विद्युत्-शक्तीचे रूपांतर उष्णतेत करण्यासाठी उच्च- कंप्रता – प्रवाहाच्या (High frequency current) प्रवर्तनाची (Induction) कल्पना प्रथम एडविन नॉर्थ्रप (Edwin Northrup) यांनी सुमारे १९१६ मध्ये मांडली व तिचे एकस्व (Patent) घेतले. त्या काळात मोठ्या प्रमाणात उच्च- कंप्रता प्रवाह निर्माण करण्याची यंत्रसामग्री उपलब्ध नसल्यामुळे प्रयोगशाळेतील लहान उपकरणांपलीकडे प्रगती होऊ शकली नाही.नंतरच्या काळात मात्र विद्युत्-अभियांत्रिकीतील प्रगतीमुळे मोठ्या प्रमाणात उच्च- कंप्रता -विद्युत् निर्माण करणारी यंत्रसामग्री उपलब्ध झाल्यामुळे पुढे औद्योगिक पातळीवर मिश्रधातू -पोलाद व इतर अनेक मिश्रधातू बनविण्यासाठी विद्युत्-प्रवर्तन भट्टी वापरली जात आहे.

विद्युत्-शास्त्रात रोहित्राचे (Transformer) जे तत्त्व आहे, तेच या प्रवर्तन-भट्टीत वापरले जाते. भट्टीच्या मुशीभोवतालचे (पाहा आकृती) तांब्याच्या जाड नळीचे वेटोळे हे या रोहित्राचे प्राथमिक वेटोळे (Primary Winding) होत. या वेटोळ्यातून उच्च कंप्रतेचा  ५०० ते ३००,००० फेरे प्रति सेकंद – विद्युत् प्रवाह पाठविला जातो. प्रभाराचे तुकडे म्हणजेच या रोहित्राचे दुय्यम वेटोळे होत.यात प्रवर्तनाने (Induction) तशाच उच्च कंप्रतेचा प्रवाह वाहू लागतो व त्याची सर्व ऊर्जा उष्णता-रूपात प्रभाराला मिळते. त्यामुळे प्रभार वितळतो. प्राथमिक वेटोळ्याच्या नळीतून पाणी खेळविले जाते. त्यामुळे भट्टीचे विद्युत्-उपकरण अति-उष्णतेपासून वाचविता येते.

आ.विदयुत्-प्रवर्तन भट्टी : (१) धातूचा भार,(२) विदयुत् नळीचे वेटोळे,(३) भट्टीचे बाह्य वेस्टन,(४) तापसह मातीचा थर,(५) ठासून भरलेला तापसह खड्यांचा थर,(६) तापसह विटा,(७) भट्टी कलती करण्याची पद्धत.

उच्च-कंप्रतेचा प्रवाह या कामासाठी निर्माण करण्याच्या अनेक पद्धती आहेत. मध्यम कंप्रतेच्या  १००० – ५००० फेरे/ सेकंद प्रवाहासाठी मोटर-जनित्र उपकरणाचा (Motor-Generator Set) उपयोग होतो. अधिक कंप्रतेच्या प्रवाहासाठी पूर्वी विद्युत्-ठिणगीच्या आधारे चालणारे (Spark-gap convertor) जनित्र – ४० किलोवॅटहून कमी शक्तीसाठी – वापरत असत. नंतर काळात इलेकट्रॉनीय उपकरणांच्या आधारे (Vacuum Tube oscillators, Solid-State Electronic Oscillators) चालणारे उच्च- कंप्रता -विद्युत्- जनित्रे वापरली जाऊ लागली.

आकृतीत दाखविलेली भट्टी ही गाभाहीन-प्रवर्तन-भट्टी (Coreless Induction furnace) मानली जाते. नेहमीच्या रोहित्राप्रमाणे लोखंडाचा गाभा प्राथमिक वेटोळ्याला असता तर कार्यक्षमता अधिक मिळाली असती. तशी रचना केली तर तिला गाभायुक्त-प्रवर्तन-भट्टी (Core-type Induction furnace) म्हणतात. या प्रकारची भट्टी, तांबे व इतर मिश्र-धातूंसाठी वापरतात,मात्र ती पोलादासाठी चालत नाही.

प्रवर्तन भट्टीत पोलाद वितळविण्यास आकारानुसार २० मिनिटे ते २ तास इतका वेळ लागतो. भट्टीच्या रचनेत चुंबकीय धातू उदाहरणार्थ, लोखंड न वापरणे आवश्यक असते. परंतु वापरल्यास या लोखंडी रचनेतच विद्युत्-प्रवर्तन होते व ते भाग अतिशय तापतात. भट्टीची ऊर्जा त्यातच वाया जाते व एकंदर उपकरणाला या अनियमित प्रवर्तनाने धोका पोहोचतो. रचनेचे जे भाग धातूचे बनवावे लागतात ते अचुंबकीय अगंज पोलाद किंवा तांब्याच्या मिश्र-धातूचे बनवितात. भट्टीचे मुख्य वेटोळे तांब्याच्या जाड पत्र्याच्या नळीचे केलेले असते. उच्च- कंप्रतेचे विद्युत् प्रवाह हे अशा नळीच्या पृष्ठभागातूनच वाहतात व आतील भाग प्रवाहहीन राहतो.या स्थितीचा फायदा असा की, थंड करण्यासाठी नळीतून बिनधोकपणे पाणी खेळविता येते व या पाण्यात वीज शिरत नाही.

भट्टीचे अस्तर तापसह द्रव्यांचे ठोकून बनविलेले असते. प्रवर्तन-भट्टी ही मुख्यत्वेकरून द्रवीकरण-भट्टी आहे. कारण तिच्यात विशिष्ट प्रकारची मळी बनविता येत नाही व त्याआधारे परिष्करणही करता येत नाही. द्रवीकरण जलद होत असल्याने प्रभाराच्या उपचयनाचा धोकाही बराच कमी असतो. प्रभारातील मोडीचा सरासरी योगांश पाहून व त्यात जरूर ती मौले/ मळी व वितळल्यानंतर लागल्यास थोडी ऑक्सिजन-हारके टाकून पोलाद ओतणे एवढेच काम राहते. चांगल्या मिश्र पोलादाच्या मोडीपासून चांगल्या दर्जाचे मिश्र-पोलाद बनविण्यासाठी प्रवर्तन-भट्टी ही फार उपयोगी पद्धत मानली जाते.

संदर्भ :

  • खानगावकर,प. रा; मिश्रा, वि. ना. लोखंड व पोलादाचे उत्पादन, महाराष्ट्र विद्यापीठ ग्रंथनिर्मिती मंडळ, नागपूर, १९७४.

समीक्षक – बाळ फोंडके

प्रतिक्रिया व्यक्त करा