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
പദാര്‍ഥങ്ങളെ വൈദ്യുത ആര്‍ക്കിന്റെ സഹായത്തോടെ ചൂടുപിടിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയ. തപിപ്പിക്കേണ്ട പദാര്‍ഥം വൈദ്യുതപരിപഥത്തില്‍ പ്രത്യേക ഗുണങ്ങളോടുകൂടിയ പ്രതിരോധകം (resistant) ആയി വര്‍ത്തിക്കുന്നു; കറന്റ്‌ കൂടുമ്പോള്‍ അതിന്റെ രോധം കുറയുന്നു.
1879-ലെ പാരീസ്‌ പ്രദര്‍ശനത്തില്‍ ലോഹ മൂശകളില്‍ വച്ച്‌ ഇരുമ്പ്‌ ഉരുക്കിക്കൊണ്ട്‌ വില്യം സീമന്‍സ്‌ ആര്‍ക്ക്‌ ചൂളയുടെ പ്രവര്‍ത്തനം വിശദീകരിക്കുകയുണ്ടായി. അനേകായിരം ഡിഗ്രി താപംവരുന്ന ആര്‍ക്കിന്റെ കേന്ദ്രീകൃത (centralised) താപത്തില്‍ ഭൂമുഖത്തെ മിക്ക പദാര്‍ഥങ്ങളും ഉരുകിപ്പോകും. വ്യവസയാശാലകളിലും ഫൗണ്ടറികളിലും ലോഹങ്ങളും കൂട്ടുലോഹങ്ങളും ഉരുക്കുന്നതിനും അതിതാപനത്തിനും ആര്‍ക്ക്‌ ചൂളകള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആര്‍ക്കിന്റെ പ്രധാന ഉപയോഗം നേര്‍ ആര്‍ക്ക്‌ചൂള (direct arc furnace), പരോക്ഷ ആര്‍ക്ക്‌ചൂള (indirect arc furnace), ആര്‍ക്ക്‌ വെല്‍ഡനം (arc wleding), തുളയ്‌ക്കും ആര്‍ക്ക്‌ യന്ത്രം, ആര്‍ക്ക്‌-കര്‍ത്തനം (arc cutting) എന്നിവയിലാണ്‌.
നേര്‍ ആര്‍ക്ക്‌ചൂള. ഇതിന്‌ ആറ്‌ പ്രധാനഭാഗങ്ങളുണ്ട്‌;
(1) ഉച്ചതാപസഹം (Refractory) കൊണ്ട്‌ ലൈന്‍ ചെയ്‌ത ഷെല്ലിലാണ്‌ ഉരുക്കേണ്ട ചാര്‍ജ്‌ (ലോഹം) നിക്ഷേപിക്കുക. മെച്ചമായ ഉരുക്കുകൊണ്ട്‌ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ട ഷെല്‍ സിലിണ്ടര്‍ ആകൃതിയോ വൃത്തസ്‌തൂപാകാരമോ ഉള്ളതായിരിക്കും. സ്‌തൂപാകാരഷെല്ലില്‍ വികിരണം മൂലമുള്ള നഷ്‌ടം കുറയും. ഉയര്‍ന്ന ഊഷ്‌മാവില്‍നിന്ന്‌ പാര്‍ശ്വഭാഗവും അടിഭാഗവും രക്ഷപ്പെടുന്നത്‌ ചാര്‍ജിന്റെ സഹായത്തലാണ്‌. ഇത്തരം സംരക്ഷണം ലഭിക്കാത്ത മുകള്‍ഭാഗത്ത്‌ സിലിക്കലൈനിംഗാണ്‌ കൊടുക്കുക. തുടര്‍ച്ചയായുള്ള ഉപയോഗത്തില്‍ അത്‌ ഉരുകിപ്പോകുന്നതുകൊണ്ട്‌ കൂടെക്കൂടെ മാറ്റേണ്ടിവരും.
(2) ചാര്‍ജ്‌ ചൂളയില്‍ നിക്ഷേപിക്കാനും ഉരുകിയ വസ്‌തു പുറത്തേക്ക്‌ എടുക്കാനും ഉള്ള അടപ്പോടുകൂടിയ വാതായനങ്ങളുണ്ടായിരിക്കും. വാതായനങ്ങളുടെ വിസ്‌താരം കഴിയുന്നതും കുറഞ്ഞിരിക്കണം. താപനഷ്‌ടം ഒഴിവാക്കണമെങ്കില്‍ തുറക്കലും അടയ്‌ക്കലും അത്യാവശ്യത്തിനുമാത്രമേ ആകാവൂ.
(3) താഴോട്ടും മേലോട്ടും നീക്കാനുള്ള സൗകര്യത്തോടുകൂടിയ ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ ചാര്‍ജിനു തൊട്ടു മുകളില്‍ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. ഏക (സിങ്കിള്‍) ഫേസില്‍ രണ്ടും ത്രീ ഫേസില്‍ മൂന്നും ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ കാണാം. ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ കാര്‍ബണ്‍കൊണ്ടോ ഗ്രാഫൈറ്റുകൊണ്ടോ ഉണ്ടാക്കിയതായിരിക്കും. ഉരുക്ക്‌ ചൂളകളിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ 100 കി. വാ.മ. (KWL. Hr) ഊര്‍ജഉപഭോഗത്തിന്‌ (consumption) 20 കി.ഗ്രാം എന്ന തോതില്‍ തേഞ്ഞുപോകും; ഗ്രാഫൈറ്റ്‌ ആണെങ്കില്‍ 100 കി. വാ.മ.ന്‌ 7 കി. ഗ്രാം എന്ന തോതിലേ തേയ്‌മാനം സംഭവിക്കയുള്ളൂ.
(4) ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ക്ക്‌ വൈദ്യുതി നല്‌കാന്‍ പ്രത്യേകതരം ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മറാണ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. ആര്‍ക്കിന്‌ കുറുകേയുള്ള വോള്‍ട്‌ 50 മുതല്‍ 150 വരെ വരും. വളരെയധികം ശക്തി ആവശ്യമുള്ളതുകൊണ്ട്‌ താഴ്‌ന്ന വോള്‍ട്ടില്‍ കറന്റ്‌ ഉയര്‍ന്നിരിക്കണം; തന്നിമിത്തം സെക്കണ്ടറിയില്‍ കുറഞ്ഞവോള്‍ട്ടും കൂടിയ കറന്റും കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ പ്രാപ്‌തിയുള്ള ട്രാന്‍സ്‌ഫോര്‍മറാണ്‌ വേണ്ടത്‌.
(5) ഇലക്‌ട്രാഡുകളും ഉള്ളിലെ ചാര്‍ജും തമ്മിലുള്ള ദൂരം ശരിപ്പെടുത്തി ആര്‍ക്ക്‌ ജനിപ്പിക്കാനുള്ള ക്രമീകരണങ്ങള്‍ മറ്റൊരു മൂഖ്യഭാഗമാണ്‌. (6) ചൂളയെ താങ്ങിനിര്‍ത്താനും മുമ്പോട്ടും പിമ്പോട്ടും മറിക്കാനും ആവശ്യമായ ഉപകരണങ്ങള്‍.
ചാര്‍ജില്‍നിന്ന്‌ അല്‌പം മാത്രം മുകളിലുള്ള ഇലക്‌ട്രാഡുകളില്‍ വൈദ്യുതിപ്രവഹിപ്പിച്ചാല്‍ ചാര്‍ജിനും ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ക്കും ഇടയില്‍ ആര്‍ക്ക്‌ ഉണ്ടാവുന്നതാണ്‌. തന്നിമിത്തം ഇതിനെ നേര്‍ ആര്‍ക്ക്‌ ചൂള എന്നു പറയുന്നു. ആര്‍ക്കിന്റെ കേന്ദ്രീകൃത താപത്തില്‍ ചാര്‍ജ്‌ ഉരുകി ദ്രവമാകുന്നു. 5 മുതല്‍ 100 വരെ ടണ്‍ ഉരുക്കാന്‍ കഴിവുള്ള നേര്‍ ആര്‍ക്ക്‌ ചൂളകളുണ്ട്‌.
നിമഗ്ന ആര്‍ക്ക്‌ ഫര്‍ണസ്‌. ഇത്തരം ചൂളയില്‍ ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ ചാര്‍ജില്‍ നിമഗ്നം (submerged) ആയിരിക്കും. ചാര്‍ജിലൂടെ കറന്റ്‌ ഒഴുകുമ്പോള്‍ അതിന്റെ രോധംകൊണ്ടാണ്‌ താപം ഉണ്ടാകുന്നത്‌; ഈ ഏര്‍പ്പാട്‌ ത്രീഫേസ്‌ ചൂളകളിലാണ്‌ കാണുക. ചാര്‍ജുതന്നെ താരബിന്ദു(Star point)വോയി പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നു. സിലിണ്ടര്‍ ആകൃതിയിലുള്ള ഷെല്‍ മുകള്‍ഭാഗത്ത്‌ തുറന്നതോ മൂടിയോടുകൂടിയതോ ആകാം. 24 മണിക്കൂറില്‍ ഒരു പ്രാവശ്യം എന്ന തോതില്‍ ഇത്‌ കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കും.
ഇരുമ്പ്‌ ഫൗണ്ടറികളിലെ ബാച്ച്‌ മെല്‍ട്ടര്‍, ഡ്യൂപ്ലെക്‌സര്‍ (Duplexer), കണ്ടിന്യൂവസ്‌ മെല്‍ട്ടര്‍ (Continuous melter) എന്നിവ നേര്‍ ആര്‍ക്ക്‌ ചൂളകളാണ്‌. ഉരുക്കുമില്ലുകളിലും ബാച്ച്‌മെല്‍ട്ടര്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്‌. ക്യുപോല(cupola)യില്‍നിന്നോ, ബ്ലാസ്റ്റ്‌ ഫര്‍ണസില്‍നിന്നോ കണ്‍വര്‍ട്ടറില്‍ (converter) നിന്നോ ദ്രവരൂപത്തിലുള്ള ഉരുക്ക്‌ ആര്‍ക്ക്‌ ചൂളയിലേക്ക്‌ ഒഴിക്കുന്നു. ആര്‍ക്ക്‌ ചൂളയില്‍വച്ച്‌ വേണ്ട ലോഹകര്‍മീയ (metallurgical) താപോപചാരം (heat treatment) കഴിച്ചശേഷം ലോഹദ്രവത്തെ ഇന്‍ഗോട്ട്‌ (ingot) അച്ചുകളിലേക്ക്‌ ഒഴിക്കുന്നു. അതിനുശേഷമാണ്‌ ഉരുക്കിനെ വിവിധ ആകൃതികളിലാക്കി എടുക്കുന്നത്‌.
നിക്കല്‍, ചെമ്പ്‌, കോബാള്‍ട്ട്‌ എന്നിവയുടെ ബില്ലറ്റുകള്‍ (billets), കേക്കുകള്‍, ഇന്‍ഗോട്ടുകള്‍ എന്നിവ നിര്‍മിക്കാനും അലൂമിനിയത്തിന്റെ ഇലക്‌ട്രാളിക (eletrolytic) നിഗരണത്തിനും (extraction) നേര്‍ ആര്‍ക്ക്‌ ചൂള ഉപയോഗപ്പെടുത്താം.
പരോക്ഷ ആര്‍ക്ക്‌ചൂള. ഇതില്‍ ആര്‍ക്കുണ്ടാകുന്നത്‌ ഇലക്‌ട്രാഡുകള്‍ക്കിടയിലാണ്‌. ചാര്‍ജിനു ചൂടു ലഭിക്കുന്നത്‌ വികിരണത്തിലൂടെയാണ്‌. കറന്റ്‌ ചാര്‍ജിലൂടെ ഒഴുകാത്തതുകൊണ്ട്‌ ഇളകല്‍ നടക്കുകയില്ല. ചാര്‍ജ്‌ ഇളക്കിമറിക്കാന്‍ വേറെ മാര്‍ഗം ഉപയോഗിക്കണം. സിലിണ്ടര്‍ ആകൃതിയിലുള്ള ഷെല്‍ കുത്തനെ താങ്ങില്‍ ഉറപ്പിച്ചിരിക്കും. ഇരുമ്പിന്റെ ഇനത്തില്‍പ്പെടാത്ത ലോഹങ്ങള്‍ ഉരുക്കുവാനാണ്‌ ഇത്തരം ചൂളകള്‍ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌.
വായുതുരങ്കങ്ങളില്‍ (wind tunnels) ഉപയോഗിക്കുന്ന വായു-ആര്‍ക്ക്‌ചൂള ഈ വിഭാഗത്തില്‍പെട്ടതാണ്‌. അതില്‍ ഉച്ചതാപസഹം ഇല്ല. പകരം ആര്‍ക്കിനെ ചുറ്റിക്കൊണ്ടുപോകുന്ന കുഴല്‍വ്യൂഹത്തിലൂടെ വെള്ളം ഒഴുക്കിവിടും. വെള്ളം ഒഴുകുന്ന കുഴലിനും ആര്‍ക്കിനും ഇടയിലുള്ള തലത്തിലൂടെ വായുവോ ഗ്യാസോ പമ്പുചെയ്യുന്നു. വായു 20,000º K വരെ അതിതാപം (super heat) ഉള്‍ക്കൊള്ളുകയും ആര്‍ക്ക്‌ മേഖലയില്‍നിന്ന്‌ പുറത്തുകടക്കുമ്പോള്‍ വികസിച്ച്‌ ശബ്‌ദാതീതവേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കൃത്രിമമായി കാറ്റുണ്ടാക്കുന്നത്‌ അങ്ങനെയാണ്‌. (നോ: ആര്‍ക്ക്‌ വെല്‍ഡനം)
യന്ത്രഭാഗങ്ങളും മറ്റും തുളയ്‌ക്കാന്‍ ആര്‍ക്ക്‌ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്‌. തുളയ്‌ക്കുന്ന ദണ്ഡ്‌ (bar) ഒരു വൈദ്യുതാഗ്രവും വര്‍ക്ക്‌ മറ്റെ അറ്റവും ആയിരിക്കും. ദണ്ഡിന്റെ അളവുകളും ആവശ്യമുള്ള ദ്വാരത്തിന്റെ അളവുകളും തമ്മില്‍ വളരെയേറെ യോജിപ്പുണ്ടായിരിക്കും (close tolerance). തുളയ്‌ക്കല്‍ പുരോഗമിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുമ്പോള്‍ വൈദ്യുതവാഹിയല്ലാത്ത ഒരു ദ്രവം ഉപയോഗിച്ച്‌ ഇളകിയ ലേഹഭാഗത്തെ പുറത്തേക്കു തള്ളുന്നു.
ലോഹപ്പലകകളെയും മറ്റും മുറിക്കാനും വൈദ്യുത ആര്‍ക്ക്‌ ഉപയോഗിക്കാവുന്നതണ്‌. (കെ.പി. മമ്മൂട്ടി)
