कम कार्बन फेरोक्रोम (एलसी फे क्रो) परिचय, रासायनिक संरचना, प्राथमिक अनुप्रयोग और उपयोग

परिचय

लो कार्बन फेरोक्रोम (LC FeCr) एक महत्वपूर्ण फेरोमिश्र धातु है जिसे उच्च मूल्य वाले इस्पात के उत्पादन के लिए सावधानीपूर्वक तैयार किया जाता है। मानक हाई कार्बन फेरोक्रोम के विपरीत, LC FeCr में अत्यधिक कम कार्बन सामग्री होती है, जो सख्त कार्बन प्रतिबंधों वाले इस्पात, जैसे स्टेनलेस स्टील, सुपर मिश्र धातुओं और अन्य विशेष श्रेणियों के उत्पादन के लिए आवश्यक है।

रासायनिक संरचना

लो कार्बन फेरोक्रोम की परिभाषित विशेषता इसकी न्यूनतम कार्बन सामग्री है, जो आमतौर पर 0.015% से 0.50% तक होती है, जो विशिष्ट ग्रेड पर निर्भर करती है। इसका प्रमुख घटक क्रोमियम है, जो सामान्यतः मिश्र धातु के 60% से 70% तक का हिस्सा बनाता है। अन्य प्रमुख तत्वों में सिलिकॉन (जो भिन्न हो सकता है), और फास्फोरस और सल्फर की न्यूनतम मात्रा शामिल है, जिन्हें अंतिम इस्पात के गुणों पर हानिकारक प्रभाव से बचने के लिए तकनीकी रूप से संभव के रूप में कम रखा जाता है।

प्राथमिक अनुप्रयोग और उपयोग

एलसी फेक्र का प्राथमिक अनुप्रयोग मोल्टन स्टील में क्रोमियम को पेश करने के लिए एक मास्टर मिश्र धातु के रूप में होता है, बिना ही कार्बन की अत्यधिक मात्रा को साथ में पेश किए।

1. स्टेनलेस स्टील उत्पादन: यह इसका सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है। विशिष्ट स्टेनलेस स्टील ग्रेड, विशेष रूप से ऑस्टेनिटिक और फेरिटिक ग्रेड, क्रोमियम की उच्च मात्रा (16-26%) के साथ बहुत कम कार्बन की आवश्यकता रखते हैं, क्रोमियम कार्बाइड के निर्माण को रोकने के लिए। ये कार्बाइड अनाज सीमाओं के लिए प्रवास कर सकते हैं, "संवेदनशीलता" का कारण बनते हैं, जिससे अंतर-अनाज संक्षारण और संक्षारण प्रतिरोध की क्षमता में कमी आती है—यही गुण जो स्टेनलेस स्टील की पहचान निर्धारित करता है।
2. विशेष मिश्र धातुएं और सुपरमिश्र धातुएं: एलसी फेक्र का उपयोग एसिड-प्रतिरोधी स्टील, उच्च तापमान मिश्र धातुओं, और अन्य संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं के उत्पादन में महत्वपूर्ण है, जिनका उपयोग एयरोस्पेस, रासायनिक प्रसंस्करण, और ऊर्जा क्षेत्रों में किया जाता है।
3. कम कार्बन वाले उच्च-क्रोमियम मिश्र धातुएं: इसका उपयोग मिश्र इस्पात के निर्माण के लिए किया जाता है, जहां विशिष्ट यांत्रिक गुणों और कठोरता के लिए उच्च क्रोमियम सामग्री और कम कार्बन की आवश्यकता होती है।

मुख्य धातुकर्म प्रक्रियाएं

निम्न कार्बन फेरोक्रोमियम का उत्पादन अपने उच्च कार्बन वाले समकक्ष की तुलना में अधिक जटिल और ऊर्जा-गहन होता है, जिसका मुख्य कारण कार्बन अवशोषण से बचना है। दो मुख्य औद्योगिक प्रक्रियाएं हैं:

1. पेरिन प्रक्रिया: यह एक पारंपरिक धातु-ऊष्मीय विधि है। इसमें क्रोमाइट अयस्क की अभिक्रिया फेरोसिलिकॉन से प्राप्त सोडियम क्रोमेट (या किसी अन्य क्रोमियम यौगिक) और सिलिकॉन के साथ की जाती है। यह अभिक्रिया अत्यधिक ऊष्माक्षेपी (ऊष्मा उत्पन्न करने वाली) होती है और एक प्रतिक्रिया स्थल में होती है। सिलिकॉन अपचायक के रूप में कार्य करता है, और चूंकि कार्बन का उपयोग नहीं किया जाता है, इसलिए परिणामस्वरूप प्राप्त फेरोक्रोमियम में कार्बन की मात्रा बहुत कम होती है। यह प्रक्रिया अति-निम्न कार्बन ग्रेड (<0.015% C) का उत्पादन कर सकती है।
   2. निर्वात डीकार्बुराइजेशन (VODC): यह एक अधिक आधुनिक और प्रचलित विधि है। इसमें सबसे पहले एक सबमर्जड आर्क फर्नेस में क्रोमाइट अयस्क के स्मेल्टिंग के माध्यम से उच्च-कार्बन फेरोक्रोमियम पिघला हुआ द्रव्य पैदा किया जाता है। इस पिघले हुए FeCr को फिर एक कन्वर्टर में, एक निर्वात (वैक्यूम ऑक्सीजन डीकार्बुराइजेशन - VOD) के अंतर्गत स्थानांतरित किया जाता है। ऑक्सीजन को पिघले में उड़ेला जाता है ताकि कार्बन का ऑक्सीकरण और निकास किया जा सके। निर्वात कक्ष कार्बन मोनोऑक्साइड गैस को हटाने में सुविधा प्रदान करता है, जिससे डीकार्बुराइजेशन अभिक्रिया आगे बढ़ जाती है बिना मूल्यवान क्रोमियम के अत्यधिक नुकसान के। यह प्रक्रिया वांछित कार्बन स्तरों को प्राप्त करने के लिए सटीक नियंत्रण की अनुमति देती है।

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