चूल्हा प्रक्रिया में बड़े उथले भट्टियों में पिग आयरन से इस्पात का उत्पादन हुआ।

अतिरिक्त कार्बन और अन्य अशुद्धियों को जलाने के लिए उच्च तापमान का उपयोग करना, इस प्रक्रिया को चूल्हा के नीचे गर्म ईंट कक्षों पर भरोसा था। पुनर्योजी भट्टियों ने बाद में ईंट कक्षों में उच्च तापमान बनाए रखने के लिए भट्ठी से निकास गेज का इस्तेमाल किया।

इस पद्धति को बड़ी मात्रा में उत्पादन (50-100 मीट्रिक टन एक भट्ठी में उत्पादित किया जा सकता है), पिघला हुआ स्टील के आवधिक परीक्षण के लिए अनुमति दी गई ताकि यह विशेष विनिर्देशों को पूरा करने और स्क्रैप स्टील के उपयोग के लिए बनाया जा सके। एक कच्चा माल हालांकि यह प्रक्रिया बहुत धीमी थी, हालांकि 1 9 00 तक खुली चूल्हा प्रक्रिया ने बड़े पैमाने पर बेस्सेमर प्रक्रिया को बदल दिया था

इस्पात उद्योग का जन्म

इस्पात उत्पादन में क्रांति जो सस्ता, उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री प्रदान करती है, को दिन के कई व्यापारियों द्वारा एक निवेश अवसर के रूप में मान्यता मिली। 1 9वीं शताब्दी के अंत में कैपिटलिस्ट्स, एंड्रयू कार्नेगी और चार्ल्स श्वाब समेत, स्टील उद्योग में लाखों निवेश और लाखों बनाये (कार्नेगी के मामले में अरबों) 1 9 01 में स्थापित कार्नेगी के यूएस स्टील कॉर्पोरेशन, एक अरब डॉलर से अधिक का मूल्यवान पहला निगम था।

इलेक्ट्रिक आर्क फ़र्नेस स्टीलमेकिंग

सदी की शुरुआत के बाद, एक और विकास हुआ जिसकी वजह से इस्पात उत्पादन के विकास पर काफी प्रभाव पड़ेगा। पॉल हेल्ल्ट की विद्युत चाप भट्ठी (ईएएफ) को चार्ज किए गए पदार्थ के माध्यम से विद्युत प्रवाह पारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप एक्सओथेरमिक ऑक्सीकरण और तापमान 3272

°

F (1800 ° C) तक अधिक था पर्याप्त इस्पात उत्पादन गर्मी के लिए प्रारंभिक रूप से विशेषता स्टील्स के लिए इस्तेमाल किया गया, ईएएफ उपयोग में वृद्धि हुई और द्वितीय विश्व युद्ध के द्वारा स्टील मिश्र धातुओं के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया जा रहा था। ईएएफ मिल्स की स्थापना में शामिल कम निवेश लागत ने उन्हें यूएस स्टील कार्पोरेशन और बेथलेहेम स्टील जैसे प्रमुख अमेरिकी उत्पादकों, विशेषकर कार्बन स्टील्स या लंबे उत्पादों के साथ प्रतिस्पर्धा करने की अनुमति दी। क्योंकि ईएएफ स्टील का उत्पादन 100% स्क्रैप या ठंडा लौह-फीड से कर सकता है, क्योंकि उत्पादन की प्रति यूनिट कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। मूल ऑक्सीजन की वजहों के विपरीत, आपरेशनों को भी रोका जा सकता है और थोड़ी जुड़ी लागत से शुरू किया जा सकता है। इन कारणों के लिए, ईएएफ के माध्यम से उत्पादन 50 वर्षों से लगातार बढ़ रहा है और अब लगभग 33% वैश्विक इस्पात उत्पादन का हिस्सा है।

ऑक्सीजन स्टील बनाने

वैश्विक इस्पात उत्पादन का अधिकांश हिस्सा-लगभग 66%-अब बुनियादी ऑक्सीजन सुविधाओं में उत्पादन किया जाता है। 1 9 60 के दशक में औद्योगिक पैमाने पर नाइट्रोजन से ऑक्सीजन को अलग करने के लिए एक विधि का विकास बुनियादी ऑक्सीजन भट्टियों के विकास में प्रमुख प्रगति के लिए अनुमति देता है।

बेसिक ऑक्सीजन भट्टियां पिघला हुआ लौह और स्क्रैप स्टील की बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन को झटका देती हैं और खुली चूल्हा के तरीकों की तुलना में अधिक चार्ज पूरी कर सकती हैं। 350 मीट्रिक टन तक का लोहा रखने वाले बड़े जहाजों को एक घंटे से कम समय में स्टील में रूपांतरण पूरा किया जा सकता है।

ऑक्सिजन स्टील बनाने की लागत की क्षमता खुली चूल्हा कारखानों को अप्रतिस्पर्धी करती है और 1 9 60 के दशक में ऑक्सीजन स्टील बनाने के बाद ओपन हेल्थ ऑपरेशन शुरू करना बंद हो गया था। अमेरिका में पिछले ओपन हेल्थ की सुविधा 1992 में और चीन में 2001 में बंद हुई।

सूत्रों का कहना है:

स्पोअरल, यूसुफ एस।

_{लोहा और इस्पात उत्पादन का संक्षिप्त इतिहास}

_{सेंट एन्सलम कॉलेज वर्ल्ड स्टील एसोसिएशन www। steeluniversity। संगठन सड़क, आर्थर और अलेक्जेंडर, डब्लू.ओ. 1 9 44.}

_{मनुष्य की सेवा में धातु}

_{11 वीं संस्करण (1 99 8)}