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वैक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग
वैक्यूम कास्टिंग (वैक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग - वीआईएम) को विशेष और विदेशी मिश्र धातुओं के प्रसंस्करण के लिए विकसित किया गया था, और परिणामस्वरूप यह अधिक सामान्य होता जा रहा है क्योंकि इन उन्नत सामग्रियों का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। वीआईएम को सुपरअलॉय और उच्च शक्ति वाले स्टील को पिघलाने और ढालने के लिए विकसित किया गया था, जिनमें से कई को वैक्यूम प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है क्योंकि उनमें टीआई, एनबी और अल जैसे दुर्दम्य और प्रतिक्रियाशील तत्व होते हैं। जब उच्च गुणवत्ता वाला प्रारंभिक पिघल वांछित हो तो इसका उपयोग स्टेनलेस स्टील और अन्य धातुओं के लिए भी किया जा सकता है।

जैसा कि नाम से पता चलता है, इस प्रक्रिया में वैक्यूम स्थितियों के तहत धातु को पिघलाना शामिल है। धातु को पिघलाने के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का उपयोग किया जाता है। इंडक्शन मेल्टिंग धातु में विद्युत एड़ी धाराओं को प्रेरित करके काम करता है। स्रोत प्रेरण कुंडल है, जो एक प्रत्यावर्ती धारा वहन करता है। एड़ी धाराएँ गर्म होती हैं और अंततः आवेश को पिघला देती हैं।

भट्ठी में एक वायुरोधी, जल-ठंडा स्टील जैकेट होता है जो प्रसंस्करण के लिए आवश्यक वैक्यूम को सहन करने में सक्षम होता है। धातु को जल-ठंडा इंडक्शन कॉइल में रखे क्रूसिबल में पिघलाया जाता है, और भट्ठी को आमतौर पर उपयुक्त अपवर्तक के साथ पंक्तिबद्ध किया जाता है।

जिन धातुओं और मिश्र धातुओं में गैसों के प्रति उच्च आकर्षण होता है - विशेष रूप से नाइट्रोजन और ऑक्सीजन में - इन गैसों के साथ संदूषण/प्रतिक्रिया को रोकने के लिए अक्सर वैक्यूम प्रेरण भट्टियों में पिघलाया/परिष्कृत किया जाता है। इसलिए इस प्रक्रिया का उपयोग आम तौर पर उच्च शुद्धता वाली सामग्री या रासायनिक संरचना पर कड़ी सहनशीलता वाली सामग्री के प्रसंस्करण के लिए किया जाता है।

प्रश्न: वैक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग का उपयोग क्यों किया जाता है?

उत्तर: वैक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग मूल रूप से विशेष और विदेशी मिश्र धातुओं के प्रसंस्करण के लिए विकसित किया गया था और परिणामस्वरूप यह अधिक सामान्य होता जा रहा है क्योंकि इन उन्नत सामग्रियों का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। हालाँकि इसे सुपरअलॉय जैसी सामग्रियों के लिए विकसित किया गया था, इसका उपयोग स्टेनलेस स्टील और अन्य धातुओं के लिए भी किया जा सकता है।
ए कैसे करता हैवैक्यूम प्रेरण भट्टीकाम?
सामग्री को वैक्यूम के तहत इंडक्शन भट्टी में चार्ज किया जाता है और चार्ज को पिघलाने के लिए बिजली का उपयोग किया जाता है। तरल धातु की मात्रा को वांछित पिघल क्षमता तक लाने के लिए अतिरिक्त शुल्क लगाए जाते हैं। पिघली हुई धातु को वैक्यूम के तहत परिष्कृत किया जाता है और रसायन विज्ञान को तब तक समायोजित किया जाता है जब तक कि सटीक पिघला हुआ रसायन प्राप्त नहीं हो जाता।
निर्वात में धातु का क्या होता है?
विशेष रूप से, अधिकांश धातुएँ हवा के संपर्क में आने वाली किसी भी सतह पर ऑक्साइड की परत बनाती हैं। यह बंधन को रोकने के लिए एक ढाल के रूप में कार्य करता है। अंतरिक्ष के निर्वात में हवा नहीं है इसलिए धातुएँ सुरक्षात्मक परत नहीं बनाएंगी।

वीआईएम मेल्टिंग के लाभ
उत्पाद और धातुकर्म प्रक्रिया के आधार पर, शोधन चरण के दौरान वैक्यूम स्तर 10-1 से 10-4 एमबार की सीमा में होता है। वैक्यूम प्रसंस्करण के कुछ धातुकर्म लाभ हैं:
ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में पिघलने से गैर-धातु ऑक्साइड समावेशन का निर्माण सीमित हो जाता है और प्रतिक्रियाशील तत्वों के ऑक्सीकरण को रोकता है
बहुत करीबी संरचनागत सहनशीलता और गैस सामग्री की उपलब्धि
उच्च वाष्प दबाव के साथ अवांछित ट्रेस तत्वों को हटाना
विघटित गैसों को हटाना - ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन
सटीक और सजातीय मिश्र धातु संरचना और पिघल तापमान का समायोजन
वैक्यूम में पिघलने से सुरक्षात्मक स्लैग कवर की आवश्यकता समाप्त हो जाती है और आकस्मिक स्लैग संदूषण या पिंड में शामिल होने की संभावना कम हो जाती है।
इस कारण से, डीफॉस्फोराइजेशन और डीसल्फराइजेशन जैसे धातुकर्म संचालन सीमित हैं। वीआईएम धातुकर्म का मुख्य उद्देश्य दबाव-निर्भर प्रतिक्रियाएं हैं, जैसे कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन की प्रतिक्रियाएं। वैक्यूम इंडक्शन भट्टियों में हानिकारक, अस्थिर ट्रेस तत्वों, जैसे एंटीमनी, टेल्यूरियम, सेलेनियम और बिस्मथ को हटाना काफी व्यावहारिक महत्व का है।

डीऑक्सीडेशन को पूरा करने के लिए अतिरिक्त कार्बन की दबाव-निर्भर प्रतिक्रिया की सटीक निगरानी सुपरलॉय के उत्पादन के लिए वीआईएम प्रक्रिया का उपयोग करके प्रक्रिया की बहुमुखी प्रतिभा का सिर्फ एक उदाहरण है। विशिष्टताओं को पूरा करने और भौतिक गुणों की गारंटी देने के लिए सुपरअलॉय के अलावा अन्य सामग्रियों को वैक्यूम इंडक्शन भट्टियों में डीकार्बराइज्ड, डीसल्फराइज्ड या चुनिंदा रूप से आसुत किया जाता है। अधिकांश अवांछनीय ट्रेस तत्वों के उच्च वाष्प दबाव के कारण, उन्हें वैक्यूम इंडक्शन पिघलने के दौरान आसवन द्वारा बहुत कम स्तर तक कम किया जा सकता है, विशेष रूप से उच्च ऑपरेटिंग तापमान पर अत्यधिक उच्च शक्ति वाले मिश्र धातुओं के लिए। उच्चतम गुणवत्ता की आवश्यकताओं को पूरा करने वाली विभिन्न मिश्र धातुओं के लिए, वैक्यूम इंडक्शन भट्टी सबसे उपयुक्त पिघलने वाली प्रणाली है।

स्वच्छ पिघल उत्पन्न करने के लिए निम्नलिखित विधियों को आसानी से वीआईएम प्रणाली के साथ जोड़ा जा सकता है:
कम रिसाव और अवशोषण दर के साथ वातावरण नियंत्रण
क्रूसिबल अस्तर के लिए अधिक स्थिर दुर्दम्य सामग्री का चयन
विद्युत चुम्बकीय सरगर्मी या गैस को शुद्ध करके सरगर्मी और समरूपीकरण
पिघलने के साथ क्रूसिबल प्रतिक्रियाओं को कम करने के लिए सटीक तापमान नियंत्रण
कास्टिंग प्रक्रिया के दौरान उपयुक्त डीस्लेगिंग और फ़िल्टरिंग तकनीक
बेहतर ऑक्साइड हटाने के लिए उपयुक्त लॉन्डर और टुंडिश तकनीक का अनुप्रयोग।