আ বায়ুমণ্ডল বক্স চুল্লি একটি সিল করা চেম্বার হিটিং ডিভাইস যা পরিবেষ্টিত বাতাসের পরিবর্তে একটি সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রিত বায়বীয় পরিবেশের অধীনে তাপ প্রক্রিয়াকরণ করার জন্য ইঞ্জিনিয়ার করা হয়েছে। সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য গরম করার উপাদান বা অন্তরণ নয়, কিন্তু গ্যাস-টাইট রিটর্ট বা সিল করা চেম্বার যা একটি নির্দিষ্ট প্রক্রিয়ার গ্যাসের ইতিবাচক চাপ বজায় রাখে—হাইড্রোজেন, নাইট্রোজেন, আর্গন, এন্ডোথার্মিক গ্যাস, বা গ্যাস গঠন করে—অক্সিডেশন প্রতিরোধ করতে, পৃষ্ঠের নির্দিষ্ট রসায়ন অর্জন করতে বা তাপচক্রের সময় দূষক অপসারণ করতে . প্রাথমিক প্রয়োগগুলি স্টেইনলেস স্টিলের উজ্জ্বল অ্যানিলিং, পাউডার ধাতব অংশগুলির সিন্টারিং, হাইড্রোজেন বায়ুমণ্ডলের নীচে ব্রেজিং, কম-কার্বন স্টিলের কার্বারাইজিং এবং কার্বোনিট্রাইডিং এবং টাইটানিয়ামের মতো প্রতিক্রিয়াশীল ধাতুগুলির তাপ চিকিত্সা যা বাতাসে উত্তপ্ত হলে বিপর্যয়মূলকভাবে অক্সিডাইজ করে। সমালোচনামূলক নির্বাচন পরামিতিগুলি হল সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা (যা গরম করার উপাদান এবং নিরোধকের ধরণ নির্দেশ করে), সমস্ত অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলির বায়ুমণ্ডলের সামঞ্জস্য এবং সিলিং সিস্টেমের অখণ্ডতা।
পরিবেষ্টিত বায়ুতে ধাতু গরম করার ফলে দুটি তাত্ক্ষণিক এবং সাধারণত অবাঞ্ছিত প্রতিক্রিয়া ঘটে: অক্সিডেশন এবং ডিকারবুরাইজেশন। জারণ একটি সারফেস স্কেল গঠন করে- স্টিলের উপর আয়রন অক্সাইড, স্টেইনলেস স্টিলের উপর ক্রোমিয়াম অক্সাইড- যা অবশ্যই তাপ চিকিত্সার পরে পিকলিং, গ্রাইন্ডিং বা মেশিনিং, উপাদান নষ্ট করে এবং প্রক্রিয়াকরণ খরচ যোগ করে অপসারণ করতে হবে। ডিকারবুরাইজেশন আরও প্রতারক: কার্বন পরমাণু ইস্পাত পৃষ্ঠ থেকে অক্সিজেন-সমৃদ্ধ বায়ুমণ্ডলে ছড়িয়ে পড়ে, এমন একটি অংশে একটি নরম, কার্বন-ক্ষয়প্রাপ্ত পৃষ্ঠ স্তর তৈরি করে যা শক্ত হওয়ার কথা। একটি উপাদান যা এর মূলে সঠিক কঠোরতা পরিমাপ করে তা সময়ের আগেই ব্যর্থ হতে পারে কারণ এর পৃষ্ঠটি মূলত একটি ভিন্ন, দুর্বল উপাদান।
আ atmosphere box furnace eliminates these problems by surrounding the workload with a gas mixture that is chemically neutral or reducing relative to the metal being processed. For steel, a reducing atmosphere of hydrogen or a hydrogen-nitrogen blend prevents oxidation and can actively reduce any pre-existing oxide films on the part surface. The oxygen partial pressure in a properly purged and flowing atmosphere furnace can be maintained below 10⁻²⁰ বায়ুমণ্ডল 1000°C, এমন একটি স্তর যেখানে আয়রন অক্সাইডের গঠন তাপগতিগতভাবে অসম্ভব। এটি হল মৌলিক ভৌত রসায়ন যা "উজ্জ্বল" তাপ চিকিত্সা সক্ষম করে—অংশগুলি চুল্লি থেকে একটি পরিষ্কার, ধাতব পৃষ্ঠের সাথে তাদের প্রাক-প্রক্রিয়াজাত চেহারার অনুরূপ।
একটি বায়ুমণ্ডল বক্স চুল্লির ভৌত স্থাপত্য দুটি প্রাথমিক নকশা দর্শনের মধ্যে পড়ে: সিলড রিটর্ট ডিজাইন এবং কোল্ড-ওয়াল ভ্যাকুয়াম-সক্ষম নকশা। রিটর্ট ডিজাইনে একটি বানোয়াট অ্যালয় বক্স ব্যবহার করা হয়-সাধারণত ইনকোনেল 600, 601, বা 310 বা 330-এর মতো উচ্চ-তাপমাত্রার স্টেইনলেস স্টিল-যা উত্তপ্ত চেম্বারের ভিতরে বসে এবং প্রক্রিয়া গ্যাস ধারণ করে। উত্তাপের উপাদানগুলি প্রতিক্রিয়ার বাহ্যিক, পরিবেষ্টিত বায়ু বা একটি সাধারণ নাইট্রোজেন কম্বলে কাজ করে। এই নকশাটি মজবুত, সাশ্রয়ী, এবং প্রায় তাপমাত্রার জন্য আদর্শ পছন্দ 1150°C . এই তাপমাত্রার উপরে, এমনকি সর্বোত্তম নিকেল-ভিত্তিক অ্যালয়গুলির ক্রীপ শক্তি সীমিত ফ্যাক্টর হয়ে ওঠে, এবং নকশাটি অভ্যন্তরীণ গরম করার উপাদান এবং অভ্যন্তরীণ নিরোধক সহ ভ্যাকুয়াম-রেটেড কোল্ড-ওয়াল চেম্বারে স্থানান্তরিত হয় যা প্রক্রিয়া গ্যাস দিয়ে খালি করা যায় এবং ব্যাকফিল করা যায়।
গরম করার উপাদান উপাদানের পছন্দ সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা এবং বায়ুমণ্ডল রচনা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। নাইট্রোজেনে ত্রুটিহীনভাবে সঞ্চালিত একটি উপাদান হাইড্রোজেন ক্ষয় বা উদ্বায়ী হাইড্রাইড গঠনের কারণে একই তাপমাত্রায় হাইড্রোজেনে বিপর্যয়করভাবে ব্যর্থ হতে পারে।
| উপাদান উপাদান | বাতাসে সর্বোচ্চ তাপমাত্রা | বায়ুমণ্ডল সামঞ্জস্য | কী সীমাবদ্ধতা |
|---|---|---|---|
| কাঁথাল এ-১ (FeCrAl) | 1300°C | বায়ু, নাইট্রোজেন, আর্গন; 1150 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে হাইড্রোজেন এড়িয়ে চলুন | হাইড্রোজেন, অ্যালুমিনা স্কেল ক্ষয়প্রাপ্ত হয় |
| নিক্রোম (NiCr 80/20) | 1150°C | বায়ু, নাইট্রোজেন, এন্ডোথার্মিক গ্যাস, হাইড্রোজেন (মধ্যম তাপমাত্রা) | সালফার আক্রমণ দ্রুত ব্যর্থতার কারণ হয় |
| মলিবডেনাম ডিসিলিসাইড (MoSi₂) | 1800°C | বায়ু, নাইট্রোজেন, আর্গন; সতর্কতার সাথে গ্যাস তৈরি করা | 1300°C এর উপরে বায়ুমণ্ডল কমিয়ে উদ্বায়ী SiO গঠন করে |
| সিলিকন কার্বাইড (SiC) | 1550°C | বায়ু, নিরপেক্ষ বায়ুমণ্ডল; হাইড্রোজেন এড়িয়ে চলুন | উচ্চ তাপমাত্রায় হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে |
| গ্রাফাইট (শুধুমাত্র ভ্যাকুয়াম) | 2200°C | ভ্যাকুয়াম, নিষ্ক্রিয় গ্যাস; বায়ুমণ্ডলকে জারণ করে না | 400 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে বাতাসে দ্রুত অক্সিডেশন |
একটি নিয়ন্ত্রিত বায়ুমণ্ডল একটি স্থির ভরাট নয়; এটি একটি গতিশীল সিস্টেম যার জন্য গ্যাস প্রবাহ, চাপ এবং বিশুদ্ধতার ক্রমাগত ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন। হাইড্রোজেন বা দাহ্য গ্যাস ব্যবহার করা হলে বিস্ফোরক মিশ্রণের গঠন প্রতিরোধ করার জন্য উত্তাপ শুরু হওয়ার আগে ফার্নেস চেম্বারটি প্রথমে পরিবেষ্টিত বাতাস থেকে পরিষ্কার করতে হবে। পরিস্কার প্রোটোকলের জন্য সাধারণত ন্যূনতম প্রয়োজন পাঁচ থেকে দশ চেম্বার ভলিউম এক্সচেঞ্জ একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাসের সাথে-সাধারণত নাইট্রোজেন বা আর্গন-প্রতিক্রিয়াশীল প্রক্রিয়া গ্যাসের প্রবর্তন এবং উত্তাপ শুরু হওয়ার আগে। হাইড্রোজেন বায়ুমণ্ডলের জন্য, ইন-লাইন অক্সিজেন বিশ্লেষক দ্বারা পরিমাপ করা অক্সিজেনের ঘনত্ব, নিম্ন বিস্ফোরক সীমা নিরাপত্তা থ্রেশহোল্ডের নিচে না আসা পর্যন্ত শোধন অব্যাহত রাখতে হবে, যা হাইড্রোজেনের জন্য অক্সিজেনের ঘনত্ব আয়তনে 4% এর নিচে।
গরম করার সময়, প্রক্রিয়া গ্যাসের একটি অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ বজায় রাখা হয়। প্রবাহের হার ফার্নেস চেম্বারের ভলিউম, সিলিং সিস্টেমের ফুটো হার এবং বায়ুমণ্ডল দূষণের গ্রহণযোগ্য স্তর দ্বারা নির্ধারিত হয়। 10-লিটার চেম্বার সহ একটি পরীক্ষাগার-স্কেল বক্স ফার্নেসের জন্য একটি সাধারণ প্রবাহের হার হল প্রতি মিনিটে 2 থেকে 5 লিটার , প্রায় প্রতি 2 থেকে 5 মিনিটে একটি চেম্বার ভলিউম টার্নওভারে অনুবাদ করা। অপর্যাপ্ত প্রবাহ বহির্ভূত দূষিত পদার্থগুলি তৈরি করতে দেয়—নিরোধক থেকে জলীয় বাষ্প, কাজের চাপে থাকা অবশিষ্ট তেল থেকে উদ্বায়ী জৈব যৌগ এবং সামান্য বায়ু ফুটো থেকে অক্সিজেন। গ্যাস নিষ্কাশনে একটি শিশির বিন্দু সেন্সর বায়ুমণ্ডলের গুণমান পর্যবেক্ষণের সবচেয়ে সরাসরি পদ্ধতি; স্টেইনলেস স্টীল উজ্জ্বল annealing জন্য, শিশির বিন্দু নীচে বজায় রাখা আবশ্যক -40°C , প্রতি মিলিয়নে 127 অংশের কম জলীয় বাষ্পের সামগ্রীর সাথে সম্পর্কিত।
প্রক্রিয়া বায়ুমণ্ডল পছন্দ তাপ চিকিত্সার ধাতুবিদ্যা উদ্দেশ্য দ্বারা নির্ধারিত হয়. প্রতিটি গ্যাস বা গ্যাসের মিশ্রণ তাপমাত্রায় ধাতব পৃষ্ঠের সাথে আলাদাভাবে যোগাযোগ করে এবং ভুল বায়ুমণ্ডল নির্বাচন করা একটি ত্রুটিপূর্ণ অংশ পৃষ্ঠ বা এমনকি একটি নিরাপত্তা বিপত্তি তৈরি করতে পারে।
আy atmosphere box furnace operating with hydrogen, forming gas, or endothermic gas must incorporate multiple redundant safety systems. A hydrogen explosion inside a sealed furnace at 1000°C is a catastrophic event that can destroy the furnace and injure or kill personnel in the vicinity. The safety architecture is built on three independent layers of protection: gas management, ignition prevention, and structural containment.
গ্যাস ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমে অবশ্যই একটি অন্তর্ভুক্ত থাকতে হবে চুল্লি নিষ্কাশন এ বার্ন অফ শিখা বা অনুঘটক ইগনিটার নিরাপদে চেম্বার থেকে বেরিয়ে আসা কোনো প্রতিক্রিয়াহীন হাইড্রোজেনকে দহন করতে। শোধনের ক্রমটি অবশ্যই হিটিং কন্ট্রোলের সাথে ইন্টারলক করা উচিত যাতে অক্সিজেনের স্তর নিরাপদ থ্রেশহোল্ডের নীচে না আসা পর্যন্ত গরম করার উপাদানগুলিকে শক্তিশালী করা না যায়। গ্যাস সাপ্লাই লাইনে একটি ফ্লেম অ্যারেস্টর গ্যাস সাপ্লাই পাইপিং এর মধ্যে ফ্লেম ফ্রন্টকে প্রসারিত হতে বাধা দেয়। চুল্লিতে অবশ্যই একটি চাপ ত্রাণ প্যানেল বা ফাটল ডিস্ক থাকতে হবে যাতে চেম্বারের বিস্ফোরিত চাপের উল্লেখযোগ্যভাবে নীচে একটি চাপে প্রবাহিত হয় যা অপারেটর অবস্থান থেকে কোনো বিস্ফোরণের অতিরিক্ত চাপকে নির্দেশ করে। গ্যাস সাপ্লাই লাইনে অবশ্যই সাধারণত বন্ধ থাকা সোলেনয়েড ভালভ থাকতে হবে যা পাওয়ার হারানোর সময় বন্ধ হয়ে যায়, পাওয়ার ব্যর্থ হলে তাৎক্ষণিকভাবে গ্যাস প্রবাহ বন্ধ করে দেয়। অক্সিজেন সেন্সর, কক্ষে দাহ্য গ্যাস ডিটেক্টর এবং একটি হার্ড-ওয়্যার্ড ইমার্জেন্সি স্টপ সার্কিট যা সমস্ত গ্যাস প্রবাহ এবং গরম করার শক্তিকে কমিয়ে দেয় তা দিয়ে ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ একটি হাইড্রোজেন-সক্ষম বায়ুমণ্ডল চুল্লির জন্য ন্যূনতম গ্রহণযোগ্য নিরাপত্তা স্পেসিফিকেশন।
একটি বায়ুমণ্ডল বক্স চুল্লিতে প্রবেশ করা কাজের চাপের পরিচ্ছন্নতা সরাসরি প্রক্রিয়াকৃত অংশের গুণমান এবং চুল্লির অভ্যন্তরীণ জীবনকাল নির্ধারণ করে। অবশিষ্ট কাটা তেল, ড্রয়িং লুব্রিকেন্ট, মরিচা প্রতিরোধী আবরণ এবং দোকানের ময়লা চুল্লির তাপমাত্রায় বাষ্প হয়ে বায়ুমণ্ডলকে দূষিত করে। বাষ্পযুক্ত হাইড্রোকার্বন গরম করার উপাদান এবং রিটোর্ট দেয়ালে ফাটল ধরে, কার্বন সট জমা করে যা গরম করার দক্ষতা হ্রাস করে, উপাদানগুলির বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের পরিবর্তন করে এবং নিরপেক্ষ হওয়ার উদ্দেশ্যে একটি প্রক্রিয়ায় কার্বারাইজিং পরিবেশ তৈরি করে। কার্বন জমাও ক্রোমিয়াম অক্সাইড প্যাসিভেশন স্তরের সাথে রিটর্ট অ্যালয় বিক্রিয়া করে, যার ফলে রিটর্ট উপাদানের কার্বারাইজেশন এবং ক্ষত সৃষ্টি হয়।
আ effective pre-cleaning protocol includes একটি নন-ক্লোরিনযুক্ত দ্রাবক দিয়ে বাষ্প হ্রাস করা, গরম ধোয়ার সাথে জলীয় ক্ষারীয় ধোয়া এবং জোর করে বাতাসে শুকানো, বা ভ্যাকুয়াম বেকিং অংশগুলি প্রক্রিয়া চুল্লিতে প্রবেশ করার আগে অবশিষ্টাংশগুলিকে উদ্বায়ী করতে। পরিষ্কার করার পরে অংশগুলি অবশ্যই পরিষ্কার, লিন্ট-মুক্ত গ্লাভস দিয়ে পরিচালনা করতে হবে; উজ্জ্বল অ্যানিলিংয়ের আগে একটি অংশে জমা করা আঙুলের ছাপগুলি সমাপ্ত পৃষ্ঠে স্থায়ী খোদাই চিহ্ন হিসাবে দৃশ্যমান হবে। ফিক্সচারিং উপকরণগুলি অবশ্যই বায়ুমণ্ডল-সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হবে। কার্বন স্টিলের ঝুড়িগুলি স্টেইনলেস স্টিলের কাজের চাপকে ডিকারবারাইজ করবে এবং দূষিত করবে। ফিক্সচারিং অবশ্যই অংশগুলির মতো একই খাদ বা একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ উচ্চ-তাপমাত্রার খাদ থেকে তৈরি করা উচিত যা দূষকগুলিকে প্রবর্তন করে না।
তাপ চিকিত্সার গুণমান সরাসরি চুল্লি কাজের অঞ্চলের তাপমাত্রার অভিন্নতার সাথে আবদ্ধ। মহাকাশ এবং স্বয়ংচালিত তাপ চিকিত্সা নির্দিষ্টকরণ, যেমন AMS 2750 (Pyrometry) , তাপমাত্রা অভিন্নতা সমীক্ষা (TUS) প্রয়োজনীয়তাগুলিকে সংজ্ঞায়িত করুন যা উত্পাদনের জন্য যোগ্য হওয়ার জন্য চুল্লিকে অবশ্যই পূরণ করতে হবে। AMS 2750 প্রতি একটি ক্লাস 2 ফার্নেসকে অবশ্যই যোগ্য অপারেটিং তাপমাত্রায় পুরো ওয়ার্কিং জোন জুড়ে ±6°C তাপমাত্রার অভিন্নতা বজায় রাখতে হবে। একটি ক্লাস 1 চুল্লি এটিকে ±3°C এ শক্ত করে।
চুল্লির ভিতরের বায়ুমণ্ডল পরিবাহী তাপ স্থানান্তরের মাধ্যমে তাপমাত্রার অভিন্নতায় অবদান রাখে, যা ভ্যাকুয়াম চুল্লিগুলিতে অনুপস্থিত। হাইড্রোজেন, তার ব্যতিক্রমী উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সহ, সর্বোত্তম তাপমাত্রা অভিন্নতা প্রদান করে। একটি সিল বাক্স চুল্লি মধ্যে গ্যাস সঞ্চালন সাধারণত একটি দ্বারা অর্জন করা হয় উচ্চ-তাপমাত্রা অভ্যন্তরীণ ফ্যান চুল্লির দরজায় বা পিছনের দেয়ালে মাউন্ট করা, একটি শ্যাফ্ট দ্বারা চালিত যা একটি ঘূর্ণমান ফিডথ্রু মাধ্যমে নিরোধক এবং গ্যাস সিল ভেদ করে। ফ্যানটি কাজের চাপের মধ্য দিয়ে এবং চারপাশে বায়ুমণ্ডলকে সঞ্চালন করে, উষ্ণতম এবং শীতলতম পয়েন্টগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য হ্রাস করে। ফ্যানের গতি, গ্যাসের ঘনত্ব এবং কাজের চাপের বিন্যাস সবই পরিবাহী তাপ স্থানান্তর সহগকে প্রভাবিত করে, যা হাইড্রোজেনের জন্য 1000°C অতিক্রম করতে পারে 200 W/m²·K , একই অবস্থার অধীনে নাইট্রোজেনের জন্য মোটামুটি 50-80 W/m²·K এর তুলনায়।
বায়ুমণ্ডলের চুল্লির গ্যাস-আঁটসাঁট অখণ্ডতা প্রতিটি তাপচক্রের সাথে হ্রাস পায়। রিটর্ট, দরজার সিল এবং থার্মোকল এবং ফ্যান শ্যাফ্টের ফিডথ্রুগুলির বারবার প্রসারণ এবং সংকোচন বায়ু প্রবেশের জন্য পরিধানের পথ তৈরি করে। ডিফারেনশিয়াল তাপীয় প্রসারণের কারণে 1000 ডিগ্রি সেলসিয়াসে একটি গুরুত্বপূর্ণ পথ খোলা হতে পারে যা ঘরের তাপমাত্রায় সনাক্ত করা যায় না। একটি ব্যবহার করে একটি নির্ধারিত ভিত্তিতে চুল্লি ফুটো-চেক করা উচিত হিলিয়াম ভর স্পেকট্রোমিটার লিক ডিটেক্টর বা একটি চাপ ক্ষয় পরীক্ষা . একটি চাপ ক্ষয় পরীক্ষায়, চেম্বারটিকে একটি নির্দিষ্ট পরীক্ষার চাপে নাইট্রোজেন দিয়ে চাপ দেওয়া হয়, বিচ্ছিন্ন করা হয় এবং একটি নির্দিষ্ট ব্যবধানে চাপের ড্রপ পরিমাপ করা হয়। প্রস্তুতকারকের স্পেসিফিকেশন অতিক্রম করে একটি ফুটো হার - সাধারণত একটি পরীক্ষাগার রিটর্ট ফার্নেসের জন্য প্রতি ঘন্টায় 1 থেকে 5 মিলিবার - নির্দেশ করে যে দরজার সীল, শ্যাফ্ট সীল বা প্রতিশোধের জন্যই পরিষেবা প্রয়োজন৷
রিটর্ট একটি সীমিত পরিষেবা জীবন সহ একটি ভোগ্য উপাদান। প্রাথমিক পরিধান প্রক্রিয়াগুলি হল তাপমাত্রায় বাতাসের সংস্পর্শে থেকে বাইরের পৃষ্ঠের অক্সিডেশন, দূষিত বায়ুমণ্ডল থেকে কার্বারাইজেশন এবং চক্রীয় গরম এবং শীতল থেকে তাপীয় ক্লান্তি। হাইড্রোজেন পরিষেবায় 1050 ডিগ্রি সেলসিয়াসে অপারেটিং একটি টাইপ 310 স্টেইনলেস স্টিল রিটর্ট স্থায়ী হতে পারে 3,000 থেকে 5,000 চক্র জোড় seams এ ফুটো উন্নয়নশীল বা অত্যধিক বিকৃতি প্রদর্শনের আগে. একই অবস্থার অধীনে একটি ইনকোনেল 600 রিটর্ট 8,000 থেকে 12,000 চক্র স্থায়ী হতে পারে তবে এর দাম উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। রিটর্ট প্রতিস্থাপন একটি নির্ধারিত রক্ষণাবেক্ষণ ইভেন্ট হিসাবে পরিকল্পনা করা উচিত, প্রতিক্রিয়াশীল মেরামত নয়, কারণ হঠাৎ প্রতিক্রিয়া ব্যর্থতা কাজের চাপকে নষ্ট করে দেয় এবং প্রক্রিয়া গ্যাসের সংস্পর্শে আসার মাধ্যমে গরম করার উপাদান এবং নিরোধক ক্ষতি করতে পারে।
Introduction: অ্যালুমিনিয়াম সিলিকেট ফাইবারবোর্ড উপাদান বর্তমানে একটি ...
Introduction: অ্যালুমিনিয়াম সিলিকেট অবাধ্য ফাইবার পণ্যগুলি পাইরক্সিন...
Introduction: 1, উচ্চ অ্যালুমিনা সিরামিক ফাইবার বোর্ডের জন্য আকৃতির সিরাম...