ยินดีต้อนรับสู่สื่อการเรียนการสอนอิเล็กทรอนิคส์ ในรายวิชา โลหะวิทยา InE221     
 
     
 
เลื่อนลง
บทเรียนที่1
 
บทเรียนที่2
 
บทเรียนที่3
 
บทเรียนที่4
 
บทเรียนที่5
 
คำถามท้ายวิชา

บทเรียนที่4 เหล็กกล้า
 

 ขั้นตอนการผลิต
       การผลิตเหล็กกล้า ในการผลิตเหล็กกล้าคือ การนำแร่เหล็กมาผลิตในเตาสู
งการผลิตเหล็กดิบในเตาสูงซึ่ง เป็นเตาที่มี 
ความสูง ประมาณ 40 เมตร กว้าง ประมาณ 15 เมตร สร้างจากแผ่นเหล็กกล้า โดยมีตัวเคลือบผนังเตา ทำด้วยอิฐทนความ 
ร้อนมีท่อลมร้อนเข้า(Hot Blast Air)และท่อน้ำหล่อเย็น ที่ผนังอิฐเพื่อลดอุณหภูมิของเตาวัตถุดิบที่ใส่ลงไปในเตาถลุงมีดังนี้

 สินแร่เหล็ก (Iron Ores) ประเภทออกไซด์ เช่น แมกเนไทต์ (Fe3O4) เฮมาไทต์
(Fe2O3) ซิเดอไรต์ (FeCO3) และลิมอไนต์ (Fe2O3-xH2O) โดยการนำไปย่อยบดอัดให้เป็นก้อนกลม
(Pellets) และผงละเอียด (Sinters)

 ถ่านโค้ก (Coke) เป็นเชื้อเพลิงที่ใช้ในการถลุงสินแร่เหล็ก และตัวทำปฏิกิริยากับสินแร่เหล็กในขณะที่มีการหลอมละลาย
ทำให้เหล็กดิบที่ได้มีธาตุคาร์บอนเพิ่มขึ้น ซึ่งถ่านโค้กเป็นถ่านหิน(Coal) ประเภทหนึ่ง

หินปูน (Limestone) หรือแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ที่ผ่านการบดอัดเป็นก้อน ความร้อนจากถ่านโค้กทำให้หินปูน
สลายตัว ทำหน้าที่เป็น ฟลักซ์ (Flux) คอยผสมกับสารเจือปน หรือสารมลทิน เช่น กำมะถัน และ ฟอสฟอรัสซึ่ง จะต้องมีการ
กำจัดออกมา โดยการระบายออกมาในรูปของขี้ตะกรัน (Slag) และสิ่งสกปรกต่าง ๆ ซึ่งในระหว่างที่มีการเกิดปฏิกิริยาภาย
ในเตา หินปูนยังทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาลดออกซิเจนภายในเตา

วิธีการถลุงสินแร่เหล็ก

      สินแร่เหล็ก หินปูน และถ่านโค้ก บรรจุเข้าด้านบนของเตาเรียงแยกกันเป็นชั้นๆ โดยใช้รถลาก (Skip Car) เป็นตัวช่วย
ดึงเข้าสู่ด้านบน ภายในเตามีความร้อนที่ได้มาจากการเผาไหม้ของถ่านโค้ก โดยมีลมร้อนเป่ามาจากด้านล่างของเตา หินปูน
จะรวมตัวกับสารมลทินต่าง ๆ ที่ลอยอยู่ด้านบนของน้ำเหล็ก เกิดขี้ตะกรัน (Slag) ซึ่ง จะได้ส่วนที่เหลือเป็นน้ำเหล็กที่ออกมา
จากรูเจาะด้านล่างของเตา และเทลงในแบบหล่อที่เตรียมไว้ เพื่อทำเป็นเหล็กกล้า หรือเหล็กหล่อ ต่อไปผลผลิตที่ได้จากการ
ถลุงสินแร่เหล็กเหล็กดิบ ที่ผลิตได้จะมีธาตุอื่น ๆ ปนอยู่ในเนื้อเหล็กโดยประมาณ ดังนี้
คาร์บอน = 3 – 5% ซิลิคอน = 1 - 4% ฟอสฟอรัส = 0.1 - 2% กำมะถัน = 0.05 – 0.2% และ แมงกานีส = 0.2 – 2.5%

 เหล็กดิบที่สำคัญมีอยู่ 2 ประเภท คือ

เหล็กดิบสีขาว (White Pig Iron) เหล็กดิบประเภทนี้มีธาตุแมงกานีส (Mn) เป็นส่วนผสมที่ทำให้คาร์บอนรวมตัวกับเนื้อ
เหล็กในรูปของเหล็กคาร์ไบด์ (Fe3C) หรือซีเมนไตต์ (Cementite) ลักษณะของเนื้อเหล็กละเอียดมีสีขาว
 เหล็กดิบสีเทา (Gray Pig Iron) เหล็กดิบประเภทนี้มีธาตุซิลิกอน (Si) เป็น
ส่วนผสมที่ทำให้มีการแยกตัวของธาตุคาร์บอน ในเหล็กดิบออกมาอยู่ ในรูปของกราไฟต์ (Graphite) ลักษณะของเนื้อเหล็ก
เป็นเม็ดเกรนเล็ก ๆ มีสีเทา



       
รูป ส่วนประกอบของเตาสูง
  


                           รูป ส่วนประกอบของเตาสูง 



         ประโยชน์ของของลมร้อนช่วยทำให้ถ่านหินเผาไหม้ได้หมดและช่วยให้เกิดคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับ
แร่เหล็กเกิดเป็นเหล็กคาร์บอนไดออกไซด์การใช้ลมร้อนแทนลมเย็นจะช่วยลดปริมาณถ่านหินที่ใช้ได้มากกว่า70เปอร์เซ็นต์
ลมร้อนนี้ได้จากเตาเผาหรือเครื่องอุ่นอากาศ ซึ่งประกอบด้วยถังสูงทรงกระบอกมีอุณหภูม ิประมาณ 1,000 องศาฟาเรนไฮต์
ลมร้อนนี้จะถูกเป่าเข้าไปสู่เตาทางช่องลมซึ่งอยู่รอบ ๆ เตาเหนือช่องเทน้ำเหล็กเล็กน้อย ปูนขาวที่ผสมลงไปจะทำหน้าที่เป็น
ฟลักซ ์เพื่อทำปฏิกิริยาทางเคมีกับวัสดุที่ไม่บริสุทธิ์ในสินแร่กลายเป็นขี้ตะกรันลอย ตัวบนน้ำเหล็กที่หลอมละลาย ขี้ตะกรันจะ
ถูกกำจัดออกเป็นระยะๆ ส่วนน้ำเหล็กจะเทออกมาทุกๆ 5 ถึง 6 ชั่วโมงต่อครั้ง เหล็กแต่ละตันจะมีขี้ตะกรันและลมร้อน 6 ตัน ขี้ตะกรันที่ได้ใช้ผสมคอนกรีตได้ และใช้ทำฉนวนประเภทใยหินแก๊สที่ได้จากการเผาไหม้ ต้องนำมาทำความสะอาด ก่อนนำ
ไปเผาลมร้อนใช้เป็นต้นกำเนิดกำลังหรือใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเตาอื่น ๆ ส่วนผสมของ โลหะแท่งเราสามารถควบคุมได้โดย
การควบคุมสภาพของวัตถุดิบและส่วนผสมในอัตราส่วนต่าง ๆ ของแร่เหล็ก















                                             

 

 

 

 




 

 

 

การเรียนการสอนโลหะวิทยาฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

 

1.ความหมายของวัสดุศาสตร์  2. คุณสมบัติทางกายภาพของโลหะ      3. คุณสมบัติเชิงกลของโลหะ  

4. การค้นพบอิเล็กตรอน  5. พันธะเคมี    6. ระบบผลึก   7. การเติบโตของผลึก 

 8. เครื่องตรวจหาโลหะ  9. รังสีเอกซ์    10.  การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ 

11. เฟสไดอะแกรม  12. การกัดกร่อน  13. แบบฝึกหัดโลหะวิทยา

14. เรียนโลหะกับมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ  15. เรือไททานิค อัปปางเพราะความผิดพลาดทางโลหะวิทยาจริงหรือ

16. หนังสือโลหะวิทยาฟิสิกส์

กลับหน้าสารบัญโลหะวิทยาฟิสิกส์

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

โลหะวิทยา