This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ആർക്ക്‌ താപനം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ആർക്ക്‌ താപനം
Arc Heating
പദാർഥങ്ങളെ വൈദ്യുത ആർക്കിന്റെ സഹായത്തോടെ ചൂടുപിടിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയ. തപിപ്പിക്കേണ്ട പദാർഥം വൈദ്യുതപരിപഥത്തിൽ പ്രത്യേക ഗുണങ്ങളോടുകൂടിയ പ്രതിരോധകം (resistant) ആയി വർത്തിക്കുന്നു; കറന്റ്‌ കൂടുമ്പോള്‍ അതിന്റെ രോധം കുറയുന്നു.
1879-ലെ പാരീസ്‌ പ്രദർശനത്തിൽ ലോഹ മൂശകളിൽ വച്ച്‌ ഇരുമ്പ്‌ ഉരുക്കിക്കൊണ്ട്‌ വില്യം സീമന്‍സ്‌ ആർക്ക്‌ ചൂളയുടെ പ്രവർത്തനം വിശദീകരിക്കുകയുണ്ടായി. അനേകായിരം ഡിഗ്രി താപംവരുന്ന ആർക്കിന്റെ കേന്ദ്രീകൃത (centralised) താപത്തിൽ ഭൂമുഖത്തെ മിക്ക പദാർഥങ്ങളും ഉരുകിപ്പോകും. വ്യവസയാശാലകളിലും ഫൗണ്ടറികളിലും ലോഹങ്ങളും കൂട്ടുലോഹങ്ങളും ഉരുക്കുന്നതിനും അതിതാപനത്തിനും ആർക്ക്‌ ചൂളകള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആർക്കിന്റെ പ്രധാന ഉപയോഗം നേർ ആർക്ക്‌ചൂള (direct arc furnace), പരോക്ഷ ആർക്ക്‌ചൂള (indirect arc furnace), ആർക്ക്‌ വെൽഡനം (arc wleding), തുളയ്‌ക്കും ആർക്ക്‌ യന്ത്രം, ആർക്ക്‌-കർത്തനം (arc cutting) എന്നിവയിലാണ്‌. നേർ ആർക്ക്‌ചൂള. ഇതിന്‌ ആറ്‌ പ്രധാനഭാഗങ്ങളുണ്ട്‌;
(1) ഉച്ചതാപസഹം (Refractory) കൊണ്ട്‌ ലൈന്‍ ചെയ്‌ത ഷെല്ലിലാണ്‌ ഉരുക്കേണ്ട ചാർജ്‌ (ലോഹം) നിക്ഷേപിക്കുക. മെച്ചമായ ഉരുക്കുകൊണ്ട്‌ നിർമിക്കപ്പെട്ട ഷെൽ സിലിണ്ടർ ആകൃതിയോ വൃത്തസ്‌തൂപാകാരമോ ഉള്ളതായിരിക്കും. സ്‌തൂപാകാരഷെല്ലിൽ വികിരണം മൂലമുള്ള നഷ്‌ടം കുറയും. ഉയർന്ന ഊഷ്‌മാവിൽനിന്ന്‌ പാർശ്വഭാഗവും അടിഭാഗവും രക്ഷപ്പെടുന്നത്‌ ചാർജിന്റെ സഹായത്തലാണ്‌. ഇത്തരം സംരക്ഷണം ലഭിക്കാത്ത മുകള്‍ഭാഗത്ത്‌ സിലിക്കലൈനിംഗാണ്‌ കൊടുക്കുക. തുടർച്ചയായുള്ള ഉപയോഗത്തിൽ അത്‌ ഉരുകിപ്പോകുന്നതുകൊണ്ട്‌ കൂടെക്കൂടെ മാറ്റേണ്ടിവരും.
(2) ചാർജ്‌ ചൂളയിൽ നിക്ഷേപിക്കാനും ഉരുകിയ വസ്‌തു പുറത്തേക്ക്‌ എടുക്കാനും ഉള്ള അടപ്പോടുകൂടിയ വാതായനങ്ങളുണ്ടായിരിക്കും. വാതായനങ്ങളുടെ വിസ്‌താരം കഴിയുന്നതും കുറഞ്ഞിരിക്കണം. താപനഷ്‌ടം ഒഴിവാക്കണമെങ്കിൽ തുറക്കലും അടയ്‌ക്കലും അത്യാവശ്യത്തിനുമാത്രമേ ആകാവൂ.
(3) താഴോട്ടും മേലോട്ടും നീക്കാനുള്ള സൗകര്യത്തോടുകൂടിയ ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ ചാർജിനു തൊട്ടു മുകളിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. ഏക (സിങ്കിള്‍) ഫേസിൽ രണ്ടും ത്രീ ഫേസിൽ മൂന്നും ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ കാണാം. ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ കാർബണ്‍കൊണ്ടോ ഗ്രാഫൈറ്റുകൊണ്ടോ ഉണ്ടാക്കിയതായിരിക്കും. ഉരുക്ക്‌ ചൂളകളിലെ കാർബണ്‍ ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ 100 കി. വാ.മ. (KWL. Hr) ഊർജഉപഭോഗത്തിന്‌ (ഇീിാൌുശേീി) 20 കി.ഗ്രാം എന്ന തോതിൽ തേഞ്ഞുപോകും; ഗ്രാഫൈറ്റ്‌ ആണെങ്കിൽ 100 കി. വാ.മ.ന്‌ 7 കി. ഗ്രാം എന്ന തോതിലേ തേയ്‌മാനം സംഭവിക്കയുള്ളൂ.
(4) ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ക്ക്‌ വൈദ്യുതി നല്‌കാന്‍ പ്രത്യേകതരം ട്രാന്‍സ്‌ഫോർമറാണ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. ആർക്കിന്‌ കുറുകേയുള്ള വോള്‍ട്‌ 50 മുതൽ 150 വരെ വരും. വളരെയധികം ശക്തി ആവശ്യമുള്ളതുകൊണ്ട്‌ താഴ്‌ന്ന വോള്‍ട്ടിൽ കറന്റ്‌ ഉയർന്നിരിക്കണം; തന്നിമിത്തം സെക്കണ്ടറിയിൽ കുറഞ്ഞവോള്‍ട്ടും കൂടിയ കറന്റും കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ പ്രാപ്‌തിയുള്ള ട്രാന്‍സ്‌ഫോർമറാണ്‌ വേണ്ടത്‌.
(5) ഇലക്‌ട്രാഡുകളും ഉള്ളിലെ ചാർജും തമ്മിലുള്ള ദൂരം ശരിപ്പെടുത്തി ആർക്ക്‌ ജനിപ്പിക്കാനുള്ള ക്രമീകരണങ്ങള്‍ മറ്റൊരു മൂഖ്യഭാഗമാണ്‌. (6) ചൂളയെ താങ്ങിനിർത്താനും മുമ്പോട്ടും പിമ്പോട്ടും മറിക്കാനും ആവശ്യമായ ഉപകരണങ്ങള്‍.
ചാർജിൽനിന്ന്‌ അല്‌പം മാത്രം മുകളിലുള്ള ഇലക്‌ട്രാഡുകളിൽ വൈദ്യുതിപ്രവഹിപ്പിച്ചാൽ ചാർജിനും ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ക്കും ഇടയിൽ ആർക്ക്‌ ഉണ്ടാവുന്നതാണ്‌. തന്നിമിത്തം ഇതിനെ നേർ ആർക്ക്‌ ചൂള എന്നു പറയുന്നു. ആർക്കിന്റെ കേന്ദ്രീകൃത താപത്തിൽ ചാർജ്‌ ഉരുകി ദ്രവമാകുന്നു. 5 മുതൽ 100 വരെ ടണ്‍ ഉരുക്കാന്‍ കഴിവുള്ള നേർ ആർക്ക്‌ ചൂളകളുണ്ട്‌.
നിമഗ്ന ആർക്ക്‌ ഫർണസ്‌. ഇത്തരം ചൂളയിൽ ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ ചാർജിൽ നിമഗ്നം (submerged) ആയിരിക്കും. ചാർജിലൂടെ കറന്റ്‌ ഒഴുകുമ്പോള്‍ അതിന്റെ രോധംകൊണ്ടാണ്‌ താപം ഉണ്ടാകുന്നത്‌; ഈ ഏർപ്പാട്‌ ത്രീഫേസ്‌ ചൂളകളിലാണ്‌ കാണുക. ചാർജുതന്നെ താരബിന്ദു(Star point)വോയി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. സിലിണ്ടർ ആകൃതിയിലുള്ള ഷെൽ മുകള്‍ഭാഗത്ത്‌ തുറന്നതോ മൂടിയോടുകൂടിയതോ ആകാം. 24 മണിക്കൂറിൽ ഒരു പ്രാവശ്യം എന്ന തോതിൽ ഇത്‌ കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കും.
ഇരുമ്പ്‌ ഫൗണ്ടറികളിലെ ബാച്ച്‌ മെൽട്ടർ, ഡ്യൂപ്ലെക്‌സർ (Duplexer), കണ്ടിന്യൂവസ്‌ മെൽട്ടർ (Continuous melter) എന്നിവ നേർ ആർക്ക്‌ ചൂളകളാണ്‌. ഉരുക്കുമില്ലുകളിലും ബാച്ച്‌മെൽട്ടർ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്‌. ക്യുപോല(cupola)യിൽനിന്നോ, ബ്ലാസ്റ്റ്‌ ഫർണസിൽനിന്നോ കണ്‍വർട്ടറിൽ (converter) നിന്നോ ദ്രവരൂപത്തിലുള്ള ഉരുക്ക്‌ ആർക്ക്‌ ചൂളയിലേക്ക്‌ ഒഴിക്കുന്നു. ആർക്ക്‌ ചൂളയിൽവച്ച്‌ വേണ്ട ലോഹകർമീയ (metallurgical) താപോപചാരം (heat treatment) കേഴിച്ചശേഷം ലോഹദ്രവത്തെ ഇന്‍ഗോട്ട്‌ (ingot) അച്ചുകളിലേക്ക്‌ ഒഴിക്കുന്നു. അതിനുശേഷമാണ്‌ ഉരുക്കിനെ വിവിധ ആകൃതികളിലാക്കി എടുക്കുന്നത്‌.
നിക്കൽ, ചെമ്പ്‌, കോബാള്‍ട്ട്‌ എന്നിവയുടെ ബില്ലറ്റുകള്‍ (billets), കേക്കുകള്‍, ഇന്‍ഗോട്ടുകള്‍ എന്നിവ നിർമിക്കാനും അലൂമിനിയത്തിന്റെ ഇലക്‌ട്രാളിക (eletrolytic) നിഗരണത്തിനും (extraction) നേർ ആർക്ക്‌ ചൂള ഉപയോഗപ്പെടുത്താം.
പരോക്ഷ ആർക്ക്‌ചൂള. ഇതിൽ ആർക്കുണ്ടാകുന്നത്‌ ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ക്കിടയിലാണ്‌. ചാർജിനു ചൂടു ലഭിക്കുന്നത്‌ വികിരണത്തിലൂടെയാണ്‌. കറന്റ്‌ ചാർജിലൂടെ ഒഴുകാത്തതുകൊണ്ട്‌ ഇളകൽ നടക്കുകയില്ല. ചാർജ്‌ ഇളക്കിമറിക്കാന്‍ വേറെ മാർഗം ഉപയോഗിക്കണം. സിലിണ്ടർ ആകൃതിയിലുള്ള ഷെൽ കുത്തനെ താങ്ങിൽ ഉറപ്പിച്ചിരിക്കും. ഇരുമ്പിന്റെ ഇനത്തിൽപ്പെടാത്ത ലോഹങ്ങള്‍ ഉരുക്കുവാനാണ്‌ ഇത്തരം ചൂളകള്‍ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌.
വായുതുരങ്കങ്ങളിൽ (wind tunnels) ഉപയോഗിക്കുന്ന വായു-ആർക്ക്‌ചൂള ഈ വിഭാഗത്തിൽപെട്ടതാണ്‌. അതിൽ ഉച്ചതാപസഹം ഇല്ല. പകരം ആർക്കിനെ ചുറ്റിക്കൊണ്ടുപോകുന്ന കുഴൽവ്യൂഹത്തിലൂടെ വെള്ളം ഒഴുക്കിവിടും. വെള്ളം ഒഴുകുന്ന കുഴലിനും ആർക്കിനും ഇടയിലുള്ള തലത്തിലൂടെ വായുവോ ഗ്യാസോ പമ്പുചെയ്യുന്നു. വായു 20,000º K വരെ അതിതാപം (super heat) ഉേള്‍ക്കൊള്ളുകയും ആർക്ക്‌ മേഖലയിൽനിന്ന്‌ പുറത്തുകടക്കുമ്പോള്‍ വികസിച്ച്‌ ശബ്‌ദാതീതവേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കൃത്രിമമായി കാറ്റുണ്ടാക്കുന്നത്‌ അങ്ങനെയാണ്‌. (നോ: ആർക്ക്‌ വെൽഡനം)
യന്ത്രഭാഗങ്ങളും മറ്റും തുളയ്‌ക്കാന്‍ ആർക്ക്‌ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്‌. തുളയ്‌ക്കുന്ന ദണ്ഡ്‌ (bar) ഒരു വൈദ്യുതാഗ്രവും വർക്ക്‌ മറ്റെ അറ്റവും ആയിരിക്കും. ദണ്ഡിന്റെ അളവുകളും ആവശ്യമുള്ള ദ്വാരത്തിന്റെ അളവുകളും തമ്മിൽ വളരെയേറെ യോജിപ്പുണ്ടായിരിക്കും (close tolerance). തുളയ്‌ക്കൽ പുരോഗമിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുമ്പോള്‍ വൈദ്യുതവാഹിയല്ലാത്ത ഒരു ദ്രവം ഉപയോഗിച്ച്‌ ഇളകിയ ലേഹഭാഗത്തെ പുറത്തേക്കു തള്ളുന്നു.
ലോഹപ്പലകകളെയും മറ്റും മുറിക്കാനും വൈദ്യുത ആർക്ക്‌ ഉപയോഗിക്കാവുന്നതണ്‌. (കെ.പി. മമ്മൂട്ടി)
