ส่วนประกอบของเตาสูง
 |
| เตาสูง (Blast Furnace) |
1. ฐานเตา (Foundation) เป็นส่วนที่รองรับน้ำหนักของเตาทั้งหมด ทำด้วยคอนกรีตเสริมเหล็ก ส่วนที่เป็นฐานรากจะต้องตอกเสาเข็มคอนกรีตอัดแรงเพื่อป้องกันพื้นทรุด เนื่องจากขณะทำการถลุงจะมีน้ำหนักของต้วเตาเองแล้ว ยังต้องรวมของวัตถุดิบที่ใส่ลงไปในเตา และน้ำหนักเหล็กดิบที่กำลังหลอมละลายอีกด้วย
2. ก้นเตา (Hearth) เป็นส่วนรองรับน้ำหนักเหล็กดิบที่หลอมละลายแล้ว ซึ่งจะก่อด้วยอิฐทนไฟเรียงเป็นชั้นๆ ดังนั้นตัวอิฐจะต้องมีความสามารถทนความร้อนได้สูง ที่บริเวณก้นเตานี้ยังมีรูสำหรับเจาะเอาน้ำเหล็กออก ถัดสูงจากรูเจาะสำหรับเอาน้ำเหล็กออกแต่อยู่คนละข้างของเตา จะมรรูเจาะอีกรูหนึ่ง สำหรับระบายขี้ตะกรัน (Slsg) สาเหตุที่ต้องเจาะรูระบายขี้ตะกรันให้สูงกว่าเพราะขี้ตะกรันเบากว่าน้ำเหล็ก และลอยอยู่บนผิวหน้าของน้ำเหล็ก ดังนั้น ขี้ตะกรันจะถูกระบายออกก่อนน้ำเหล็ก เหนือรูทั้งสองขึ้นไปจะมีช่องสำหรับมองดูการหลอมละลายและดูระดับน้ำเหล็ก
3. ส่วนหลอมละลาย (Bosh) เป็นบริเวณหลอมละลายของวัตถุดิบที่ใส่ลงไปในเตา หรือ บริเวณสิ้นสุดของ
ปฏิกริยาการเผาไหม้ภายในเตา ซึ่งบริเวณที่เกิดความร้อนสูงสุดภายในเตา ดังนั้นบริเวณนี้จะต้องเรียงด้วยอิฐทนไฟที่ทนความร้อนได้มากที่สุดของเตา ทางส่วนช่วงลาดของเตาจะมีรูลม (Tuyeres) อยู่รอบๆเตา มีจำนวนหลายรูที่รับลมร้อนมาจากท่อใหญ่อีกทีหนึ่ง
4. ปล่องเตา (Stack) คือบริเวณส่วนที่เรียงอยู่ถัดสูงขึ้นมาจากบริเวณหลอมละลาย ภายในเตาบริเวณนี้เป็นบริเวณช่วงกำลังเกิดปฏิกริยาต่างๆ และเป็นช่วงอุ่นตัวของวัตถุดิบ ดังนั้น บริเวณนี้จะมีอุณหภูมิต่ำกว่าช่วงล่าง สามารถเรียงด้วยอิฐทนไฟชนิดทนความร้อนได้ปานกลางได้
5. ส่วนบนเตา (Top) เป็นบริเวณบรรจุวัตถุดิบต่างๆ ลงในเตา ส่วนบนของเตาจะมีฝาปิดซึ่งมีลักษณะเป็นกรวย 2 ชั้น เพ่อป้องกันไม่ให้แก๊สในเตารั่วออก ขณะบรรจุวัตถุดิบจะเปิดกรวยชั้นแรกก่อน แล้วเติมวัตถุดิบลงไปแล้วปิด จากนั้นจึงเปิดกรวยที่อยู่ข้างล่างวัตถุดิบก็จะหล่นลงไปในปล่องเตา นอกจากนี้ ส่วนบนของเตายังประกอบด้วยท่อทางออกของแก๊สร้อนที่ได้จากการถลุง เพื่อนำไปเป็นเชื้อเพลิงในการอุ่นลมที่จะป้อนเข้าเตา
6.อุปกรณ์ลำเลียง (Charging Apparatus)
ประกอบด้วยรถลำเลียง (Skip Car) หรืออาจเป็นสายพานลำเลียง (Convayer)
เพื่อลำเลียงวัตถุดิบ เช่น แร่เหล็ก ,ถ่านโค้ก ,หินปูน ,เศษเหล็ก เป็นต้น
7.เตาเผาลมและอุปกรณ์พ่นลม (Chequer Chamber and Blower) เป็นส่วนที่แยกออกต่างหากจากเตาสูง มีลักษณะเป็นทรงกระบอกสูง ส่วนบนสุดโค้งเป็นครึ่งวงกลม ภายในเรียงด้วยอิฐทนไฟสลับกันเป็นชั้นๆ หลายแถว แก๊สร้อนจะเข้าทางด้านล่างของอิฐทนไฟ ทำการเผาอิฐทนไฟจนร้อนแดง เมื่ออิฐร้อนแดงจนได้ที่แล้วช่องแก๊สร้อนเข้าจะถูกปิด จากนั้นจะเปิดปั้มลมเพื่อปั้มลมเข้าเตา ลมจะวิ่งผ่านอิฐที่ร้อนแดงและจะนำเอาความร้อนไปด้วย กลายเป็นลมร้อนผ่านเข้าไปในท่อวงแหวนซึ่งมีท่อเล็กๆต่อแยกไปยังรูต่างๆ ที่อยู่ในบริเวณส่วนหลอมละลาย
เตาสูง (Blast Furnace) สำหรับถลุงเหล็กดิบ 1 เตา จะมีเตาอุ่นลมอยู่ประมาณ 2-3 เตาขึ้นไป
เพื่อใช้ในการสับเปลี่ยนหมุนเวียนทำให้เกิดลมร้อนอย่างต่อเนื่อง
การบรรจุวัตถุดิบในเตา
การบรรจุวัตถุดิบในเตานั้น จะใส่ผสมรวมๆกันไปด้วยกันไม่ได้ จะต้องใส่เป็นชั้นๆตามชนิดของวัตถุดิบ เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพของปฏิกริยาในการหลอมละลายมากที่สุด
ชั้นของวัตถุดิบที่ใส่ลงในเตา
เรียงลำดับจากก้นเตาขึ้นมาถึงส่วนบนของเตา
ชั้นที่ 1 ถ่านโค้ก ตอนที่เริ่มจุดเตาเพื่อถลุงเหล็กนั้น ต้องใสถ่านโค้กก่อนเพื่อให้เป็นเชื้อเพลิง ทำให้เกิดปฏิกริยาภายในเตา
ชั้นที่ 2 หินปูน เมื่อถ่านโค้กติดไฟแล้วจะเกิดความร้อน ซึ่งจะทำให้หินปูนสลายตัวรอผสมกับสิ่งสกปรกที่จะเกิดขึ้นภายในเตา
ชั้นที่ 3 เศษเหล็ก สำหรับชั้นนี้ในบางเตาอาจไม่ใช้ ถ้าเป็นเช้านี้ให้ใส่ชั้นต่อไปได้เลย
ชั้นที่ 4 สินแร่เหล็ก จะต้องผ่านการเตรียมให้มีขนาดตามต้องการ คือก้อนโตประมาณ 10 – 15 มม.
ผลผลิตที่ได้จากเตาสูง
1.เหล็กดิบ (Pig lron) ผลผลิตที่สำคัญซึ่งได้จากการถลุงแร่ในเตาสูง ได้แก่เหล็กดิบ แต่เหล็กดิบที่ได้จากเตานั้นมีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับชนิดของแร่เหล็กและวัตถุดิบที่ใส่เข้าไป
ชนิดของเหล็กดิบ มีดังนี้
1)เหล็กดิบสีเทา (Grey Pig lron) เป็นเหล็กดิบที่มีซิลิกอนผสมอยู่มาก ซิลิกอนเป็นตัวช่วยแยกคาร์บอนในเหล็กดิบออกมาอยู่ในรูปการาไฟด์ (Garphite) หรือ คาร์บอน ดังนั้นถ้านำเหล็กดิบสีเทามาหักดูเนื้อในจะเห็นรอยหักเป็นเม็ดเล็กๆสีเทา เหล็กดิบสีเทานิยมเอาไปถลุงอีกครั้งเพื่อให้ได้เป็นเหล็กหล่อสีเทา (Grey Cast lron) ต่อไป
2) เหล็กดิบสีขาว (White Pig lron) เป็นเหล็กดิบที่ส่วนประกอบของแมงกานีสอยู่มาก คาร์บอนจะรวมตัวกับเหล็กในรูปของซีเมนไตท์ (Cementite) เมื่อสังเกตดูรอยหักจะเป็นเนื้อละเอียดขาว เหล็กดิบสีขาวนี้นิยมนำไปถลุงและผ่านกรรมวิธีต่างๆเพื่อให้ได้เป็นเหล็กกล้าที่จะนำมาใช้งานต่อไป
2. ขี้ตะกรัน (Slag)
เป็นสิ่งสกปรกที่อยู่ในสินแร่เหล็ก ซึ่งถูกกำจัดโดยหินปูน ขี้ตะกรันที่ได้จากเตาสูงจะมีเนื้อละเอียด ใช้เป็นส่วนผสมในการทำปูนซีเมนต์ และเป็นวัตถุดิบอย่างหนึ่งสำหรับผลิตใยหิน ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นฉนวนป้องกันความร้อน และเป็นกันความร้อน และเป็นฉนวนป้องกันเสียงได้ดี
3.แก๊สร้อน (Hot Gas) ที่ได้จากเตาสูงในการผลิตเหล็กดิบจำนวน 1 ตัน มีส่วนผสมดังนี้
CO2 = 18.5 %
CO = 23.4 %
H2 = 0.2 %
N2 = 53.1 %
H2O = 4.8 %
ช่วงต่างๆของอุณหภูมิที่เกิดปฏิกริยาภายในเตามีดังนี้
1. ช่วงให้ความร้อนล่วงหน้าหรือช่วงอุ่น (Preheating Zone) อุณหภูมิประมาณ 200 - 300 °C
ความชื้นหรือน้ำกลายเป็นไอ กำมะถันส่วนหนึ่งถูกไหม้เป็นก๊าซ
2. ช่วงลดออกซิเจน (Reduction Zone) อุณหมิประมาณ 600 - 800 °C ก๊าซออกซิเจน รวมตัวกับ
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
3. ช่วงเติมคาร์บอนของถ่านโค้ก (Carburirgation Zone) อุณหภูมิประมาณ 1,000 – 1,100 °C
เป็นช่วงที่ถ่านโค้กรวมตัวกับก๊าซออกซิเจน
4.ช่วงหลอมละลาย (Meltion Zone) อุณหภูมิประมาณ 1,400 – 1,600 °C ได้เหล็กคาร์ไบด์กับ
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น