|
รถเตาประหยัดพลังงาน (Low Thermal Mass Kiln Car)
คุณชัชวาล จิรัฐติกาล
กรรมการผู้จัดการบริษัทภัทรารีแฟรกทอรี่ จำกัด
ระบบรถเตาได้รับการพัฒนาอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เมื่อย้อนกลับไปดูประวัติศาสตร์ของรถเตาอุโมงค์ ในช่วงปี 1970 - 1979 ได้มีการแนะนำระบบรถเตาที่มีน้ำหนักเบา โดยมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างรถเตาเพื่อลดน้ำหนักดังนี้
1. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างชั้นล่าง (Bottom layer) ของรถเตา โดยใช้วัสดุที่มีความเป็นฉนวนสูงและมีน้ำหนักเบาเป็นแกนกลางของรถ (car core) ซึ่งจะเป็นเส้นใยเกาลิน (kaolin wool) หรือคอนกรีตที่มีน้ำหนักเบา (lightweight concrete) ที่มีความหลากหลายของส่วนที่หยาบ (aggregate) ขึ้นกับอุณหภูมิของการใช้งาน เช่น เวอร์มิคูไลท์ (vermiculite), ชะมอดที่มีน้ำหนักเบา (lightweight chamotte) และปอซโซลาน (pozzolan)
2. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างชั้นบน (Top layer)
3. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหลังคา (Setting deck)
สิ่งสำคัญที่สุดที่ต้องตระหนักคือ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุทนไฟ โดยการพัฒนาใหม่ๆ จะคำนึงถึงสภาวะในการใช้งาน, อายุการใช้งานที่นานขึ้น และการเลือกใช้วัตถุดิบและเนื้อดินที่มีคุณภาพแต่ราคาค่อนข้างต่ำ เพื่อเป็นการลดต้นทุนในการผลิต นอกจากนี้ยังต้องคำนึงถึงการออกแบบเพื่อให้ได้รถเตาที่มีน้ำหนักเบาและประหยัดพลังงานอีกด้วย
การทำให้วัสดุทนไฟมีคุณภาพสูงจะต้องทำให้มีความเป็นเนื้อเดียวกัน (homogeneity) ของวัตถุดิบ (raw materials), เนื้อดิน (clay body) และผลิตภัณฑ์ (products) ซึ่งจะพิจารณาในเรื่องของปัจจัยทางกายภาพ (physical parameter) และการควบคุมกระบวนการเผา (firing process) เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางแร่ตามที่ต้องการ
คุณสมบัติที่จำเป็นของวัสดุทนไฟที่ใช้ในรถเตา
1. ความคงทนต่อแรงทางกลเมื่อได้รับความร้อน (Thermal-mechanical stability)
2. ความทนทานต่อการกัดกร่อน (Corrosion resistance)
3. ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน (Resistance to thermal shock)
4. ความทนทานต่อแรงเค้นที่อุณหภูมิสูง (High thermal stress resistance)
ประเภทของวัสดุทนไฟสำหรับระบบรถเตา จะถูกพัฒนาบนพื้นฐานของคอร์เดียไรท์ (cordierite) และ มัลไลท์ (mullite) เพื่อให้มีความสามารถในการรับแรงกด และการทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน (Resistance to thermal shock) ได้ดี โดยใช้แอนดาลูไซท์ (andalusite) เป็นวัตถุดิบทุติยภูมิ (secondary material) ซึ่งรถเตาแบบเดิมจะมีเพียงประเภทอิฐไฟร์เคลย์ (Fireclay brick) และอิฐอลูมินา (Alumina brick) ที่ไม่มีคอร์เดียไรท์ (cordierite)
สำหรับอิฐรถเตาที่ใช้กันอยู่ทั่วไปในอุตสาหกรรมเซรามิก (Conventional Kiln Car Construction) จะเป็นรถเตาที่มีน้ำหนักมาก ไม่ทนต่อ Thermal shock รับแรงกดหรือน้ำหนักได้น้อย ใช้เชื้อเพลิงในการเผาผลิตภัณฑ์มาก เนื่องจากอิฐที่ใช้ก่อรถเตามีขนาดใหญ่และหนาทำให้ต้องสูญเสียความร้อนไปกักเก็บไว้ในตัวอิฐเป็นจำนวนมาก ความร้อนภายในเตาไหวเวียนได้ไม่ดี และมีการสูญเสียความร้อนลงสู่พื้นรถเตาในปริมาณสูง จึงทำให้สิ้นเปลืองพลังงานในการเผาผลิตภัณฑ์มากขึ้น
ดังนั้นในปัจจุบันจึงได้มีการนำ Know How จากประเทศเยอรมันเข้ามา เพื่อผลิตอิฐรถเตาประหยัดพลังงาน (Low Thermal Mass Kiln Car Construction) โดยใช้อิฐคอร์เดียไรท์ (Cordierite) และมัลไลท์ (Mullite) เพื่อให้อิฐมีคุณสมบัติที่ดีขึ้น ประกอบกับโครงสร้างรถเตาที่มีการออกแบบให้ช่วยประหยัดพลังงานได้ดียิ่งขึ้น
ข้อดีของรถเตาประหยัดพลังงานมีดังนี้
1. ช่วยลดต้นทุนการผลิต ในเรื่องของพลังงานเชื้อเพลิงที่ราคามีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นในปัจจุบัน โดยปริมาณพลังงานที่ใช้จะน้อยลง เนื่องจากความร้อนภายในเตาเผามีการไหลเวียนที่ดี และมีความสม่ำเสมอทั่วทั้งเตา ซึ่งจะช่วยให้ระยะเวลาการขึ้นไฟ (heat up) สั้นลง และช่วยลดความร้อนที่สูญเสียลงสู่พื้นรถเตา จึงช่วยประหยัดเชื้อเพลิงที่ใช้ในการเผาผลิตภัณฑ์ได้
2. รถเตามีน้ำหนักเบา จึงช่วยประหยัดแรงที่ใช้ในการดึงหรือดันรถเตาให้เคลื่อนที่ และยังช่วยลดปัญหาลูกปืนแตกได้อีกด้วย
3. ช่วยยืดอายุการใช้งาน เนื่องจากอิฐที่ใช้เป็นคอร์เดียไรท์ (Cordierite) และมัลไลท์ (Mullite) ซึ่งจะทนต่อ Thermal Shock และ Refractoriness Under load ได้ดี ทำให้มีอายุการใช้งานที่นานขึ้น จึงช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงเตาเผาได้
ตัวอย่างรถเตาประหยัดพลังงานสำหรับเตา tunnel ของบริษัท ภัทรา รีแฟรกทอรี่ จำกัด
 รถเตาแบบเดิม
 แบบจำลองรถเตาประหยัดพลังงาน
 รถเตาประหยัดพลังงาน
รถเตาประหยัดพลังงานของบริษัท ภัทรา รีแฟรกทอรี่ จำกัด สามารถลดน้ำหนักรถเตาลงจากรถเตาแบบเดิมได้ถึง 48% จึงช่วยลดปัญหาลูกปืนแตกเสียหาย และยังช่วยป้องกันความร้อนที่สูญเสียลงสู่พื้นรถเตาได้
หมายเหตุ :
ขนาดรถเตา 1480x1985x654 mm
น้ำหนักรถเตาแบบเดิม 2595 kg
น้ำหนักรถเตาประหยัดพลังงาน 1343 kg
ตัวอย่างรถเตาประหยัดพลังงานสำหรับรถเตา tunnel (ปรับปรุงใหม่) ที่ใช้เผาถ้วยชาม
 รถเตาแบบเดิม
 แบบจำลองรถเตาประหยัดพลังงาน
รถเตาประหยัดพลังงานสำหรับรถเตา tunnel ที่มีการปรับปรุงโครงสร้างให้สามารถกันความร้อนลงสู่พื้นรถเตาได้ดียิ่งขึ้น และสามารถลดน้ำหนักรถเตาลงจากเดิมได้ถึง 40% นอกจากนี้โครงสร้างรถเตาแบบใหม่ถูกออกแบบให้มี inter locking เพื่อช่วยป้องกันการลื่นไหลของอิฐบนรถเตาและลดปัญหาการแตกหักของอิฐที่ขอบมุมรถเตาได้อีกด้วย
หมายเหตุ :
รถเตาขนาด 1764x1250x325 mm
น้ำหนักรถเตาแบบเดิม 1040 kg
น้ำหนักรถเตาประหยัดพลังงาน 624 kg
ตัวอย่างเตาและรถเตาประหยัดพลังงานสำหรับเตา shuttle
 รถเตาแบบเดิม
 เตาประหยัดพลังงาน
 รถเตาประหยัดพลังงาน
รถเตาประหยัดพลังงานสำหรับเตา shuttle ที่ใช้ hollow blocks แทนอิฐทนไฟที่มีน้ำหนักมาก ภายในใส่ ceramic fiber เพื่อช่วยในเรื่องการเป็นฉนวนความร้อนและการประหยัดพลังงาน นอกจากนี้ยังมีการออกแบบให้ใช้ ceramic fiber ในส่วนของผนังเตา และส่วนของจมูกเตามีการออกแบบให้เป็น hollow block เช่นเดียวกับรถเตาเพื่อช่วยลดการสูญเสียความร้อนสะสม และยังช่วยให้ประหยัดพลังงานได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งสามารถลดน้ำหนักรถเตาและจมูกเตาลงจากแบบเดิมได้ 53%
หมายเหตุ :
เตาขนาด 2.5 m3
รถเตาขนาด 1200x1800x300 mm
น้ำหนักรถเตาและจมูกเตาแบบเดิม 1500 kg
น้ำหนักรถเตาและจมูกเตาประหยัดพลังงาน 700 kg
รถเตาประหยัดพลังงานจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่จะช่วยลดการใช้พลังงานเชื้อเพลิงให้น้อยลง ในยุคที่น้ำมันมีราคาแพง เพื่อเป็นการลดต้นทุนในการผลิตและยังได้ผลิตภัณฑ์หลังเผาที่มีคุณภาพอีกด้วย
|
|
