लौह और इस्पात सामग्री उद्योग ज्ञान का अवलोकन
I. लौह और इस्पात की परिभाषा और मूल स्थिति
लोहा और स्टील मुख्य रूप से लौह (Fe) और कार्बन (C) के साथ-साथ मैंगनीज (Mn), सिलिकॉन (Si), फॉस्फोरस (P), और सल्फर (S) जैसे अन्य तत्वों से बने मिश्र धातुओं के लिए सामान्य शब्द हैं। वे आधुनिक उद्योग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली और महत्वपूर्ण धातु सामग्री हैं, जिन्हें अक्सर "उद्योग की रीढ़" कहा जाता है। विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए रासायनिक संरचना और गर्मी उपचार प्रक्रियाओं को समायोजित करके उनके गुणों को बेहद विस्तृत श्रृंखला में भिन्न किया जा सकता है।
द्वितीय. मुख्य वर्गीकरण: पिग आयरन, स्टील और स्टील उत्पाद
पिग आयरन: High carbon content (>2.11%), कठोर और भंगुर, मुख्य रूप से ब्लास्ट फर्नेस गलाने के माध्यम से उत्पादित। अधिकांश का उपयोग इस्पात निर्माण के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है, जबकि एक छोटा सा हिस्सा ढलाई (फाउंड्री पिग आयरन) के लिए उपयोग किया जाता है।
इस्पात: आम तौर पर इसमें 0.02% से 2.11% कार्बन होता है, जो ताकत, क्रूरता और प्लास्टिसिटी के अच्छे संयोजन की विशेषता है। स्टील बनाने वाली भट्ठी में कार्बन और अशुद्धियों को हटाने के लिए ऑक्सीकरण करके पिग आयरन से स्टील का उत्पादन किया जाता है; यह इस्पात उत्पादों के लिए आधार सामग्री है।
इस्पात उत्पाद: रोलिंग, फोर्जिंग, ड्राइंग आदि के माध्यम से स्टील को प्लास्टिक रूप से संसाधित करके बनाए गए तैयार या अर्ध-तैयार उत्पाद, जैसे प्लेट, पाइप, सेक्शन और वायर रॉड।
तृतीय. इस्पात के लिए कोर वर्गीकरण प्रणाली
स्टील का वर्गीकरण जटिल है; सामान्य प्रणालियों में शामिल हैं:
रासायनिक संरचना द्वारा:
कार्बन स्टील: मुख्य रूप से लौह और कार्बन से बना है। कार्बन सामग्री के आधार पर कम -कार्बन स्टील (सी) में विभाजित किया गया है<0.25%), medium-carbon steel (0.25%≤C≤0.60%), and high-carbon steel (C>0.60%). कम लागत, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला।
अलॉय स्टील: कार्बन स्टील के आधार पर, विशिष्ट गुण प्राप्त करने के लिए जानबूझकर एक या अधिक मिश्र धातु तत्व (जैसे, क्रोमियम सीआर, निकल नी, मोलिब्डेनम मो, वैनेडियम वी) जोड़े जाते हैं। में विभाजित किया जा सकता हैकम -मिश्र धातु इस्पात, मध्यम -मिश्र धातु इस्पात, औरउच्च -मिश्र धातु इस्पात.
गुणवत्ता द्वारा (मुख्य रूप से हानिकारक अशुद्धता सामग्री, फॉस्फोरस और सल्फर पर आधारित):
साधारण इस्पात (पी 0.045% से कम या उसके बराबर, एस 0.050% से कम या उसके बराबर)
गुणवत्ता वाला स्टील (पी, एस दोनों 0.035% से कम या बराबर)
उच्च गुणवत्ता वाला स्टील (पी 0.035% से कम या उसके बराबर, एस 0.030% से कम या उसके बराबर)
गलाने की विधि और डीऑक्सीडेशन डिग्री द्वारा:
खुला हुआ -चूल्हा स्टील (काफी हद तक अप्रचलित)
बेसिक ऑक्सीजन फर्नेस (बीओएफ) स्टील (मुख्यधारा उत्पादन प्रक्रिया)
इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (ईएएफ) स्टील (अक्सर उच्च गुणवत्ता वाले मिश्र धातु इस्पात के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है)
डीऑक्सीडेशन डिग्री के अनुसार: रिम्ड स्टील (एफ), किल्ड स्टील (जेड), सेमी - किल्ड स्टील (बी), और स्पेशल किल्ड स्टील (टीजेड)।
मेटलोग्राफिक संरचना द्वारा (गर्मी उपचार स्थिति से संबंधित):
एनील्ड अवस्था: हाइपोयूटेक्टॉइड स्टील, यूटेक्टॉइड स्टील, हाइपरयूटेक्टॉइड स्टील।
सामान्यीकृत अवस्था: पर्लिटिक स्टील, बैनिटिक स्टील, मार्टेंसिटिक स्टील, ऑस्टेनिटिक स्टील।
आवेदन द्वारा (सबसे आम वर्गीकरण विधि):
संचरना इस्पात: निर्माण, पुलों, जहाजों, वाहनों, दबाव वाहिकाओं आदि के लिए उपयोग किया जाता है। ताकत और क्रूरता पर जोर देता है।
टूल स्टील: काटने के उपकरण, सांचे, मापने के उपकरण बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध और गर्म कठोरता पर जोर देता है।
विशेष प्रयोजन इस्पात: इसमें विशेष भौतिक/रासायनिक गुण होते हैं, जैसे,स्टेनलेस स्टील (संक्षारण-प्रतिरोधी),ऊष्मा-प्रतिरोधी स्टील, घर्षण-प्रतिरोधी स्टील.
चतुर्थ. मुख्य उत्पादन प्रक्रिया प्रवाह
आधुनिक एकीकृत लौह और इस्पात परिसर मुख्य रूप से दो मॉडलों का पालन करते हैं: "लंबी प्रक्रिया" और "लघु प्रक्रिया":
लंबी प्रक्रिया: सिंटरिंग/पेलेटाइजिंग → ब्लास्ट फर्नेस आयरनमेकिंग → बेसिक ऑक्सीजन फर्नेस स्टीलमेकिंग → सेकेंडरी रिफाइनिंग → सतत कास्टिंग → रोलिंग. मुख्य कच्चे माल के रूप में लौह अयस्क और कोयले का उपयोग करता है। बड़ी क्षमता, मुख्यधारा की प्रक्रिया।
लघु प्रक्रिया: इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस स्टीलमेकिंग → सेकेंडरी रिफाइनिंग → सतत कास्टिंग → रोलिंग. मुख्य कच्चे माल के रूप में पुनर्नवीनीकृत स्क्रैप स्टील का उपयोग करता है। अपेक्षाकृत कम ऊर्जा खपत और उत्सर्जन, अधिक पर्यावरण के अनुकूल। हरित परिवर्तन के लिए एक प्रमुख दिशा।
वी. प्रमुख प्रदर्शन संकेतक
यांत्रिक विशेषताएं: शक्ति (उपज शक्ति, तन्य शक्ति), प्लास्टिसिटी (बढ़ाव, क्षेत्र में कमी), क्रूरता (प्रभाव ऊर्जा), कठोरता।
भौतिक एवं रासायनिक गुण: संक्षारण प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध, वेल्डेबिलिटी, गर्म/ठंडा कार्यशीलता।
VI. मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र
निर्माण: प्रबलित कंक्रीट संरचनाओं के लिए सुदृढ़ीकरण बार (सरिया), तार की छड़ें, एच-बीम।
उत्पादन: ऑटोमोटिव स्टील शीट (बॉडी पैनल, गियर के लिए स्टील), मशीनरी निर्माण के लिए स्टील, बियरिंग स्टील, स्प्रिंग स्टील।
ऊर्जा एवं परिवहन: तेल/गैस संचरण के लिए पाइपलाइन स्टील, पवन टरबाइन टावरों के लिए स्टील, जहाजों और अपतटीय प्लेटफार्मों के लिए स्टील, रेलवे के लिए रेल और पहिये।
घरेलू उपकरण एवं उपभोक्ता सामान: विभिन्न उपकरणों, कटलरी (स्टेनलेस स्टील) के लिए आवरण।
सातवीं. वर्तमान उद्योग विकास रुझान
हरा और निम्न -कार्बन संक्रमण: हाइड्रोजन आधारित धातु विज्ञान, कार्बन कैप्चर, उपयोग और भंडारण (सीसीयूएस) का विकास करना, और जलवायु परिवर्तन को संबोधित करने के लिए ईएएफ स्टील का अनुपात बढ़ाना।
उत्पाद को उच्च-अंत तक अपग्रेड करना: आयात प्रतिस्थापन प्राप्त करने के लिए उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, संक्षारण प्रतिरोध और अत्यधिक वातावरण (उच्च/निम्न तापमान) के प्रतिरोध के साथ विशेष स्टील्स के अनुसंधान एवं विकास और उत्पादन पर ध्यान केंद्रित करना।
बुद्धिमान विनिर्माण: उत्पादन को अनुकूलित करने, लागत में कमी, दक्षता में सुधार और गुणवत्ता स्थिरता प्राप्त करने के लिए औद्योगिक इंटरनेट, बड़े डेटा और कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करना।
सेवा-उन्मुखी सामग्री आपूर्ति: केवल स्टील बेचने से लेकर सामग्री समाधान और पूर्ण जीवनचक्र सेवाएं प्रदान करने तक का विकास।