ভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন মেল্টিং
ভ্যাকুয়াম কাস্টিং (ভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন মেল্টিং – ভিআইএম) বিশেষায়িত এবং বিরল সংকর ধাতু প্রক্রিয়াকরণের জন্য তৈরি করা হয়েছিল, এবং ফলস্বরূপ এই উন্নত উপকরণগুলির ব্যবহার বৃদ্ধির সাথে সাথে এটি আরও সাধারণ হয়ে উঠছে। ভিআইএম সুপারঅ্যালয় এবং উচ্চ-শক্তিসম্পন্ন ইস্পাত গলানো ও ঢালাই করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল, যার মধ্যে অনেকগুলির জন্য ভ্যাকুয়াম প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন হয় কারণ সেগুলিতে টাইটানিয়াম (Ti), নাইওবিয়াম (Nb) এবং অ্যালুমিনিয়াম (Al)-এর মতো অবাধ্য এবং প্রতিক্রিয়াশীল উপাদান থাকে। যখন একটি উচ্চ-মানের প্রাথমিক গলিত অবস্থা কাঙ্ক্ষিত হয়, তখন এটি স্টেইনলেস স্টিল এবং অন্যান্য ধাতুর জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে।
নাম থেকেই বোঝা যায়, এই প্রক্রিয়ায় শূন্যস্থান বা ভ্যাকুয়াম অবস্থায় কোনো ধাতুকে গলানো হয়। ধাতু গলানোর জন্য শক্তির উৎস হিসেবে তড়িৎচুম্বকীয় আবেশ ব্যবহার করা হয়। আবেশ গলন প্রক্রিয়ায় ধাতুর মধ্যে বৈদ্যুতিক ঘূর্ণি প্রবাহ (eddy current) সৃষ্টি করা হয়। এর উৎস হলো আবেশ কুণ্ডলী, যা পরিবর্তী প্রবাহ (alternative current) বহন করে। এই ঘূর্ণি প্রবাহ আধানকে উত্তপ্ত করে এবং অবশেষে গলিয়ে দেয়।
চুল্লিটি একটি বায়ুরোধী, জল-শীতল ইস্পাতের আবরণে গঠিত, যা প্রক্রিয়াকরণের জন্য প্রয়োজনীয় ভ্যাকুয়াম সহ্য করতে সক্ষম। ধাতুটিকে একটি জল-শীতল ইন্ডাকশন কয়েলের মধ্যে থাকা ক্রুসিবলে গলানো হয় এবং চুল্লিটির ভেতরের আস্তরণ সাধারণত উপযুক্ত তাপ-প্রতিরোধী পদার্থ দিয়ে তৈরি থাকে।
যেসব ধাতু ও সংকর ধাতুর গ্যাসের প্রতি, বিশেষ করে নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনের প্রতি, উচ্চ আকর্ষণ রয়েছে, সেগুলোকে এই গ্যাসগুলোর সাথে দূষণ বা বিক্রিয়া রোধ করার জন্য প্রায়শই ভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন ফার্নেসে গলানো বা পরিশোধন করা হয়। তাই এই প্রক্রিয়াটি সাধারণত উচ্চ-বিশুদ্ধ উপকরণ বা রাসায়নিক গঠনে কঠোর সহনশীলতা সম্পন্ন উপকরণ প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
প্রশ্ন: ভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন মেল্টিং কেন ব্যবহার করা হয়?
ভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন মেল্টিং মূলত বিশেষায়িত এবং বিরল সংকর ধাতু প্রক্রিয়াকরণের জন্য তৈরি করা হয়েছিল এবং ফলস্বরূপ, এই উন্নত উপকরণগুলির ব্যবহার বৃদ্ধির সাথে সাথে এটি আরও সাধারণ হয়ে উঠছে। যদিও এটি সুপারঅ্যালয়ের মতো উপকরণের জন্য তৈরি করা হয়েছিল, এটি স্টেইনলেস স্টিল এবং অন্যান্য ধাতুর জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে।
কীভাবে একটিভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন ফার্নেসকাজ?
ভ্যাকুয়ামের অধীনে ইন্ডাকশন ফার্নেসে উপাদান প্রবেশ করানো হয় এবং চার্জটি গলানোর জন্য বিদ্যুৎ প্রয়োগ করা হয়। তরল ধাতুর আয়তনকে কাঙ্ক্ষিত গলনাঙ্কে আনার জন্য অতিরিক্ত চার্জ দেওয়া হয়। গলিত ধাতুকে ভ্যাকুয়ামের অধীনে পরিশোধন করা হয় এবং সঠিক গলন রসায়ন অর্জিত না হওয়া পর্যন্ত এর রসায়ন সামঞ্জস্য করা হয়।
শূন্যস্থানে ধাতুর কী হয়?
বিশেষ করে, বেশিরভাগ ধাতু বাতাসের সংস্পর্শে আসা যেকোনো পৃষ্ঠে একটি অক্সাইড স্তর তৈরি করে। এটি বন্ধন প্রতিরোধ করার জন্য একটি ঢাল হিসেবে কাজ করে। মহাকাশের শূন্যস্থানে কোনো বাতাস না থাকায় ধাতুগুলো এই প্রতিরক্ষামূলক স্তরটি তৈরি করতে পারে না।
VIM গলানোর সুবিধাগুলি
পণ্য এবং ধাতুবিদ্যাগত প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, পরিশোধন পর্যায়ে ভ্যাকুয়ামের মাত্রা 10⁻¹ থেকে 10⁻⁴ mbar-এর মধ্যে থাকে। ভ্যাকুয়াম প্রক্রিয়াকরণের কিছু ধাতুবিদ্যাগত সুবিধা হলো:
অক্সিজেন-মুক্ত পরিবেশে গলানোর ফলে অধাতব অক্সাইড অন্তর্ভুক্তি গঠন সীমিত হয় এবং সক্রিয় মৌলসমূহের জারণ প্রতিরোধ করা যায়।
অত্যন্ত সূক্ষ্ম গঠনগত সহনশীলতা এবং গ্যাসের পরিমাণ অর্জন
উচ্চ বাষ্পচাপের মাধ্যমে অবাঞ্ছিত স্বল্পমাত্রার উপাদান অপসারণ
দ্রবীভূত গ্যাস অপসারণ – অক্সিজেন, হাইড্রোজেন, নাইট্রোজেন
সুনির্দিষ্ট ও সমসত্ত্ব সংকর ধাতুর গঠন এবং গলিত তাপমাত্রার সমন্বয়
ভ্যাকুয়ামে গলানোর ফলে সুরক্ষামূলক স্ল্যাগ কভারের প্রয়োজন হয় না এবং ইনগটে দুর্ঘটনাবশত স্ল্যাগের দূষণ বা অন্তর্ভুক্তি ঘটার সম্ভাবনা হ্রাস পায়।
এই কারণে, ডিফসফোরাইজেশন এবং ডি-সালফারাইজেশনের মতো ধাতুবিদ্যাগত কার্যক্রম সীমিত। ভিআইএম ধাতুবিদ্যার প্রধান লক্ষ্য হলো চাপ-নির্ভর বিক্রিয়া, যেমন কার্বন, অক্সিজেন, নাইট্রোজেন এবং হাইড্রোজেনের বিক্রিয়া। ভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন ফার্নেসে অ্যান্টিমনি, টেলুরিয়াম, সেলেনিয়াম এবং বিসমাথের মতো ক্ষতিকারক, উদ্বায়ী ট্রেস উপাদান অপসারণের যথেষ্ট ব্যবহারিক গুরুত্ব রয়েছে।
সুপারঅ্যালয় উৎপাদনের জন্য VIM প্রক্রিয়া ব্যবহারের বহুমুখীতার একটি উদাহরণ হলো ডিঅক্সিডেশন সম্পূর্ণ করার জন্য অতিরিক্ত কার্বনের চাপ-নির্ভর বিক্রিয়ার সঠিক পর্যবেক্ষণ। নির্দিষ্ট মান পূরণ এবং উপাদানের বৈশিষ্ট্য নিশ্চিত করার জন্য সুপারঅ্যালয় ব্যতীত অন্যান্য উপাদানকে ভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন ফার্নেসে ডিকার্বুরাইজ, ডিসালফারাইজ বা বেছে বেছে পাতন করা হয়। বেশিরভাগ অবাঞ্ছিত ট্রেস উপাদানের উচ্চ বাষ্পচাপের কারণে, ভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন গলানোর সময় পাতনের মাধ্যমে সেগুলোকে খুব নিম্ন স্তরে নামিয়ে আনা যায়, বিশেষ করে উচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রায় অত্যন্ত উচ্চ শক্তি সম্পন্ন অ্যালয়গুলোর ক্ষেত্রে। বিভিন্ন অ্যালয়ের জন্য, যেগুলোকে সর্বোচ্চ মানের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হয়, ভ্যাকুয়াম ইন্ডাকশন ফার্নেস হলো সবচেয়ে উপযুক্ত গলানোর ব্যবস্থা।
পরিষ্কার গলিত পদার্থ তৈরি করার জন্য নিম্নলিখিত পদ্ধতিগুলো VIM সিস্টেমের সাথে সহজেই সংযুক্ত করা যেতে পারে:
কম লিকেজ এবং ডিসরপশন হারের মাধ্যমে বায়ুমণ্ডল নিয়ন্ত্রণ
ক্রুসিবল লাইনিংয়ের জন্য আরও স্থিতিশীল রিফ্র্যাক্টরি উপাদান নির্বাচন
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্টিরিং বা পার্জিং গ্যাস দ্বারা আলোড়ন এবং সমসত্ত্বকরণ
গলিত পদার্থের সাথে ক্রুসিবলের বিক্রিয়া কমানোর জন্য সঠিক তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ।
ঢালাই প্রক্রিয়া চলাকালীন উপযুক্ত স্ল্যাগ অপসারণ এবং ফিল্টারিং কৌশল
ভালোভাবে অক্সাইড অপসারণের জন্য উপযুক্ত লণ্ডার ও টান্ডিশ কৌশলের প্রয়োগ।
পোস্ট করার সময়: ১৯-জুলাই-২০২২
