โรงหลอมเหล็ก มีกี่ประเภท


โรงหลอมเหล็กมีหลายชนิด ซึ่งแต่ละชนิดจะมีการใช้งานและวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันไปตามความต้องการของผู้ใช้งาน ดังนั้น ขอแบ่งออกเป็นหลายชนิดตามต่อไปนี้

1. โรงหลอมหม้อเหล็ก (Blast Furnace)
คือ โรงงานผลิตเหล็กที่ใช้กระบวนการหลอมเหล็กจากตัวอย่างผสม (Iron Ore) โดยใช้หลักการของการเติมอากาศร้อนโดยตรงลงไปในโรงหลอม เพื่อให้ตัวอย่างผสมได้รับความร้อนเพียงพอที่จะหลอมตัวอย่างผสมเป็นเหล็ก โรงหลอมหม้อเหล็กมีขนาดใหญ่มาก และใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อน โดยโรงหลอมนี้ประกอบด้วยหม้อหลอมที่สูงเหนือพื้นดิน โดยด้านล่างของหม้อจะมีรูไฟฟ้า ที่ใช้สำหรับเติมอากาศร้อนโดยตรงลงไปในตัวอย่างผสม โดยร้อนจากการเผาไหม้น้ำมันหรือกากไม้ และโรงหลอมหม้อเหล็กมักมีการใช้พลังงานจากแหล่งไฟฟ้าสูง voltage สูงๆ
โรงหลอมหม้อเหล็กมีความสำคัญสูงในการผลิตเหล็ก โดยเฉพาะในการผลิตเหล็กในมาตรฐานปานกลางถึงสูง และมีการใช้งานทั้งในอุตสาหกรรมโลหะและสิ่งทอทั่วโลก.



2. โรงหลอมเหล็กไฟฟ้า (Electric Arc Furnace)
คือ โรงหลอมที่ใช้ไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานในการหลอมเหล็ก โดยการทำงานของโรงหลอมนี้คล้ายกับการใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อเผาผลาญโลหะในเครื่องเหล็กฉาย (Electric Arc Welder) แต่ในกรณีของโรงหลอมเหล็กไฟฟ้าจะใช้ไฟฟ้าสูงสุดเพื่อสร้างชาร์จไฟฟ้าในชุดตัวอย่างผสม (charge) ที่ต้องการหลอม ทำให้เกิดการกำเนิดความร้อนสูงพอที่จะละลายโลหะที่อยู่ในชุดตัวอย่างผสม จนกลายเป็นเหล็กเหลว โดยโรงหลอมเหล็กไฟฟ้ามักใช้สำหรับการหลอมเหล็กรีด (scrap steel) หรือเหล็กที่มีองค์ประกอบมากกว่าหรือไม่ได้เผาผลาญในโรงหลอมหม้อเหล็ก (blast furnace)
โรงหลอมเหล็กไฟฟ้ามีขนาดเล็กกว่าโรงหลอมหม้อเหล็ก และใช้พลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานไฟฟ้าเพื่อเปลี่ยนโลหะที่อยู่ในชุดตัวอย่างผสมเป็นเหล็กเหลว โดยมักใช้ในอุตสาหกรรมโลหะสำหรับการผลิตเหล็กในมาตรฐานต่างๆ เช่น การผลิตเหล็กเส้นสายไฟ หรือเหล็กแผ่นสำหรับผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าและแก๊ส




3. โรงหลอมเหล็กแบบ (Induction Furnace)
คือ โรงหลอมเหล็กแบบเครื่องจักรที่ใช้สนามแม่เหล็กแบบความถี่สูงในการทำงาน โดยจะมีหม้อหลอมที่มีตัวรับรังสีแม่เหล็กและตัวต้านทาน ซึ่งสร้างกระแสไฟฟ้าแรงดันสูงผ่านสนามแม่เหล็ก โดยเครื่อง Induction Furnace จะใช้การหลอมโลหะโดยการสร้างความร้อนจากการจ่ายกระแสไฟฟ้าในหม้อหลอม โดยจะใช้การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจากสนามแม่เหล็กในการสร้างความร้อนที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆในวัสดุ ซึ่งจะทำให้เกิดการหลอมละลายวัสดุได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง โดยเฉพาะสำหรับการหลอมเหล็กหรือโลหะที่มีจุดเหวี่ยงต่ำ เครื่อง Induction Furnace จึงเป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงและนิยมใช้ในอุตสาหกรรมเหล็กและโลหะแต่งงาน โรงงานผลิตและอื่นๆ



4. โรงหลอมเหล็กแบบ (Coreless Induction Furnace)
คือ โรงหลอมเหล็กแบบหนึ่งที่ใช้เทคโนโลยีการสร้างสนามแม่เหล็กแบบความถี่สูงในการทำงาน แต่ต่างจากโรงหลอมเหล็กแบบ Induction Furnace แบบทั่วไป ที่มีรูปทรงสี่เหลี่ยมและมีแกนกลางที่เป็นแหล่งของแม่เหล็ก โรงหลอมเหล็กแบบ Coreless Induction Furnace ไม่มีแกนกลางแม่เหล็ก จึงเรียกว่า coreless หรือไม่มีแกนกลาง



โรงหลอมเหล็กแบบ Coreless Induction Furnace มีความสามารถในการป้องกันการกัดกร่อนที่เกิดจากสารตะกั่วและสารอื่นๆในการหลอม และสามารถใช้ได้กับการหลอมโลหะหลากหลายชนิด ซึ่งเป็นประโยชน์ในการใช้งานในอุตสาหกรรมที่มีการผสมผสานวัสดุหลากหลาย เช่น อุตสาหกรรมหล่อลื่น อุตสาหกรรมเหล็กและโลหะ อุตสาหกรรมเครื่องดื่มและอาหาร และอื่นๆ โรงหลอมเหล็กแบบ Coreless Induction Furnace ยังมีประสิทธิภาพสูงในการใช้งานและมีความปลอดภัยสูง เนื่องจากไม่มีการใช้ระบบหม้อหลอมที่มีแกนกลางและสามารถควบคุมการระเหยของแก๊สที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โรงหลอมเหล็กแบบ Cupola Furnace

6. โรงหลอมเหล็กแบบ (Open Hearth Furnace)
คือ โรงหลอมเหล็กแบบหนึ่งที่ใช้เทคโนโลยีการหลอมโลหะด้วยการใช้เชื้อเพลิงและเทคโนโลยีการเผาไหม้สารเติมในหม้อหลอม โรงหลอมเหล็กแบบนี้ถูกคิดค้นเพื่อแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเหล็กในปี ค.ศ. 1800s ที่มีปัญหาในการผลิตเหล็กในปริมาณมากพอที่จะใช้ในการสร้างสิ่งก่อสร้างต่างๆ โดยในตอนแรกเครื่องจักรหรือเครื่องต่างๆ จะใช้เหล็กดำที่ผลิตจากการหลอมด้วยเหล็กแดง แต่เหล็กดำมีความหนักมากกว่าเหล็กแดง และยังไม่คงทนต่อการเจริญเติบโตของเมืองเพราะไม่มีการผลิตเหล็กอย่างมีปริมาณในช่วงนั้น



โรงหลอมเหล็กแบบ Open Hearth Furnace ถูกออกแบบมาในช่วงปลายค.ศ. 1800s โดยได้รับการพัฒนาจนเป็นเทคโนโลยีการผลิตเหล็กที่มีปริมาณสูงและสามารถใช้ในการสร้างสิ่งก่อสร้างต่างๆ โดยในกระบวนการหลอมเหล็กแบบนี้ จะใช้เชื้อเพลิงและสารเติมเพื่อช่วยในการย่อยสลายเหล็กและกำจัดสารอุดมสมบูรณ์ที่อาจมีอยู่ในวัตถุดิบ การหลอมเหล็กแบบ Open Hearth Furnace มีประสิทธิภาพสูงในการผลิต


7. โรงหลอมเหล็กแบบ (Bessemer Converter)
คือ โรงหลอมเหล็กที่ใช้เทคโนโลยีการผลิตเหล็กด้วยการเจือจางโลหะ โดยได้รับการคิดค้นโดย Sir Henry Bessemer ในปี ค.ศ. 1856 โดยเทคโนโลยีการผลิตเหล็กด้วยโรงหลอมเหล็กแบบนี้จะเน้นการเพิ่มปริมาณออกซิเจนในเหล็กโดยใช้ลมรบกวน เพื่อทำให้ส่วนออกซิเจนในเหล็กถูกเผาไหม้หมดลง และเหล็กกลับมาเป็นเหล็กอ่อนจนถึงจะสามารถเป็นพื้นฐานในการผลิตวัสดุต่างๆ ได้
กระบวนการผลิตเหล็กด้วยโรงหลอมเหล็กแบบ Bessemer Converter มีขั้นตอนหลักๆ คือ การใส่เหล็กไว้ในโรงหลอมเหล็กและเติมเหล็กดำ จากนั้นเปิดวาล์วเพื่อให้ลมรบกวนเข้ามา โดยลมรบกวนจะช่วยทำให้ออกซิเจนที่อยู่ในเหล็กเผาไหม้หมดลง และเมื่อเหล็กออกมาจะมีความบริสุทธิ์สูง และสามารถนำไปใช้ในการผลิตวัสดุต่างๆ ได้โดยทันที
เทคโนโลยีการผลิตเหล็กด้วยโรงหลอมเหล็กแบบ Bessemer Converter ได้รับความนิยมมากในช่วงปี ค.ศ. 1850s ถึง 1950s แต่ในปัจจุบันได้ถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีการผลิตเหล็กอื่นๆ



8. โรงหลอมเหล็กแบบ Direct Reduced Iron (DRI) Furnace
คือ โรงหลอมเหล็กที่ใช้กระบวนการผลิตเหล็กโดยตรงจากการลดตัวอย่างเหล็กจากแร่เป็น DRI โดยใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยม โดยกระบวนการผลิตนี้จะผลิต DRI โดยการใช้หินเหล็กที่มีความเข้มข้นสูง และใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นตัวกระตุ้นการย่อยตัวของตัวอย่างเหล็ก
กระบวนการผลิต DRI จะเริ่มต้นด้วยการลดตัวอย่างเหล็กจากแร่ด้วยก๊าซธรรมชาติ โดยเป็นกระบวนการลดที่ไม่มีการใช้เหล็กหรือวัสดุไฟฟ้าเป็นตัวกระตุ้น และเมื่อเหล็กได้รับการลดเสร็จสิ้น จะส่งต่อไปยังโรงหลอมเหล็กเพื่อผลิตเหล็กเส้นและเหล็กแผ่นต่างๆ
DRI มีความบริสุทธิ์สูง และมีคุณสมบัติที่ดีกว่าเหล็กที่ผลิตจากเหล็กเป็นตัวอย่าง นอกจากนี้ โรงหลอมเหล็กแบบ DRI ยังมีประโยชน์ทางเศรษฐกิจเนื่องจากใช้ก๊าซธรรมชาติที่มีราคาถูกเป็นตัวกระตุ้น และสามารถผลิตเหล็กโดยไม่ต้องใช้เหล็กกล้าหรือวัสดุไฟฟ้าเป็นตัวกระตุ้นได้ ทำให้ลดต้นทุนในการผลิตเหล็กได้อย่างมาก



โดยทั่วไปแล้ว โรงหลอมเหล็กแต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติ และ ข้อดี-ข้อเสีย ที่แตกต่างกันไป และใช้เทคโนโลยีและวัสดุที่แตกต่างกันไปด้วย การเลือกใช้โรงหลอมเหล็กจึงจำเป็นต้องพิจารณาความต้องการและวัตถุประสงค์ของการใช้งานในแต่ละกรณีโดยละเอียดก่อนที่จะตัดสินใจใช้ชนิดของโรงหลอมนะครับ




โรงหลอมเหล็ก คืออะไร
ขนาดและประเภทของโรงงานหลอมเหล็กที่ควรทราบ