1. 2.2 กรรมวิธีการผลิตเหล็กชนิดต่าง ๆ
2.2.1 กรรมวิธีการผลิตเหล็กดิบ
เหล็กดิบผลิตขึ้นจากเตาสูง (Blast Furnace) โดยการหลอมสินแร่เหล็กกับถ่านโค๊กและหิน
ปูน ซึ่งคุณภาพของเหล็กดิบที่ได้ขึ้นอยู่กับชนิดของสินแร่ที่นามาหลอม
1. การถลุงแร่เหล็กโดยใช้เตาลมพ่นหรือเตาสูง (Blast Furnace) เตาลมพ่นหรือเตาสูงมี
ลักษณะคล้ายปล่องไฟสูงประมาณ 30 เมตร กว้างประมาณ 10 เมตร ภายนอกเตาเป็นเหล็กแผ่น กรุภายในด้วยอิฐทนไฟ มีท่อ
น้าเหล็กเย็นแทรกระหว่างอิฐกาแพงเตาเพื่อควบคุมอุณหภูมิส่วนต่าง ๆ ของเตา
วัตถุดิบที่ใช้ในการถลุงเหล็กดิบ
1. สินแร่เหล็ก (Iron Ore) ใส่เข้าไปเพื่อถลุงเอาเหล็กดิบ
2. ถ่านโค๊ก (Coke) ใส่เข้าไปเพื่อเป็นเชื้อเพลิงและตัวทาปฏิกิริยา
3. หินปูน (Limestone) หรือแคลเซียมคาร์บอเนต ใส่เข้าไปเพื่อดึงเอกสารมลทินออกจากสินแร่เหล็ก แยกตัว
ออกเป็นตะกรัน (Slag)
พิจารณาลักษณะเตาลมพ่นหรือเตาสูงได้ดังรูปที่ 2.1
รูปที่ 2.1 ลักษณะเตาลมพ่นหรือเตาสูง( Blast Furnace )

2. วิธีการถลุงเหล็กดิบ
แร่เหล็ก หินปูน และถ่านโค้ก จะถูกป้ อนทางด้านบนของเตาเรียงแยกกันมาเป็นชั้น ๆ ความร้อนในการถลุงได้มาจาก
การเผาไหม้ของถ่านโค้ก โดยมีลมร้อนเป่ามาจากด้านล่างของเตาเพื่อช่วยการเผาไหม้หินปูนจะรวมตัวกับสารมลทินและสิ่ง
สกปรกต่าง ๆ เกิดเป็นฟองขี้ตะกรัน (Salg) ส่วนเนื้อเหล็กจะหลอมละลายรวมตัวกับคาร์บอนในถ่านโค๊กแล้วจมลงด้านล่างของ
เตา โดยมีขี้ตะกรันลอยอยู่ด้านบนโลหะหลอมละลาย เมื่อโลหะหลอมตัวมีปริมาณมากถึงจานวนหนึ่งจะมีการเปิดรูตรงที่ขี้
ตะกรันลอยอยู่เพื่อให้โหลทิ้งออกไป แล้วจึงเปิดรูด้านล่างให้น้าเหล็กไหลออกมาเข้าแบบพิมพ์ที่รองรับไว้เมื่อน้าเหล็กเย็นตัว
ลงในแบบพิมพ์จะได้แท่งเหล็กที่เรียกว่า เหล็กดิบ
แท่งเหล็กดิบประกอบด้วยเนื้อเหล็กผสมกับคาร์บอนประมาณ 4.5% นอกจากนี้ยังมีสารอื่นปะปนอยู่ด้วย เช่น
ซิลิคอน กามะถัน ฟอสฟอรัส และแมงกานีส
พิจารณากระบวนการผลิตเหล็กดิบจากสินแร่ด้วยเตาสูงได้ดังรูปที่ 2.2
รูปที่ 2.2 กระบวนการผลิตเหล็กดิบจากสินแร่ด้วยเตาสูง
1. การถลุงแร่เหล็กแบบเหล็กพรุน (Sponge Iron) วิธีการผลิตเหล็กพรุนกระทาได้โดยบดแร่
เหล็กให้เป็นก้อนเล็ก ๆ ผสมกับสารลดออกซิเจนแล้วเผาในเตาปิด โดยใช้ความร้อนต่ากว่าจุดหลอมละลายของเหล็ก สารลด
ออกซิเจนดังกล่าวอาจใช้ถ่านโค้ก ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซ คาร์บอนมอนอกไซด์ ก๊าซไฮโดรเจนหรือน้ามันเตาก็ได้ผลผลิตที่ได้จะ

3. แข็งเป็นก้อนพรุนคล้ายฟองน้าหรือหินลาวาภูเขาไฟ เมื่อนาไปบดให้ละเอียดอีกครั้งหนึ่งแล้วใช้แม่เหล็กดูดจะทาให้ได้เหล็ก
พรุนที่มีปริมาณเหล็กสูง 80-90% และสามารถนาเหล็กพรุนไปใช้ผลิตเหล็กกล้าแทนเหล็กดิบที่ได้ถลุงจากเตาลมพ่นได้
พิจารณากระบวนการผลิตเหล็กดิบจากสินแร่แบบเหล็กพรุนได้ดังรูปที่ 2.3
1 บรรจุแร่เหล็ก 6 แยกด้วยแม่เหล็ก 11 ถังเก็บ 16 ชั่งหาปริมาณ
2 บรรจุฟลักซ์ 7 บรรจุลงแบบ 12 บด 17 บรรจุเหล็กพรุนที่สาเร็จ
3 อบให้แห้ง 8 เผาลดออกซิเจน 13 แยกด้วยแม่เหล็ก
4 บด 9 เอาออกจากแบบ 14 ขัดและร่อนแยกขนาด
5 ร่อนคัดแยกขนาด 10 บดหยาบ 15 อบ
รูปที่ 2.4 กระบวนการผลิตเหล็กดิบจากสินแร่แบบเหล็กพรุน
เตาในการผลิตเหล็กกล้ามี 2 แบบ
1. ผนังเตาแบบกรด (Acid Lining)
ผนังเตาแบบกรดนี้ จะใช้วัสดุพวกซิลิกา (SiO2) มาทาผนังเตา ข้อจากัดของการใช้ผนังเตาแบบ

4. กรด คือ ผนังเตาจะไม่ทาปฏิกิริยาทางเคมีกับธาตุฟอสฟอรัส ดังนั้นการผลิตเหล็กกล้าโดยใช้ผนังเตาแบบกรดจึงควรใช้กับ
เหล็กดิบที่มีปริมาณธาตุฟอสฟอรัสผสมอยู่ในเนื้อเหล็กน้อย
2. ผนังเตาแบบต่าง (Basic Lining)
ผนังเตาแบบด่างนี้ จะใช้วัสดุพวกแมกนีไซต์ (MgCo3) มาทาผนังเตา เพราะสามารถทาปฏิกิริยา
ทางเคมีกับซิลิคอน แมงกานีส กามะถันและฟอสฟอรัส ที่ผสมอยู่ในเนื้อเหล็กให้กลายเป็นสแลก
การผลิตเหล็กกล้า สามารถแบ่งได้ 2 ลักษณะ คือ
1. การลดปริมาณธาตุคาร์บอน (Reduce Carbon) การนาเหล็กดิบที่ถลุงได้จากเตาสูงซึ่งมีสภาพ
เป็นของเหลวมาลดปริมาณธาตุคาร์บอนที่มีผสมอยู่ในเนื้อให้มีปริมาณน้อยที่สุดหรือให้หมดไป โดยการใช้ผนังเตาให้
เหมาะสมและใช้ออกซิเจนทาปฏิกิริยา ซึ่งสามารถทาได้หลายวิธี เช่น
1.1 การผลิตเหล็กกล้าแบบเบสเซเมอร์ (Bessemer Process)
การผลิตเหล็กกล้าแบบนี้ประดิษฐ์และตั้งขึ้นได้ โดย Henry Bessemer ในปี ค.ศ.1856 โครงสร้างของเตาจะตั้งอยู่
บนแกนซึ่งสามารถเอียงลงและตั้งขึ้นได้ตัวเตาด้านนอกเป็นเหล็กภายในบุด้วยอิฐทนไฟ จะมีท่อที่ใช้เป่าลมอยู่ที่ก้นเตา การ
ผลิตเหล็กกล้าทาได้โดยการนาน้าเหล็กดิบ หลอมละลายที่ได้จากการถลุงสินแร่เหล็กในเตาสูง เทลงไปในเตา ธาตุต่าง ๆ ที่มี
อยู่ในน้าเหล็กดิบ เช่น คาร์บอน ซิลิคอน แมงกานีส กามะถัน ฟอสฟอรัส จะทาปฏิกิริยากับผนังเตา กลายเป็นขี้ตะกรัน (Slag)
แต่จะยังไม่หมดจึงต้องเป่าลมเข้าไปในทางก้นเตา ก๊าซออกซิเจน (O) ที่มีอยู่ในอากาศจะเข้าไปทาปฏิกิริยากับธาตุคาร์บอน
กลายเป็นก๊าซคาร์บอนมานอกไซด์ (CO) ในขณะทาปฏิกิริยานี้ จะสังเกตได้ว่าจะมีเปลวไฟเกิดขึ้นและพุ่งออกมาจากทางปาก
ตา การ
ทาปฏิกิริยานี้ใช้เวลาประมาณจากทางปากตา การทาปฏิกิริยานี้ใช้เวลาประมาณ10 - 15 นาที น้าเหล็กที่อยู่ภายในเตาจะมี
อุณหภูมิประมาณ1,600 องศาเซลเซียส น้าเหล็กจะมีปริมาณคาร์บอนเหลืออยู่น้อยมาก หรือไม่มีอยู่เลย ถ้าเราต้องการจะผลิต
เหล็กกล้าชนิดไหนเราก็จะทาการเติมธาตุหรือโลหะต่าง ๆ ผสมเข้าไปเพื่อทาให้เหล็กกล้านั้นมีคุณสมบัติเหมาะสมที่จะ
นาไปใช้งานตามความต้องการต่อไป
ภาพที่ 2.5 การผลิตเหล็กกล้าแบบเบสเซเมอร์

5. 1.2 การผลิตเหล็กกล้าแบบโทมัส (Thomas Process)
การผลิตเหล็กกล้าแบบโทมัส พัฒนาขึ้นจากนักโลหะวิทยา ชื่อ Thomas เมื่อประมาณ ค.ศ.1950 เตาจะตั้งอยู่บน
แกน ซึ่งสามารถเอียงลงและตั้งขั้นได้ ตัวเตาทาจากเหล็กภายในบุด้วยอิฐทนไฟ แมกนีไซต์ (MgCO3) นาน้าเหล็กดิบหลอมเหลว
ที่ได้จากการถลุงสินแร่เหล็กในเตาสูง เทลงในเตา ธาตุต่าง ๆ ที่มีในเหล็กหลอมเหลว เช่น คาร์บอน ซิลิคอน แมงกานีส
ฟอสฟอรัส กามะถัน บางส่วนจะทาปฏิกิริยากับผนังเตากลายเป็นขี้ตะกรัน (Slag) แต่ยังไม่หมด เราจะเป่าอากาศเข้าไป เพื่อให้
ออกซิเจนทาปฏิกิริยากับธาตุ ต่างๆ ในน้าเหล็ก โดยเราจะเป่าอากาศเข้าไปในทางด้านบนของเตา ซึ่งจะใช้เวลาประมาณ 10-20
นาที เหล็กดิบที่นามาผลิตเหล็กกล้าแบบโทมัส โดยทั่วมักจะมีธาตุฟอสฟอรัส (P) มาก
ภาพที่ 2.6 การผลิตเหล็กกล้าแบบโทมัส
1.3 การผลิตเหล็กกล้าแบบ แอล ดี (L D Process)
การผลิตเหล็กกล้าแบบ L D พัฒนาขึ้นโดย Line และ Donauwitz แห่งประเทศออสเตรียโดยมีหลักการคล้ายกับ
การทาเหล็กกล้าแบบเบสเซเมอร์ แต่ใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์เป่าเข้าไปทาปฏิกิริยากับธาตุต่าง ๆ ในน้าเหล็กแทนการใช้อากาศ
ธรรมดา เพราะว่าในอากาศธรรมดามีก๊าซไนโตรเจนอยู่ด้วย ถ้าเราเป่าอากาศธรรมดาเข้าไปเสียเวลา และเสียค่าใช้จ่ายโดย
เปล่าประโยชน์
2. การนาเหล็กกล้ามาหลอมใหม่ (Return Product) การนาเศษเหล็ก ชิ้นงานเครื่องจักรกลต่างๆ ที่ผลิตขึ้นจากเหล็กกล้า
ที่ชารุดหรือหมดสภาพการใช้งานแล้วนากลับมาหลอมละลายใหม่ ซึ่งการผลิตเหล็กกล้าด้วยวิธีการนี้สามารถทา
ได้หลายวิธีการ เช่น
2.1 การผลิตเหล็กกล้าแบบโอเพนฮาร์ท (Openheart Process)
การผลิตเหล็กแบบโอเพนฮาร์ท หรือเรียกว่าการผลิตเหล็กแบบเตากระทะพัฒนาขึ้นโดย
ซีเมนต์ (Siemens) และมาร์ติน (Martin) ประมาณ ค.ศ. 1860 เตาจะมีลักษณะเหมือนกระทะ เหนือขอบเตาจะมีท่อแก๊สเชื้อเพลิง
และท่ออากาศร้อนทั้ง 2 ข้าง ข้าง ละ 2 ท่อ เชื้อเพลิงที่ให้ความร้อนในการหลอมละลายคือ Producer Gas เมื่อเริ่มบรรจุวัตถุดิบเข้า
ตาแล้ว เตาจะทางานทีละข้าง Producer Gas เป็นก๊าซที่ได้จากการกลั่นทาลายถ่านหิน และอากาศร้อนจะพ่นออกไปรวมกันบริเวณ

6. เหนือวัตถุดิบในเตร ทาให้เกิดการเผาไหม้ขึ้น ความร้อนจะแพร่ไปในเตาเหนือวัตถุดิบ ความร้อนเหล่านี้จะผ่านออกจากเตาไป
ทางอีกข้างหนึ่งเข้าไปในห้องเผาอากาศ ซึ่งเป็นอิฐที่เรียงสลับกันไว้อิฐจะดูดเอาความร้อนนั้นไว้การทางานจะดาเนินไปเรื่อย
ๆ ห้องเผาอากาศจะค่อย ๆ มีอุณหภูมิสูงขึ้นประมาณ 1,000 องศาเซลเซียส จากนั้นก็จะสลับข้างกันเช่นนี้เรื่อย ๆ ไปใช้เวลา
ประมาณ 4-6 ชั่วโมง วัตถุดิบที่อยู่ภายในเตาจะหลอมละลายเหล็ก เมื่อหลอมละลายเจ้าหน้าที่จะต้องนามาวิเคราะห์จนระดับ
ของคาร์บอนในเนื้อเหล็กเท่ากับเหล็กกล้าแต่ละชนิด
2.2 การผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาไฟฟ้ า (Electrical Furnace Process)
การผลิตเหล็กกล้าแบบนี้จะใช้เศษเหล็กกล้าที่ได้จากเครื่องจักร เครื่องกลต่าง ๆ ที่หมดสภาพการใช้งานแล้ว
นามาบรรจุในเตา จากนั้นจะให้ความร้อนแก่เศษเหล็กกล้าจากประกายไฟฟ้า (Electric Arc) ซึ่งกระโดดจากแท่งคาร์บอน
(electrodes) ไปยังเศษเหล็กซึ่งจะค่อย ๆ มีความร้อนเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนหลอมละลายเป็นน้า โลหะหินปูน(Limestone) จะรวมตัวกับ
สิ่งที่เจือปนต่าง ๆ ในน้าเหล็ก เป็นขี้ตะกรัน ลอยอยุ่ข้างบนน้าโลหะ เตาไฟฟ้าให้ความร้อนได้รวดเร็ว ทาให้ผลิตเหล็กกล้าได้
เร็วกว่าการผลิตด้วยวิธีอื่น ๆ และให้อุณหภูมิสูงกว่าเตาชนิดอื่น สามารถใช้หลอมเหล็กกล้าผสมที่มีจุดหลอมเหลวสูง ๆ เช่น
เหล็กกล้าผสมทังสเตน เหล็กกล้าผสมโมลิบดีนัม หรือเหล็กเหนียวหล่อ (Cast Steel) ได้ดี
ภาพที่ 2.8 การผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาไฟฟ้า
2.3 การผลิตเหล็กกล้าแบบสุญญากาศ (Vacuum Furnace)
การผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาสุญญากาศ มีลักษณะการทางานคล้ายกับการผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาไฟฟ้า เพียงแต่
เตาชนิดนี้จะปิดเตามิดชิด และในขณะทาการหลอมเหลวโลหะจะปั๊มอากาศที่อยู่ในเตาออก ภายในเตาจะมีลักษณะเป็น
สุญญากาศ เหล็กจากขบวนการนี้จะไม่มีโอกาสสัมผัสกับออกซิเจน ไนโตรเจน ในอากาศเลย ทาให้เหล็กที่ได้มีโครงสร้างเม็ด
เกรนละเอียดมาก การผลิตเหล็กกล้าแบบนี้เหมาะสาหรับใช้ผลิตเหล็กกล้าที่ต้องการคุณภาพสูง หรือผลิตโลหะบางชนิดที่
ในขณะหลอมเหลวถ้าทาปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ จะทาให้เกิดความเสียหายขึ้นได้เหล็กกล้าที่ผลิตได้จากกรรมวิธีนี้
นาไปสร้างชิ้นส่วน อุปกรณ์ที่ต้องรับแรงอัดสูง ๆ หรือชิ้นงานที่ต้องใช้เหล็กที่มีความพิเศษมาก ๆ เช่น โครงสร้างเครื่องยนต์
แก๊สเทอร์ไบน์

7. ภาพที่ 2.9 การผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาไฟฟ้า
เหล็กกึ่งสาเร็จรูป (Semifenish Steel Product)
น้าเหล็กเมื่อผ่านวิธีการปรับสภาพให้เป็นเหล็กกล้าแล้ว น้าเหล็กกล้าจะถูกนาไปเทลงในแบบหล่อ (Mold) ให้เป็นอิน
กอท ทิ้งไว้ระยะหนึ่งน้าโลหะจะจับตัวเป็นรูปร่าง ยกแบบหล่อออกจากแท่งอินกอท จากนั้นลาเลียงแท่งอินกอท ทิ้งไว้ระยะ
หนึ่งน้าโลหะจะจับตัวเป็นรูปร่าง ยกแบบหล่อออกจากแท่งอินกอท จากนั้นลาเลียงแท่งอินกอทที่ยังร้อนแดงไปเก็บไว้ในเตา
อบ (Soaking Pit) ที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 – 1,200 องศาเซลเซียส ทิ้งไว้ที่อุณหภูมินี้ระยะหนึ่ง เพื่อให้แท่งอินกอทมีอุณหภูมิ
สม่าเสมอกันทั้งแท่งจึงนาแท่งอินกอทไปทาการรีด เพื่อลดขนาดให้เล็กลง เหล็กกล้าที่ผ่านวิธีการขึ้นรูปครั้งแรกนี้เอง ซึ่งเรา
เรียกว่า “เหล็กกึ่งสาเร็จรูป”สาหรับนาไปทาการผลิตให้เป็นเครื่องมือเครื่องจักร อุปกรณ์ต่างๆ ต่อไป
เหล็กกึ่งสาเร็จรูป แบ่งออกได้ 3 ชนิด
1. บลูม (Bloom) เป็นเหล็กที่ผ่านวิธีการรีดให้มีรูปร่างเป็นแท่งตัน นาไปใช้ในงานผลิตชิ้นส่วนเครื่องมืออุปกรณ์ต่าง
ๆ
2. บิลเลท (Billet) เป็นเหล็กที่ผ่านวิธีการรีดให้มีรูปร่างเป็นแท่งตัน นาไปใช้ในงานผลิตชิ้นส่วนเครื่องมืออุปกรณ์ต่าง
ๆ
3. สแลบ (Slab) เป็นเหล็กที่ผ่านวิธีการรีดให้เป็นแผ่นแบน นามาใช้งานทางวิศวกรรมทั่วไป

8. ภาพที่ 2.10 การผลิตเหล็กกล้า และเหล็กกึ่งสาเร็จรูป
เหล็กกล้า หมายถึง เหล็กที่มีคาร์บอนผสมอยู่ในเนื้อไม่เกิน 1.5% ซึ่งจะมีผลทาให้คุณสมบัติของเหล็กกล้านั้นแตกต่าง
กัน นอกจากธาตุคาร์บอนแล้วยังอาจจะมีธาตุอื่นผสมอยู่ด้วย เช่น ทังสเตน โครเมียม นิกเกิลโมลิบดีนัม วาเนเดียม เพื่อทาให้
เหล็กกล้ามีคุณสมบัติดีขึ้น เหมาะที่จะนาไปใช้งานในลักษณะต่างๆ ได้ดี และเมื่อเราผลิตเหล็กกล้า ได้แล้วก็จะนาเหล็กกล้า
นั้นมาผลิตเป็นเหล็กกึ่งสาเร็จรูปเพื่อจะนามาใช้ผลิตเป็นเครี่องมืออุปกรณ์และเครื่องจักรต่อไป
2.2.2 กรรมวิธีการผลิตเหล็กหล่อ
เหล็กหล่อผลิตจากการหลอมแท่งเหล็กดิบผสมกับเศษเหล็กหล่อและเหล็กกล้าเก่า ๆ โดยเผารวมกับถ่านโค้ก
และหินปูน (ในบางที่มีการผสมโซดาแอชและฟลูออสปาร์เข้าไปด้วย) ในเตาคิวโปลา เมื่อเผาจนเนื้อเหล็กหลอมละลายแล้วก็
จะนาน้าเหล็กนี้ไปเทใส่แบบทรายหรือแบบโลหะเพื่อให้ได้ชิ้นส่วนเป็นรูปร่างต่างๆ ตามความต้องการ

9. เตาคิวโปลา (Cupola Furnace) มีรูปร่างและลักษณะการทางานคล้ายกับเตาสูงแต่มีขนาดเล็กกว่า ประกอบด้วย
โครงสร้างที่เป็นเหล็กเหนียวรูปทรงกระบอก ภายในเรียงด้วยอิฐทนไฟ หรือวัตถุทนไฟอยู่รอบ ๆ และมีท่อลมเพื่อป้ อนลมเข้า
ไปช่วยในการลุกไหม้ให้สมบูรณ์ รวมทั้งมีรูให้น้าเหล็กและขี้ตะกรันไหลออกด้วย ประมาณช่วงกลางของเตาที่ด้านข้างจะมี
ช่องที่เปิดได้เพื่อใส่วัสดุที่ต้องการหลอม
พิจารณาลักษณะของเตาคิวโปลา ได้ดังรูปที่ 2.11
รูปที่ 2.11 ลักษณะของเตาคิวโปลา
โดยทั่วไปแล้วขนาดของเตาคิวโปลา ที่ใช้กันจะสูงประมาณ 12-24 เมตร ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 0.4-2.5
เมตร และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 0.6 – 3.0 เมตร
วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตเหล็กหล่อ โดยการป้ อนเข้าเตาคิวโปลา มีดังนี้
1. เหล็กดิบ (Pig Iron)
2. เศษเหล็กเหนียว (Steel Scrap)
3. เศษเหล็กหล่อ (Cast Iron Scrap)
4. หินปูน (Limestone)
5. ถ่านโค้ก (Coke)

10. วิธีการหลอมเหล็กหล่อ ในการหลอมเหล็กหล่อกระทาได้โดยการนาเหล็กดิบเศษเหล็กเหนียว ถ่าน
โค้กและฟลักซ์ (โดยทั่วไปใช้หินปูนทาหน้าที่เป็นฟลักซ์)ใส่ลงไปในเตาสลับกันเป็นชั้น ๆ โดยที่ส่วนล่างสุดของเตาจะต้อง
รองด้วยถ่านโค้กเสียก่อน ถ่านโค้กที่รองก้นเตาเรียกว่า Bed Coke ถ่านโค้กรองก้นเตานี้ถ้ามีระดับสูงหรือต่าเกินไปจะมีผลดังนี้
1. ถ้า Bed Coke สูงเกินไป ระยะการหลอมละลายจะยึดออกไป
2. ถ้า Bed Coke มีระดับต่าเกินไป จะทาให้เหล็กหลอมละลายเร็วกว่าช่วงเวลาที่กาหนดและมี
อุณหภูมิต่า
ชั้นหรือระดับของถ่านโค้ก ซึ่งคั่นอยู่แต่ละชั้นของเหล็กเพื่อช่วยในการหลอมละลายเรียกว่า ชาร์จ
โค้ก (Charge Coke) ชาร์จโค้กมีระดับสูงอยู่ระหว่าง 6-9 นิ้ว
เหล็กดิบ เศษเหล็กหล่อ และเศษเหล็กเหนียวที่ใส่ลงในเตาแต่ละชิ้นเป็นสัดส่วนกับถ่านโค้กที่ใส่ลงไปแต่ละ
ชนิดถ้วย โดยทั่ว ๆ ไปจะใช้อัตราส่วน 5:1 ถึง 8:1 เช่นถ้าใส่ เหล็กดิบ 5 กิโลกรัม จะต้องใส่ถ่านโค๊ก 1 กิโลกรัม
ฟลักซ์ (Flux) เป็นวัสดุที่มีจุดหลอมละลายต่า ใช้ทาความสะอาดน้าเหล็ก ทาหน้าที่ประสมกับถ่านโค้กและออกไซด์
ของเหล็กออกมาในรูปของสแลก (Slag) หรือขี้ตะกรัน ฟลักซ์ที่ใช้ในการหลอมเหล็กหล่อ ได้แก่ หินปูน ฟลูออไรต์ โซดาไฟ
เมื่อทาการบรรจุวัตถุดิบเต็มเตาแล้วจึงให้ความร้อน ถ่านโค้กส่วนล่างุดจะเกิดการเผาไหม้ซึ่งในขณะที่มีการเผาไหม้
ก็จะผ่านลมร้อนเข้าไปในเตา เพื่อช่วยให้อุณหภูมิภายในเตาสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยที่อุณหภูมิในช่วงนี้จะอยู่ระหว่าง 1000-
1300 องศาเซลเซียส สามารถที่จะหลอมละลายเหล็กดิบและเศษเหล็กได้
เมื่อเหล็กดิบในชั้นแรกหลอมละลายจนหมดแล้ว ก็จะแทงรูเทให้น้าเหล็กไหลออกเพื่อนาไปเทลงในแบบให้มีรูปร่าง
ต่าง ๆ ตามต้องการ
กรรมวิธีเบสเซมเมอร์ (Bessemer Process) เตาเบสเซมเมอร์เป็นเตาที่มีลักษณะคล้ายถังขนาดใหญ่ ปากปล่องเตาเอียง ตัว
เตาตั้งอยู่บนแกนสองแกนและหมุนได้รอบแกนในแนวราบ สาหรับเอียงลงมารับการบรรจุเหล็กดิบและเทน้าเหล็กเมื่อเสร็จ
จากการถลุงแล้ว ที่ได้เตาจะเป็นห้องพ่นลมโดยลมจะต่อมาจากแกนหมุนของเตา
พิจารณาโครงสร้างและการทางานของเตาเบสเซมเมอร์ได้ดังรูปที่ 2.12
รูปที่ 2.12 โครงสร้างและการทางานของเตาเบสเซมเมอร์

11. วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตเหล็กกล้าสาหรับเตาเบสเซมเมอร์มีดังนี้
1. เหล็กดิบจากเตาสูง ในลักษณะที่ยังเป็นน้าเหล็กกาลังหลอมละลาย การเติมในแต่ละครั้งมีปริมาณ 5-25 กรัม
2. อากาศ โดยใช้ปั๊มลมเป่าเข้าตา ความดันประมาณ 150-200 kPa (ปริมาณ 700-1000 ลูกบาศก์เมตร/นาที)
กรรมวิธีเป่าออกซิเจนโดยตรง (Direct Oxygen Process) เป็นกรรมวิธีที่แก้ไขจากกรรมวิธีเบสเซมเมอร์ เนื่องจาก
อากาศที่พ่นเข้าเตานอกจากจะมีออกซิเจนแล้วยังมีไนโตรเจน ปะปนเข้าไปด้วยซึ่งไนโตรเจนจะทาปฏิกิริยากับ
เหล็กได้เหล็กไนไตรด์ เมื่อเหล็กเย็นตัวสารประกอบไนไตรด์จะอยู่ภายในเกรนของเหล็กทาให้เหล็กมีความแข็ง
เปราะ
พิจารณาโครงสร้างและการทางานของเตาที่ใช้กรรมวิธีเป่ าออกซิเจนโดยตรงได้ดังรูปที่ 2.13
รูปที่ 2.13 โครงสร้างและการทางานของเตาที่ใช้กรรมวิธีเป่าออกซิเจนโดยตรง