लौहमिश्र धातु

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फेरोअलॉय लोहे के विभिन्न मिश्र धातुओं को संदर्भित करता है जिसमें एक या अधिक अन्य रासायनिक तत्वों जैसे मैंगनीज (एमएन), अल्युमीनियम (अल), या सिलिकॉन (सी) का उच्च अनुपात होता है।[1] इनका उपयोग इस्पात और मिश्रधातु के उत्पादन में किया जाता है।[2][3] मिश्रधातुएं स्टील और कच्चा लोहा को विशिष्ट गुण प्रदान करती हैं या उत्पादन के दौरान महत्वपूर्ण कार्य करती हैं और इसलिए, लौह और इस्पात उद्योग के साथ निकटता से जुड़ी हुई हैं, जो फेरोअलॉय के प्रमुख उपभोक्ता हैं। 2014 में फेरोलॉय के प्रमुख उत्पादक चीन, दक्षिण अफ्रीका, भारत, रूस और कजाखस्तान थे, जिनका विश्व उत्पादन में 84% हिस्सा था।[4]2015 में फेरोअलॉय का विश्व उत्पादन 52.8 मिलियन टन होने का अनुमान लगाया गया था।[5]


यौगिक

मुख्य लौहमिश्र हैं:

उत्पादन, प्रक्रियाओं द्वारा

[[image:Ferroalloys production evolution.svg|thumb|right|upright=1.5|lang=en|प्रक्रियाओं द्वारा वैश्विक लौहमिश्र उत्पादन का विकास।

फेरोअलॉय का उत्पादन आम तौर पर दो तरीकों से किया जाता है: वात भट्टी में या इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में। 20वीं सदी के दौरान ब्लास्ट फर्नेस का उत्पादन लगातार कम हुआ, जबकि इलेक्ट्रिक आर्क उत्पादन अभी भी बढ़ रहा है। आज, फेरोमैंगनीज का उत्पादन अभी भी ब्लास्ट फर्नेस में कुशलतापूर्वक किया जा सकता है, लेकिन, इस मामले में भी, इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस फैल रहा है। आमतौर पर, फेरोअलॉय का उत्पादन कार्बोथर्मिक प्रतिक्रियाओं द्वारा किया जाता है, जिसमें लोहे की उपस्थिति में कार्बन (कोक के रूप में) के साथ ऑक्साइड की कमी शामिल होती है। कुछ लौहमिश्र धातुएँ पिघले हुए लोहे में तत्वों को मिलाने से निर्मित होती हैं।

इसके द्वारा सोम्मे फेरोअलॉय का उत्पादन भी संभव है direct reduction [fr] प्रक्रियाएं। उदाहरण के लिए, Krupp-Renn process [fr] का उपयोग जापान में फेरोनिकेल के उत्पादन के लिए किया जाता है।[6]


उत्पादन और खपत, लौहमिश्र धातु द्वारा

फेरोक्रोमियम

फेरोक्रोमियम

Main article: Ferrochromium

2014 में अग्रणी विश्व क्रोमाइट अयस्क उत्पादक देश दक्षिण अफ्रीका (12 माउंट), कजाकिस्तान (3.7 माउंट), भारत (3.5 माउंट) और तुर्की (2.6 माउंट) थे। धातुकर्म उद्योग के लिए फेरोक्रोमियम का उत्पादन करने के लिए अधिकांश क्रोमाइट अयस्क उत्पादन को इलेक्ट्रिक-आर्क भट्टियों में पिघलाया गया था। 2014 में अग्रणी विश्व फेरोक्रोमियम उत्पादक देश चीन (4.5 माउंट), दक्षिण अफ्रीका (3.6 माउंट), कजाकिस्तान (1.2 माउंट) और भारत (0.9 माउंट) थे। दुनिया भर में उत्पादित 11.7 मीट्रिक टन फेरोक्रोमियम में से अधिकांश का उपयोग स्टेनलेस स्टील के निर्माण में किया गया था, जो 2014 में कुल 41.7 मीट्रिक टन था।[4]


फेरोमैंगनीज

Main article: Ferromanganese

दो मैंगनीज फेरोलॉय, फेरोमैंगनीज और सिलिकोमैंगनीज, इस्पात निर्माण के लिए प्रमुख तत्व हैं। चीन मैंगनीज फेरोअलॉय (2.7 मिलियन टन) का अग्रणी विश्व उत्पादक है, जिसका उत्पादन अगले तीन सबसे बड़े उत्पादकों-ब्राजील (0.34 मिलियन टन), दक्षिण अफ्रीका (0.61 मिलियन टन) और यूक्रेन (0.38 मिलियन टन) के संयुक्त उत्पादन से कहीं अधिक है।[2]


फेरोमोलीब्डेनम

Main article: Ferromolybdenum

फेरोमोलीब्डेनम के प्रमुख उत्पादक चिली (16,918 टन), चीन (40,000 टन) और संयुक्त राज्य अमेरिका हैं (जो 2008 में, विश्व मोलिब्डेनाइट अयस्क उत्पादन का 78% हिस्सा था। कनाडा, मेक्सिको और पेरू शेष के लिए जिम्मेदार थे। मोलिब्डेनाइट सांद्रण भुना हुआ है मोलिब्डेनम ऑक्साइड बनाने के लिए, जिसे फेरोमोलिब्डेनम, मोलिब्डेनम रसायन, या मोलिब्डेनम धातु में परिवर्तित किया जा सकता है। हालांकि संयुक्त राज्य अमेरिका 2008 में दुनिया का दूसरा प्रमुख मोलिब्डेनम उत्पादक देश था, इसने 2008 में अपनी फेरोमोलीब्डेनम आवश्यकताओं का 70% से अधिक आयात किया, ज्यादातर इस्पात उद्योग के लिए (83% फेरोमोलीब्डेनम की खपत)।[2]


फेरोनिकेल

See also: Iron–nickel clusters
Characteristics,
17–24% Ni[7]
Density 3.8 g/cm3
Melting point 1500°C
Boiling point 2900°C

2014 में, दुनिया के वार्षिक नए निकल का लगभग 33% फेरोनिकेल था,[8]जिसका एक व्यापक समीक्षा लेख 1991 में स्वार्टज़ेंड्रबर एट अल द्वारा प्रकाशित किया गया था।[9] पृथ्वी पर गिरने वाले कई उल्कापिंड फेरोनिकेल बन जाते हैं,[9]और तुम्हे करना चाहिए और/या हाँ का रूप ले लेते हैं।[citation needed] फेरोनिकेल में एक चेहरा-केंद्रित घन क्रिस्टल संरचना है (नी के माध्यम से)।[10] यह फेराइट (लोहा), मार्टेंसाईट या ऑस्टेनाईट austenite का रूप ले सकता है। स्टील के अनुरूप उद्देश्यों के लिए बाइनरी Fe-Ni प्रणाली की जांच की गई है क्योंकि ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स और मैरेजिंग स्टील्स जैसे उच्च-मिश्र धातु स्टील्स में निकल की उपस्थिति बॉडी-केंद्रित क्यूबिक फेराइट से फेस-केंद्रित क्यूबिक में संक्रमण के लिए एक महत्वपूर्ण चालक है। ऑस्टेनाइट[11] 20वीं सदी के अंत में, 60% निकल उत्पादन सल्फाइड अयस्कों की मैट गलाने पर आधारित था, इससे फेरोनिकेल का उत्पादन संभव नहीं हो सका।[12] 2003 के आंकड़ों के अनुसार, प्राथमिक निकल उत्पादन में लेटराइट की हिस्सेदारी 42% बताई गई थी।[12]2014 में फेरोनिकेल का विश्व वार्षिक उत्पादन लगभग 250,000 टन था।[8]दो सबसे बड़े उत्पादक बीएचपी और सोसाइटी ले निकेल थे।[8] लेटराइट अयस्कों का उपयोग अक्सर उत्पादन प्रक्रिया की आपूर्ति के लिए किया जाता है।[13][14] आरकेईएफ प्रक्रिया का अक्सर उपयोग किया जाता है।[15] निम्न-श्रेणी के फ़ीड के कारण लेटराइट अयस्कों के लिए प्रति टन उत्पाद ऊर्जा की खपत अधिक होती है, और इसलिए बहुत अधिक अपशिष्ट स्लैग और गैसीय प्रदूषण पैदा होता है।[16] आम तौर पर, भट्ठी का 90% से अधिक उत्पादन लावा के रूप में होता है।[8]पिघले हुए फेरोनिकेल को परिष्कृत करने की तकनीक विशेषज्ञों के लिए एक विषय है,[17] और अयस्क सामग्री परिवर्तनशीलता के कारण प्रक्रियाओं को स्रोत के अनुसार तैयार करने की भी आवश्यकता हो सकती है: उदाहरण के लिए ग्रीक अयस्कों की लार्को प्रक्रिया।[18] लौह मिश्रधातुओं में निकेल मिलाने का मुख्य कारण ऑस्टेनिटिक माइक्रोस्ट्रक्चर को बढ़ावा देना है। निकेल आम तौर पर लचीलापन, कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध बढ़ाता है।[19] निकेल पिग आयरन को फेरोनिकेल से निकेल के कम वजन वाले अंश (4-10%) और उच्च कार्बन सामग्री (>3%) द्वारा अलग किया जाता है। इसके विपरीत, फेरोनिकेल एक अपेक्षाकृत शुद्ध बाइनरी मिश्र धातु है।[19] 2008 में, प्रमुख फेरोनिकेल उत्पादक देश जापान (301,000 टन), नया केलडोनिया (144,000 टन) और कोलंबिया (105,000 टन) थे। यदि चीन को छोड़ दिया जाए तो, इन तीन देशों का विश्व उत्पादन में लगभग 51% योगदान है। यूक्रेन, इंडोनेशिया, ग्रीस और मैसेडोनिया, सकल वजन उत्पादन के घटते क्रम में, चीन को छोड़कर, सभी ने 68,000 टन और 90,000 टन फेरोनिकेल का उत्पादन किया, जो अतिरिक्त 31% के लिए जिम्मेदार है। चीन को आंकड़ों से बाहर रखा गया था क्योंकि उसके उद्योग ने 590,000 टन सकल वजन के अनुमानित संयुक्त उत्पादन के लिए पारंपरिक फेरोनिकेल ग्रेड के स्पेक्ट्रम के अलावा बड़े टन निकल पिग आयरन का उत्पादन किया था। ग्राहक के अंतिम उपयोग के आधार पर, व्यक्तिगत चीनी उत्पादों की निकल सामग्री लगभग 1.6% से लेकर 80% तक भिन्न होती है।[2]

संयुक्त राज्य अमेरिका में, 2008 में लगभग सभी फेरोनिकेल की खपत स्टील उद्योग में हुई, जिसमें 98% से अधिक का उपयोग स्टेनलेस और गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स में किया गया; 2008 में अमेरिका में कोई फेरोनिकेल का उत्पादन नहीं किया गया था।[2]

निकेल पिग आयरन चीन में निर्मित निम्न श्रेणी का फेरोनिकेल है, जो 2010 से बहुत लोकप्रिय है।

फेरोसिलिकॉन

Main article: Ferrosilicon
फेरोसिलिकॉन

सिलिकॉन फेरोअलॉय की खपत कच्चा लोहा और इस्पात उत्पादन से प्रेरित होती है, जहां सिलिकॉन मिश्र धातुओं का उपयोग डीऑक्सीडाइज़र के रूप में किया जाता है। कुछ सिलिकॉन धातु का उपयोग लोहे के साथ मिश्र धातु एजेंट के रूप में भी किया जाता था।

सिलिकॉन सामग्री के आधार पर, अमेरिका में फेरोसिलिकॉन और विविध सिलिकॉन मिश्र धातुओं का शुद्ध उत्पादन 2008 में 148,000 टन था। चीन प्रमुख आपूर्तिकर्ता है, जिसने 2008 में दुनिया के बाकी हिस्सों की तुलना में अधिक फेरोसिलिकॉन (4.9 मीट्रिक टन) का उत्पादन किया। अन्य प्रमुख निर्माता नॉर्वे (0.21 माउंट), रूस (0.85 माउंट) और अमेरिका (0.23 माउंट) हैं।[2]


फेरोटिटेनियम

Main article: Ferrotitanium

टाइटेनियम का उपयोग स्टील निर्माण में डीऑक्सीडेशन, अनाज-आकार नियंत्रण और कार्बन और नाइट्रोजन नियंत्रण और स्थिरीकरण के लिए किया जाता है। इस्पात निर्माण के दौरान, अपेक्षाकृत कम पिघलने के तापमान और उच्च घनत्व के कारण टाइटेनियम को आमतौर पर फेरोटेटेनियम के रूप में पेश किया जाता है। अपेक्षाकृत उच्च टाइटेनियम सामग्री वाले स्टील में इंटरस्टिशियल-मुक्त, स्टेनलेस और उच्च शक्ति वाले कम-मिश्र धातु स्टील शामिल हैं। फेरोटिटेनियम का उत्पादन आमतौर पर लोहे या स्टील के साथ टाइटेनियम स्क्रैप के प्रेरण पिघलने से होता है; हालाँकि, यह सीधे टाइटेनियम खनिज सांद्रण से भी निर्मित होता है। फेरोटिटेनियम के मानक ग्रेड 30% और 70% टाइटेनियम हैं। सिलिकॉन और टाइटेनियम को एक साथ जोड़ने की अनुमति देने के लिए फेरोसिलिकॉन-टाइटेनियम का भी उत्पादन किया जाता है। प्रमुख फेरोटिटेनियम उत्पादक देशों में ब्राजील, चीन, भारत, जापान, रूस, यूक्रेन, यूनाइटेड किंगडम और संयुक्त राज्य अमेरिका शामिल हैं।[2]


फेरोटेन्टालम

Main article: Ferrotantalum

कठोर करने योग्य विशेष इस्पात बनाने के लिए पिघले हुए इस्पात में फेरोटैंटलम मिलाया जाता है। इसका उपयोग वेल्डिंग सामग्री, पाउडर छिड़काव और पाउडर धातुकर्म अनुप्रयोगों के लिए भी किया जाता है। [20]


सड़ी-गली इच्छाएँ

Main article: Ferrotungsten

टंगस्टन उच्च गति और अन्य उपकरण स्टील्स में एक महत्वपूर्ण मिश्र धातु तत्व है, और कुछ स्टेनलेस और संरचनात्मक स्टील्स में कुछ हद तक इसका उपयोग किया जाता है। टंगस्टन को अक्सर स्टील पिघलने में फेरोटंगस्टन के रूप में जोड़ा जाता है, जिसमें 80% तक टंगस्टन हो सकता है। विश्व फेरोटंगस्टन उत्पादन में चीन का वर्चस्व है, जिसने 2008 में 4,835 टन (सकल वजन) मिश्र धातु का निर्यात किया था। फेरोटुंगस्टन अपेक्षाकृत महंगा है, जिसमें निहित टंगस्टन की कीमत लगभग $31-44 प्रति किलोग्राम है।[2]


फ़ेरोवैनेडियम

Main article: Ferrovanadium
फेरोवानेडियम के टुकड़े

2008 में, चीन, रूस (12,000 टन) और दक्षिण अफ्रीका (17,000 टन) का विश्व वैनेडियम खदान उत्पादन का 98% हिस्सा था। इन तीन देशों में, वैनेडियम मुख्य रूप से पिग आयरन का उत्पादन करने के लिए संसाधित टाइटेनियम युक्त मैग्नेटाइट अयस्क से प्राप्त किया गया था। इस प्रक्रिया में वैनेडियम (वी) ऑक्साइड, एल्युमीनियम (ऑक्साइड गेटर के रूप में), और स्क्रैप आयरन की एल्यूमिनोथर्मिक कमी शामिल है।[1] यह 20% से 24% वैनेडियम पेंटोक्साइड युक्त स्लैग का उत्पादन करता है, जिसे आगे 40% से 50% वैनेडियम युक्त फेरोवैनेडियम में संसाधित किया जा सकता है। 2008 में संयुक्त राज्य अमेरिका में खपत किए गए 5,090 टन वैनेडियम में से 84% फेरोवैनेडियम से आया और इसका लगभग पूरा (99%) स्टील निर्माण में चला गया।[2]


संदर्भ

Public Domain This article incorporates public domain material from Ferroalloys (PDF). United States Geological Survey.

  1. ↑ 1.0 1.1 Rudolf Fichte. "Ferroalloys". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a10_305.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Corathers, Lisa A.; et al. (October 2010). ferroalloys (PDF). Minerals Yearbook 2008 (Report). Vol. I. U.S. Geological Survey. pp. 25.1–25.14. doi:10.3133/mybvi. Retrieved 2019-10-18.
  3. ↑ Moskalyk, R. R.; Alfantazi, A. M. (2003). "Processing of vanadium: a review". Minerals Engineering. 16 (9, September 2003): 793–805. doi:10.1016/S0892-6875(03)00213-9.
  4. ↑ 4.0 4.1 Bedinger, George M.; Corathers, Lisa A.; et al. (October 2016). ferroalloys (PDF). Minerals Yearbook 2014 (Report). Vol. I. U.S. Geological Survey. pp. 25.1–25.3. doi:10.3133/mybvi. Retrieved 2019-10-18.
  5. ↑ Singerling, Sheryl A.; Tuck, Christopher A.; et al. (June 2018). ferroalloys (PDF). Minerals Yearbook 2015 (Report). Vol. I. U.S. Geological Survey. pp. 25.1–25.14. doi:10.3133/mybvi. Retrieved 2019-10-18.
  6. ↑ Kudo, Akira. Japanese-German Business Relations: Co-operation and Rivalry in the Interwar. pp. 89–108. Archived from the original on 2014-10-20. Retrieved 2014-12-21.
  7. ↑ "Ferronickel – Properties, Applications". AZoM.com. August 21, 2013.
  8. ↑ 8.0 8.1 8.2 8.3 Swinbourne, Douglas R. "निकेल लेटराइट स्मेल्टिंग से लेकर फेरोनिकेल तक की मॉडलिंग" (PDF). High Temperature Processing Symposium 2014. Swinburne University of Technology.
  9. ↑ 9.0 9.1 Swartzendruber, L. J.; Itkin, V. P.; Alcock, C. B. (1991). "Fe-Ni (लौह-निकल) प्रणाली". Journal of Phase Equilibria. 12 (3): 288–312. doi:10.1007/BF02649918. S2CID 198915324.
  10. ↑ Tatsuya Tokunaga; Hiroshi Ohtani; Mitsuhiro Hasebe (2005). "Thermodynamic Study of Phase Equilibria in the Ni–Fe–B System". Materials Transactions. 46 (6): 1193–1198. doi:10.2320/matertrans.46.1193.{{cite journal}}: CS1 maint: date and year (link)
  11. ↑ Nakada, Nobuo; Kusunoki, Naoki; Kajihara, Masanori; Hamada, Junichi (2017). "Fe-Ni प्रणाली में फेराइट और मार्टेंसाइट के बीच थर्मोडायनामिक्स में अंतर". Scripta Materialia. 138: 105–108. doi:10.1016/j.scriptamat.2017.05.050.
  12. ↑ 12.0 12.1 Keskinkilic, Ender (2019). "निकेल लेटराइट गलाने की प्रक्रियाएँ और पारंपरिक मार्ग में हाल के संभावित संशोधनों के कुछ उदाहरण". Metals. 9 (9): 974. doi:10.3390/met9090974.
  13. ↑ Crundwell, Frank K.; Moats, Michael S.; Ramachandran, Venkoba; Robinson, Timothy G.; Davenport, William G. (2011). "Upgrading of Laterite Ores". निकेल, कोबाल्ट और प्लैटिनम समूह धातुओं का निष्कर्षण धातुकर्म. pp. 39–47. doi:10.1016/B978-0-08-096809-4.10003-6. ISBN 9780080968094.
  14. ↑ Polyakov, Oleg (2013). "Technology of Ferronickel". फेरोलॉयज़ की हैंडबुक. pp. 367–375. doi:10.1016/B978-0-08-097753-9.00010-1. ISBN 9780080977539.
  15. ↑ "Production of FeNi from high iron nickel ores" Svana, Erik and Ysteb, Roald (1983) Production of FeNi from high iron nickel ores. In: Proceedings of the Seminar on Problems and Prospects of Ferro-Alloy Industry in India, Oct. 24–26, 1983, NML, Jamshedpur.
  16. ↑ Swinbourne, D. R. (2014). "कम्प्यूटेशनल थर्मोडायनामिक्स मॉडलिंग के माध्यम से लेटराइट से फेरोनिकेल गलाने को समझना". Mineral Processing and Extractive Metallurgy. 123 (3): 127–140. doi:10.1179/1743285514Y.0000000056. S2CID 136838900.
  17. ↑ Crundwell, Frank K.; Moats, Michael S.; Ramachandran, Venkoba; Robinson, Timothy G.; Davenport, William G. (2011). "Refining Molten Ferronickel". निकेल, कोबाल्ट और प्लैटिनम समूह धातुओं का निष्कर्षण धातुकर्म. pp. 85–93. doi:10.1016/B978-0-08-096809-4.10007-3. ISBN 9780080968094.
  18. ↑ Zevgolis, Emmanouil. (2004). The evolution of the Greek ferronickel production process. International Laterite Nickel Symposium. 619–632.
  19. ↑ 19.0 19.1 "लौह मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए निकल धातु बनाम फेरोनिकेल". Metals Hub GmbH.
  20. ↑ "FA1679 Ferro Tantalum (FeTa) Alloy". Refractory Metals and Alloys (in English). Retrieved 2022-12-05.
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