การผลิตเหล็กกล้า ยากกว่าที่คิด
การผลิตเหล็กกล้าเป็นกระบวนการที่มีความสำคัญอย่างมาก เราปฎิเสธไม่ได้เลยว่าเหล็กเป็นวัสดุสำคัญในชีวิตประจำวันไปแล้ว ถ้าไม่มีแร่เหล็ก ก็ไม่รู้ว่าโลกของเราจะเป็นอย่างไรต่อไป
ประเทศไทยตอนนี้ยังไม่มี โรงงานถลุงเหล็ก ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมต้นน้ำ เพราะ ประเทศเรามีสินแร่เหล็กอยู่แถวสระบุรีแต่ก็ไม่มีนัก เนื่องจากเหตุผลทางภูมิศาตร์ ทำให้เราต้องนำเข้าเหล็กต้นน้ำจากต่างประเทศ ต้นทุนการผลิตของไทยก็สูงขึ้น
การนำเข้าผลิตภัณฑ์เหล็กและเหล็กกล้าของไทย
(มูลค่า : ล้านเหรียญสหรัฐ)
แหล่งนำเข้า/ประเทศ 2545
2546
2547
2548
ญี่ปุ่น
1,506.4 1,826.5 2,503.4
(37.1) 523.9 (67.7)
รัสเซีย
322.2 366.4 696.1
(90.0) 257.6
(190.4)
จีน
72.3
98.8 578.0
(485.0) 169.1 (545.4)
เกาหลีใต้
178.1 198.7 302.8
(52.4) 85.0
(85.6)
บราซิล
165.9 212.4 290.7
(36.9) 60.4
(-5.8)
ไต้หวัน
147.1 152.6 219.6
(43.9) 48.6 (59.3)
ยูเครน
335.5 218.7 286.9
(31.2) 47.4
(-12.7)
สหรัฐอเมริกา
41.3 183.0
248.2 (35.6) 44.6
(101.8)
ฝรั่งเศส
64.2 131.1
57.6 (-56.1)
31.5 (262.1)
ออสเตรเลีย
78.2 121.8
212.6 (74.6) 30.1
(129.8)
อื่นๆ
528.9 737.2 1,164.4
(58.0) 162.7 (-20.4)
รวม
3,440.2 4,247.1 6,560.4
(54.5) 1,461.0 (67.8)
หมายเหตุ
ตัวเลขในวงเล็บคือร้อยละการเปลี่ยนแปลงจากช่วงเวลาเดียวกันปีก่อนหน้า
ที่มา กระทรวงพาณิชย์
Read more:
http://www.positioningmag.com/prnews/printprnews.aspx?id=31916#ixzz17we1c9gL
Under Creative Commons License: Attribution Non-Commercial No
Derivatives
สินแร่เหล็กเป็นสสารที่มีอยู่จำนวนมากบนเปลือกโลกทำให้มีมูลค่าที่ต่ำ และ ยังนำกลับหลอมใช้ใหม่ได้อีก คนเราจึงนิยมนำเหล็กมาใช้กันอย่างแพร่หลายนั้นเอง
สินแร่เหล็ก (Iron ores)
สินแร่เหล็กมีหลายชนิดได้แก่
1.Hematite (Fe2O3)
2.Magnetite (Fe3O4)
3.Limonite (Fe2)3-xH2O2)
4.Siderite (FeCO3)
ในการผลิต สินแร่ที่ต้องการมากที่สุดก็คือ Hematite เพราะ ให้ธาตุเหล็กมากที่สุดนั้นเอง ประมาณ 70%
กระบวนการผลิตเหล็ก
1.ทำการสำรวจหาแร่เหล็ก
2.ขุดหาแร่เหล็ก
3.การเตรียมก่อนเข้าถลุงในเตาสูง
- ล้างหิน ดิน กรวด ทราย
- บดให้เป็นก้อน
4.เข้าสู่การถลุงเหล็ก
อุปกรณ์ที่ใช้ถลุงนี้ก็คือ Blast furnace วัตถุดิบต่างๆจะถูกลำเลียงส่งไปในเตาผ่านปล่องเตาด้านบน ด้านล่างที่มีการพ่นก๊าซร้อนเข้าไปมาตลอดเวลาเพื่อให้มีการเผาใหม้จนเกิดปฏิกิริยาทางเคมี
ส่วนผสมในเตาหลอมคือ สินแร่เหล็ก 2ตัน ถ่านโค้ก 1ตัน Limestone 0.5ต้น และ ก๊าซอื่นๆ 3.5 ตัน
เราใส่ถ่านโค้กเข้าไปเพื่อทำให้ความร้อนในเตาสูงขึ้น และ เร่งปฏิกิริยาทางเคมี
Limestone ใส่ไปเพื่อ ทำหน้าที่เป็นFlux เพื่อปฏิกิริยากับสิ่งเจือปนในน้ำเหล็ก เกิดเป็น Slag ลอยขึ้นมาอยู้น้ำเหล็ก ซึ่งจะช่วยให้สิ่งเจือปนออกไปได้ระดับหนึ่ง
เมื่อวัตถุดิบจะถูกทำให้ร้อน จนถึงอุณหภูมิประมาณ 1100องศาเซลเซียส จะมีการเติมถ่านโค้ก(Coal)ลงไปในเตาด้วยเพื่อให้อุณหภูมิสูงถึง 1650องศาเซลเซียส ณ อุณหภูมินี้จะเกินกว่าจุกหลอมเหลวของวัตถุดิบ จนทำให้เกิดปฏิกิริยา โดยมีก๊าซ CO ทำหน้าที่ดึง ออกซิเจนออกจากสินแร่เหล็ก จากปฏกิริยาทางเคมีนี้จะทำให้เกิด Pig iron ซึ่งโลหะเหลวนี้จะไหลผ่านวัตถุดิบอื่นๆที่ไม่ใช้เหล็ก เช่น Coal วัตถุเจือปน ลงมาที่ก้นเตาหลอม
การผลิตเหล็กกล้าจำเป็นต้องควบคุมส่วนผสม ปริมาณสิ่งเจือปนให้อยู่ระดับต่ำ จึงจำเป็นต้องเพิ่มกระบวนในการลดสิ่งเจือปนให้น้อยลงไปอีก เพราะ การหลอมโดยวิธีข้างต้นยังคงมีสิ่งเจือปนในน้ำเหล็กค่อนข้างสูง
5.ผลิตให้เป็นเหล็กกล้า (Steel Making)
ซึ่งเป็นกระบวนการที่จะเอาสิ่งเจือปนใน เหล็กถลุงออกให้เหลือน้อยๆ และ ควบคุมส่วนผสมของเหล็กให้มีปริมาณตามความต้องการโดยการเติมธาตุต่างๆ ลงไปปรับปรุงคุณภาพขณะที่ทำการหลอม เหล็กถลุง ซึ่งมีหลายวิธีดังนั้น
5.1.ฺBasic oxygen furnace
มีวิธีคือ ใส่Limestoneลงไปในขณะที่หลอมเหล็กอยู่ทำให้เกิดSlag และ เป่าออกซิเจนลงไปเพื่อทำให้เกิดการเผาไหม้ คาร์บอนจะละลายเข้าผสมกับเหล็ก ส่วนสิ่งเจือปนจะลอยขึ้นด้านบน และ ถูกกำจัดออกไป
5.2.Electric arc furnace
เป็นวิธีที่ทำให้เหล็กมีคุณภาพสูงกว่า วิธี Basic oxygen furnace
วิธีคือ
หลอมวัตถุดิบโดยกระแสไฟฟ้า ที่เกิดจากการอาร์คด้วยกระแสไฟฟ้ากับเศษเหล็ก ทำให้เกิดความร้อนสูง
แต่เนื่องจาก ต้องใช้กระแสไฟฟ้ามาหศาลในการหลอมเหล็กทำให้วิธีนี้มีต้นทุนที่สูงมาก
5.3.Induction furnace
เป็นวิธีที่จะใช้ขดลวดเหนียวนำกัน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลวน จนกลายเป็นสนามแม่เหล็กในเศษเหล็กทำให้เกิดความร้อนสำหรับหลอมละลายเศษเหล็กได้
วัตถุดิบไม่มีการสััมผัสกับบรรยากาศรอบๆ จึงง่ายต่อการควบคุมส่วนผสมต่างๆ วิธีนี้จึงถูกใช้กับงานที่ต้องการคุณภาพสูงๆ
6.ทำการหล่อให้เป็นแท่ง
เมื่อปรับปรุงคุณภาพแล้ว จำเป็นต้องหล่อแท่งเหล็กกล้าเพื่อนำไปใช้ในการขึ้นรูปต่างๆต่อไป มีด้วยกัน2วิธี คือ
6.1 Casting of Ingots
เป็นการหลอมแท่งเหล็กขนาดใหญ่โดยใช้แม่แบบที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนสูง โดยแม่แบบจะมีหน้าตัดแบบไหนก็ได้ตามชอบ วิธีนี้จะมีอัตราการผลิตที่ต่ำ มีปัญหาเยอะ
6.2 Continuous Casting
เป็นการหล่อแบบต่อเนื่อง เหมือนเป็นสายพานการผลิต ซึ่งปัจจุบันนี้มั่กจะใช้แบบนี้กัน โลหะเหลวจะถูกเทผ่านแม่แบบที่มีการหล่อเย็นโดยการฉีดละอองน้ำ เหล็กจะเริ่มแข็งตัวจากผิวนอกก่อนด้านใน ในระหว่างที่เหล็กเคลื่อนออกจากแม่แบบ เหล็กยังคงมีอุณหภูมิที่สูงอยู่ ดังนั้น เหล็กก็ยังอ่อนอยู่ ทำให้สามารถอัดรีดต่อเนื่องจากการหล่อได้ทันที
สรุป การผลิตแบบต่อเนื่องที่ใช้กันอยู่ ได้ดังรูปด้านล่างนี้เลยครับ
ทำการปรับปรุงคุณภาพให้เป็นเหล็กกล้า>>หล่อแบบต่อเนื่อง>>ทำการอัดรีดให้ได้ขนาดตามที่ต้องการ
7.การขึ้นรูป
เมื่อทำการหล่อเป็นแท่งเสร็จแล้วก็ทำการขึ้นรูป ซึ่งเราสามารถนำไปทำได้หลากหลายวิธีแล้วแต่เราจะต้องการ เช่น
การอัดรีดเป็นแผ่นบางโดนใช้ลูกรีด หรือ จะอัดรีดเป็นท่อก็ได้ เราก็จะสามารถนำsteelเหล่านี้ไป แปรรูเป็นสินค้าต่างๆได้ต่อไป
จะเห็นได้ว่า กระบวนการผลิตเหล็กเพื่อให้เราได้ใช้กันนั้นค่อนข้างซับซ้อนยุ่งยาก ยังก่อให้เกิดมลพิษ และ ใช้พลังงานมหาศาล ดังนั้น เราทุกคนจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องตระหนักเสมอว่า เราควรจะใช้ทรัพยากรอย่างประหยัด และ ต้องคุ้มค่าที่สุด เพื่อโลก เพื่อสัตว์อื่นๆ สุดท้าย ก็เพื่อตัวเราเอง
ขอบคุณครับ
ข้อมูลด้านการผลิตเหล็ก จาก: เอกสารประกอบการสอน วิชา
Manufacturing Processes I โดย ผศ.ดร.กรรณชัย
กัลยาศิริ
ความเห็น (4)
Thanks for this excellent article. -- I had a few more neuron connections reading it ;-)
Can you tell if there are iron ores mining in Thailand? Any iron ores processing plants in Thailand?
If not where do get our iron and steel from? China/India/Japan?
Do we have some statistics on what we use iron and steel for? eg. building x%, cars manufacturing y% and ...
Thank you to visit.
Currently, Thailand does not have iron ore processing plant.
Because Thailand is not have enough iron ore for industry and not allowed to be used for smelting iron.
Thai import steel and iron from Japan is a major
ิbut in the future Thailand began to import steel from China. because it is cheaper.
You can check the statistics imports of iron and steel from "the Iron and steel institute of thailand"
>>>http://demo.isit.or.th/th/statistic/thailand_stat.php<<<
I heard that. Japan is prepared to invest in projects related to steel in Thailand.
But I do not know, when it is launched.
Finally, [[[ statistics on what we use iron and steel for? ]]] I would have to find the information and put into my blog later.
Sorry, if I write hard to read >,<
because I rarely use the English language.
Thank you very much ^.^
เยี่ยมมากครับ
ขอบคุณครับ คุณบีเวอร์