เล่มที่ 40
แร่เหล็ก
สามารถแชร์ได้ผ่าน :
การถลุงแร่เหล็ก
แร่เหล็กที่ได้จากการทำเหมืองนั้น จะอยู่ในลักษณะเป็นสารประกอบและมีสิ่งอื่นๆ ผสมปะปนอยู่ เช่น ดิน หิน ทราย เมื่อนำแร่เหล็กมาถลุง จะได้โลหะเหล็กที่ยังมีส่วนประกอบอื่นๆ ด้วยซึ่งนำมาใช้ประโยชน์ในทางอุตสาหกรรมได้น้อย เนื่องจาก มีคุณสมบัติในการใช้งานค่อนข้างจำกัด ดังนั้น เหล็กที่จะนำไปใช้งานทางด้านอุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะเป็นเหล็กผสม สารที่ผสมลงไปในเนื้อเหล็กมีทั้งที่เป็นโลหะและอโลหะ ทั้งนี้ เพื่อต้องการปรับปรุงคุณภาพเหล็กให้สามารถนำไปใช้งานได้ดียิ่งขึ้น เช่น ทำให้เหล็กมีความแข็งมากขึ้น สามารถทนต่อแรงดึงได้มากขึ้น วัตถุดิบที่ใช้ในการถลุงแร่เหล็ก ได้แก่
๑. สินแร่เหล็ก
เป็นวัตถุดิบหลักในการถลุงเหล็กซึ่งได้จากการทำเหมืองแร่เหล็ก ซึ่งประกอบด้วยแร่แมกนีไทต์และแร่ฮีมาไทต์เป็นส่วนใหญ่ ขั้นตอนแรกสุดจะต้องแยกเอาก้อนหินและก้อนแร่อื่นๆ ที่ปะปนมากับก้อนสินแร่เหล็กออกไป หลังจากได้สินแร่เหล็ก ในลักษณะเป็นก้อนขนาดต่างๆ แล้ว จะต้องนำมาผ่านกระบวนการแต่งแร่ เพื่อให้สินแร่เหล็กมีสมบัติทางกายภาพและทางเคมี ที่เหมาะสมก่อนที่จะป้อนเข้าเตาเผา
สินแร่เหล็ก วัตถุดิบหลักในการถลุงแร่เหล็ก
๒. ถ่านโค้ก
เป็นเชื้อเพลิงหลักที่ใช้ในการถลุงเหล็ก นอกจากนั้น ยังเป็นสารที่ทำให้ปฏิกิริยาทางเคมีภายในเตาเป็นไปอย่างสมบูรณ์ ขณะทำการถลุง
ถ่านโค้ก เชื้อเพลิงหลักที่ใช้ในการถลุงแร่เหล็ก
๓. ถ่านหินแอนทราไซต์
เป็นถ่านหินประเภทที่มีคุณภาพสูงที่สุด มีส่วนประกอบของคาร์บอนคงตัว ตั้งแต่ร้อยละ ๘๖-๙๘ มีค่าความร้อนจำเพาะประมาณ ๑๕,๐๐๐ บีทียู/ปอนด์ โดยจะบดให้เป็นผงสำหรับใช้ในกรรมวิธีแร่เหล็กอัดก้อน เพื่อให้ได้แร่เหล็กอัดก้อน โดยทั่วไป จะใช้ถ่านหินแอนทราไซต์ที่มีส่วนประกอบของคาร์บอนคงตัวตั้งแต่ร้อยละ ๗๘ ขึ้นไป
ถ่านหินแอนทราไซต์ เชื้อเพลิงคุณภาพสูงที่ใช้ในการถลุงแร่เหล็ก
๔. วัสดุที่ใช้เป็นฟลักซ์ (flux)
หรือวัตถุดิบที่เติมแล้วทำให้สารเจือปนบางชนิดในสินแร่เหล็กที่มีจุดหลอมเหลวสูงมีอุณหภูมิต่ำลง ประกอบด้วย หินปูน แร่โดโลไมต์ และปูนขาว ฟลักซ์ทำหน้าที่แยกสารเจือปนในสินแร่เหล็กออก สารเจือปนจะถูกหลอมละลายแยกตัวออกมาเป็นตะกรัน และลอยตัวอยู่เหนือผิวน้ำเหล็ก ประโยชน์อีกอย่างหนึ่งของหินปูนก็คือ เป็นตัวช่วยเร่งปฏิกิริยาการลดออกซิเจนในเตาสูง ให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ซึ่งการถลุงเหล็กดิบหรือเหล็กถลุงโดยกระบวนการต่างๆ อาจใช้วัตถุดิบเป็นฟลักซ์ที่ต่างกัน บางกระบวนการ ใช้หินปูนเพียงอย่างเดียว บางกระบวนการใช้แร่โดโลไมต์และปูนขาวร่วมด้วย ซึ่งขึ้นอยู่กับเทคนิคของแต่ละกระบวนการถลุง
หินปูน วัสดุที่ใช้เป็นฟลักซ์ในการถลุงแร่เหล็ก
๕. เศษเหล็ก
สาเหตุที่ต้องใส่เศษเหล็กซึ่งผ่านการถลุงมาแล้วครั้งหนึ่งลงไปด้วย เนื่องจากต้องการประหยัดสินแร่ ทำให้ลดต้นทุนการผลิตลง แต่เศษเหล็กที่ใส่ลงไปนั้นจะต้องมีการคัดเลือกเหล็กที่มีสารเจือปนจำพวกสารที่มิใช่เหล็ก เช่น สังกะสี ดีบุก วัสดุต่างๆ ให้ปะปนอยู่น้อยที่สุด ทั้งนี้ เศษเหล็กก็ไม่ใช่วัตถุดิบที่จำเป็นต้องใส่เสมอไป บางครั้งอาจใส่เฉพาะสินแร่เพียงอย่างเดียว
เศษเหล็กที่ใส่ในการถลุงแร่เหล็ก
๖. อากาศ
เป็นวัตถุดิบที่สำคัญ เนื่องจากในการเผาไหม้ภายในเตาต้องการออกซิเจนเข้าไปช่วยในการเผาไหม้ อากาศจะถูกเป่าเข้าไปในเตาเผา แต่ลมที่พ่นเข้าไปนั้นจะต้องทำให้ร้อนเสียก่อน เพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้แก่เตา เป็นการประหยัดเชื้อเพลิง
๗. น้ำ
ใช้สำหรับระบายความร้อนบริเวณเปลือกเตาซึ่งทำด้วยแผ่นเหล็ก น้ำที่ใช้ต้องเป็นน้ำสะอาด โดยทั่วไปอาจใช้น้ำจากแม่น้ำลำคลอง แต่ไม่ควรใช้น้ำทะเล เพราะอาจกัดกร่อนชิ้นส่วนของเปลือกเตาทำให้ชำรุดได้ง่าย การถลุงเหล็กดิบโดยทั่วไปมีสัดส่วนของวัตถุดิบ ดังนี้ ปริมาณเหล็กดิบ ๑ เมตริกตันต้องใช้สินแร่เหล็กประมาณ ๒ เมตริกตัน ถ่านโค้ก ๑ เมตริกตัน หินปูนซึ่งเป็นฟลักซ์ประมาณ ๐.๕ เมตริกตัน และลมร้อนที่พ่นเข้าเตาที่อุณหภูมิ ๗๐๐ องศาเซลเซียส จำนวน ๔.๕ เมตริกตัน
การใช้น้ำระบายความร้อนบริเวณเตาถลุง
หัวข้อก่อนหน้า
