6.9.2 เตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า
แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window
หลังจากในช่วงปี 2510 ไปแล้ว มีเตาคิวโพล่ามากมายได้ถูกยกเลิกใช้งานในการผลิตเหล็กหล่อ โดยมีการนำเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้ามาแทนที่ สาเหตุที่มีการลดการใช้เตาคิวโพล่าก็เนื่องมาจากปัญหาด้านมลภาวะทางอากาศ จากการเผาไหม้ของถ่านโค๊ก ก่อให้เกิดปัญหาที่เป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อม แนวคิดในการยกเลิก การใช้งานของเตาคิวโพล่าในด้านเศรษฐศาสตร์ มีอยู่ 3 แนวคิด คือ
Ø การติดตั้งอุปกรณ์ทำความสะอาดเพื่อลดมลภาวะที่ปล่อยออกมาจากปล่องเตามีราคาสูงมาก
Ø มีตัวเลือกอื่นที่ดีกว่าเตาคิวโพล่า ซึ่งก่อผลต่อมลภาวะทางอากาศน้อยกว่าเพราะไม่ใช้ถ่านโค๊กในการเผาไหม้ แต่ข้อเสียจะมีราคาแพงมากกว่า
Ø ด้านเงินทุนอาจยังมีไม่เพียงพอที่จะติดตั้งอุปกรณ์ที่ใหม่กว่า
แนวคิดเหล่านี้ยังเป็นสิ่งที่ยากต่อการตัดสินใจของเจ้าของกิจการเพราะต้นทุนสูง แต่ทว่า เรื่องมลภาวะทางอากาศเป็นสิ่งที่อันตรายมาก ๆ ต่อสิ่งแวดล้อม และสิ่งมีชีวิตมากกว่า จึงต้องยอมลงทุนเพื่อหาตัวเลือกใหม่เข้ามาใช้งานทดแทนเตาคิวโพล่า เพราะความจำเป็น
วิดีโอการทำงานของเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า
การเปลี่ยนไปใช้เตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า เนื่องจากเชื้อเพลิงที่ใช้กับเตานี้คือไฟฟ้า (Electric) ทำให้แทบจะหมดปัญหาเกี่ยวกับมลภาวะที่ก่อให้เกิดเป็นอันตรายไปได้
ส่วนข้อดีของเตาไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ใช้ในการผลิตเหล็กหล่อมีดังนี้
v เป็นเตาที่มีขนาดเล็ก มีน้ำหนักน้อย
v เตาไฟฟ้าเหนี่ยวนำสามารถผลิตโลหะหลอมได้อย่างรวดเร็ว
v การเกิดออกซิเดชั่น (Oxidation) มีน้อยกว่า เพราะว่ามีการหลอมด้วยความเร็วสูง
v ระหว่างกระบวนการหล่อ เกิดความเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเพียงเล็กน้อย โดยเฉพาะโลหะผสมที่กำลังเดือด
เตาไฟฟ้าเหนี่ยวนำทั่วไปมีขนาดกลม และเล็ก ภายในโดยปกติประกอบด้วย เบ้าหลอม (Crucible) ทำด้วยอิฐ แม็กนีเซีย (Magnesia: แร่ธาตุจากธรรมชาติของแมกนีเซียมออกไซด์ และเซอร์โคเนียม)
ผนังเตาทนทานต่ออุณหภูมิที่สูง ด้านนอกของเบ้าหลอมล้อมรอบโดยชั้นของวัสดุทนความร้อน คอยล์ท่อทองแดงที่ใหญ่กระทำหน้าที่เป็นคอยล์ไฟฟ้า และเป็นแหล่งสร้างพลังงานความร้อนจากการเหนี่ยวนำ
รูปแสดงภาคตัดภายในของเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า
รูปภาคตัดแอนิเมชันของเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า
การทำงานของเตา จะมีการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่มีความถี่สูงวิ่งไปยังขดลวด หรือคอยล์ทองแดงขนาดใหญ่ คอยล์จะทำหน้าที่เป็นคอยล์ขดลวดปฐมภูมิเหมือนกับ หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) ส่วนขดลวดทุติยภูมิจะถูกฝังอยู่ในส่วนเปลือกเบ้าหลอมเพื่อสร้างความร้อนขึ้นจากการเหนี่ยวนำ
รูปภายในเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าแสดงคอยล์เหนี่ยวนำ
เหล็กดิบที่อยู่ในเตา เป็นโหลดสร้างความต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้า ดั้งนั้น ความร้อนจึงเพิ่มสูงขึ้น จากการเกิดกระแสเหนี่ยวนำไฟฟ้าในขณะกำลังผลิตโลหะหลอม ทำให้โลหะเกิดการหลอมอย่างรวดเร็ว และเงียบ
ในอุตสาหกรรมผลิตเหล็กหล่อ เตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าควรจะมีมากกว่าสองเตาขึ้นไป เตาหนึ่งกำลังทำการหลอม ขณะอีกเตาหนึ่งจะเทน้ำเหล็กออก ซึ่งจะเกิดความต่อเนื่องในการผลิตเหล็กหล่อ นอกจากนี้การที่มีหลายเตา ยังสามารถให้เตาอื่นหยุดเพื่อทำความสะอาด หรือทำการซ่อมแซมตัวเตาได้
วิดีโอเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้ในห้องวิจัยทางโลหะ
วิดีโอแสดงการหล่อด้วยเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า
6.10 การควบคุมมลภาวะ (Pollution control)
รูปการปล่อยของเสียออกสู่สภาพแวดล้อม
เมื่อมีการถลุงเหล็ก มีการเผาไหม้เพื่อหลอมเหล็ก แน่นอนย่อมมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ว่าจะเป็นมลภาวะทางอากาศ และน้ำ
มลภาวะทางอากาศจะมีฝุ่นควันถูกปล่อยออกมา อีกทั้งยังมีสารพิษที่ถูกปล่อยออกมาอีกด้วย การแก้ไขก็โดยการควบคุมปริมาณฝุ่น ติดตั้งอุปกรณ์สร้างไฟฟ้าสถิตเพื่อดักกรองฝุ่นควันก่อนที่จะออกไปสู่ภายนอก และมีการทำความสะอาดปล่องควันเป็นประจำ
รูปควันที่ปล่อยออกจากปล่องหนึ่งในมลพิษทางอากาศ
รูปผังอุปกรณ์ดักฝุ่นควันก่อนปล่อยสู่ภายนอก
ส่วนมลภาวะทางน้ำถ้าบำบัดไม่ดี ก็มีการปล่อยของเสียที่กำจัดไม่หมดลงสู่แหล่งน้ำ อาจมีคราบน้ำมัน สิ่งปนเปื้อนที่เป็นของแข็ง รวมไปถึงของแข็งที่สามารถละลายได้ในน้ำ การแก้ไข จะต้องมีการบำบัดคืนสภาพน้ำภายในโรงงานก่อนที่จะปล่อยออกสู่แหล่งน้ำภายนอก หรือสามารถนำน้ำนั้นมาใช้งานใหม่ ซึ่งจะเป็นระบบวงจรน้ำปิด (Closed circuit water systems)
รูปการปล่อยน้ำเสียลงแหล่งน้ำธรรมชาติ
รูปผลกระทบที่เกิดขึ้นจากการปล่อยน้ำเสียลงสู่ธรรมชาติ
รูปการบำบัดน้ำเสียก่อนปล่อยสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ
จบบทที่ 6 ครั้งหน้าจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างผลึกของโลหะ
ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก
“หากเราเปิดประตูออกไปแล้วมองเห็นทางเดิน
แต่เราไม่ได้ก้าวต่อ..แล้วเราจะรู้ได้ยังไงว่าเส้นทางนั้นมันสิ้นสุดตรงไหน”
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
