เคลียร์ข้อกังขาเหล็ก IF เทคโนโลยีใหม่ลดกำมะถันเหลือ 0.002% เพิ่มปลอดภัยโครงสร้าง

นายศักดิ์ชัย ธนบดีจิรพงศ์ ผู้แทนสมาคมการค้าผู้ประกอบการหล่อหลอมโลหะด้วยเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า (IF) เปิดเผยว่า จากความกังวลของสังคมและผู้บริโภคเกี่ยวกับมาตรฐานความปลอดภัยของวัสดุก่อสร้าง เทคโนโลยีการผลิตเหล็กกำลังถูกหยิบยกขึ้นมาวิพากษ์วิจารณ์อย่างกว้างขวางโดยเฉพาะเหล็กระบบเตา IF (Induction Furnace) ที่มักถูกพาดพิงถึงข้อจำกัดในอดีต

อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงทางวิศวกรรมโลหการในปัจจุบันได้ก้าวล้ำไปมาก การผลิตเหล็กสะอาดด้วยระบบเตา IF ที่ผสานการทำงานร่วมกับเตาปรุงน้ำเหล็ก (Secondary Refining) ไม่เพียงแต่ทะลวงข้อจำกัดเดิมๆ ในการกำจัดมลทิน แต่ยังเป็นฟันเฟืองสำคัญที่ช่วยยกระดับความปลอดภัยของโครงสร้างอาคาร ลดมลพิษทางอากาศได้ถึง 6 เท่า และเป็นปัจจัยสู่ความยั่งยืนของอุตสาหกรรมก่อสร้างไทย

นวัตกรรมกวนน้ำเหล็กอัตโนมัติ

1. นวัตกรรมกวนน้ำเหล็กอัตโนมัติ สู่ความสม่ำเสมอของเนื้อเหล็กความเข้าใจคลาดเคลื่อนประการแรกคือข้อกังวลที่ว่าเตาหลอม IF ไม่สามารถทำให้น้ำเหล็กสะอาดได้ ซึ่งในความเป็นจริง กระบวนการหลอมด้วยเตา IF อาศัยหลักการ เหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าให้เกิดกระแสไฟฟ้าวน (Eddy Currents) กระบวนการนี้ก่อให้เกิดแรงกวนน้ำเหล็กอัตโนมัติด้วยสนามแม่เหล็ก (Electromagnetic Stirring) โดยน้ำเหล็กจะหมุนวนจากขอบไปสู่แกนกลางและหมุนจากล่างขึ้นบนตลอดเวลา ส่งผลให้ส่วนผสมทางเคมีและอุณหภูมิผสมผสานเนียนเป็นเนื้อเดียวกันทั่วทั้งเตา (Homogeneity)

นอกจากนี้ การกวนของสนามแม่เหล็กยังช่วยดันสารฝัง (Inclusions) หรือสารมลทินที่มีน้ำหนักเบาให้ลอยขึ้นสู่ผิวหน้า ทำให้ผู้ผลิตสามารถเติมสารสร้างตะกรันและกวาดเททิ้งออกจากเตาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. ยกระดับคุณภาพด้วยเตาปรุง (Ladle Furnace) ทลายข้อจำกัดทางเคมีเพื่อลบภาพจำเรื่องข้อจำกัดในการกำจัดฟอสฟอรัสและกำมะถัน โรงงานผลิตเหล็กระบบเตา IF มาตรฐานสูงในปัจจุบัน ได้นำเทคโนโลยีการปรับปรุงคุณภาพขั้นที่สอง (Secondary Steel Refining) มาใช้ร่วมด้วย เมื่อน้ำเหล็กจากเตา IF ถูกถ่ายลงสู่เตาปรุง เช่น LF หรือ AOD จะมีการเป่าก๊าซอาร์กอนและปรุงแต่งค่าเคมีอย่างละเอียดการใช้เทคโนโลยีเตาปรุงร่วมกับวัสดุทนไฟชนิดด่าง สามารถสกัดและลดปริมาณกำมะถัน (S) ลงมาจนเหลือระดับต่ำสุดที่ 0.002% ซึ่งการควบคุมสารมลทินเหล่านี้ให้อยู่ในเกณฑ์ต่ำจะช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น (Ductility) และความทนทานต่อการแตกหัก (Toughness) ทำให้เหล็กไม่เปราะร้าว และสามารถใช้กับงานต้านทานแผ่นดินไหวได้เป็นอย่างดี

3. ขจัดปัญหาเหล็กเปราะจากไนโตรเจนหนึ่งในข้อได้เปรียบทางโลหะวิทยาที่สำคัญของเตา IF เมื่อเทียบกับเตาอาร์คไฟฟ้า (EAF) คือเรื่องการปนเปื้อนของไนโตรเจน เตา EAF จำเป็นต้องใช้เปลวอาร์คไฟฟ้าซึ่งมีอุณหภูมิสูงจัด ทำให้โมเลกุลไนโตรเจนในอากาศแตกตัว (Nitrogen Ionization) และถูกดูดซับลงไปในน้ำเหล็กสูงถึง 80-100 ppm ซึ่งปริมาณไนโตรเจนที่สูงนี้เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เนื้อเหล็กแข็งและเปราะบาง ในทางตรงกันข้าม เตา IF ไม่มีการอาร์คที่อุณหภูมิสูงจัดเช่นนั้น จึงเกิดการเติมก๊าซไนโตรเจนน้อย ลดความเสี่ยงเรื่องเหล็กเปราะได้อย่างเด็ดขาด

4. เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจในมิติของความยั่งยืน เทคโนโลยีเตา IF ปล่อยมลพิษทางอากาศต่ำกว่ามาก โดยมีปริมาณฝุ่นละอองรวมเพียง 1-2 กิโลกรัมต่อตัน ซึ่งต่ำกว่าเตา EAF ที่ปล่อยสูงถึง 6-12 กิโลกรัมต่อตัน ต่างกันถึง 6 เท่า นอกจากนี้ยังมีระดับเสียงที่เงียบกว่า โดยอยู่ที่ 82-86 เดซิเบล อีกทั้งต้นทุนการดำเนินงานที่ประหยัดลงได้ 20-25% ยังเป็นเกราะป้องกันไม่ให้เกิดสภาวะผูกขาดราคาเหล็กโครงสร้างในประเทศ

ข้อเท็จจริงเชิงประจักษ์ทางวิศวกรรมชี้ให้เห็นว่า การผลิตเหล็กด้วย ระบบเตา IF ที่ควบคู่กับเตาปรุงน้ำเหล็กเป็นเทคโนโลยีที่สามารถผลิตเหล็กสะอาดที่มีคุณภาพสูง ได้มาตรฐานและมีความสม่ำเสมอในทุกกระบวนการผลิต การยกระดับความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ จึงไม่เพียงแต่ช่วยคืนความมั่นใจให้กับประชาชนและนักลงทุนด้านความปลอดภัยของโครงสร้างอาคาร แต่ยังเป็นการสนับสนุนอุตสาหกรรมที่ใส่ใจสิ่งแวดล้อม ซึ่งจะเป็นรากฐานอันมั่นคงสำหรับการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานของประเทศไทยในอนาคตต่อไป