เหล็กเส้นที่ท่าน (อาจไม่) รู้จัก

ความต้องการใช้เหล็ก

เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าอุตสาหกรรมเหล็ก เป็นอุตสาหกรรมพื้นฐานที่เป็นแกนนำทางเศรษฐกิจของทุกประเทศที่ต้องการก้าวไปสู่ประเทศอุตสาหกรรม เพราะเหล็กเป็นส่วนหนึ่งของทุกปัจจัยที่ 4 คือ ที่อยู่อาศัยในกรณีของเหล็กก่อสร้าง และปัจจัยที่ 5 คือ เหล็กสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ และเครื่องใช้ไฟฟ้า และอื่นๆ
ความต้องการใช้เหล็กของประเทศไทยได้เพิ่มจาก 5 ล้านตัน ในปี พ.ศ. 2533 เป็น 2 เท่า คือ 10 ล้านตันในปี พ.ศ. 2538 และ มีแนวโน้มจะเพิ่มเป็น 20 ล้านตัน ภายในคริสต์ศตวรรษที่ 21 ประเทศไทยทั้งภาครัฐและเอกชน ควรจะกำหนดแนวทางการพัฒนาของประเทศและมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งที่น่าเป็นห่วง ขบวนการผลิตเหล็กเส้น

ขบวนการผลิตเหล็กเส้นในปัจจุบันแบ่งได้เป็น 2 ขบวนการใหญ่ๆ คือ

– ขบวนการหลอมเหล็ก (Steel Making)
– ขบวนการรีดร้อน (Rolling Process)

ขบวนการหลอมเหล็ก ปัจจุบันประเทศไทยมีโรงงานหลอมเหล็กชนิดเดียว คือ การหลอมเหล็กโดยวิธีการอาร์คด้วยไฟฟ้า วัตถุดิบที่สำคัญในขบวนการนี้ คือ เศษเหล็กซึ่งในปี พ.ศ. 2538 ได้จากเศษเหล็กในประเทศประมาณ 9 แสนตัน และเหล็กที่ผ่านขบวน การหลอมเหล็ก จะถูกหลอมออกมาเป็นเหล็กแท่ง (Billet) หน้าตัด ขนาดตั้งแต่ 100 x 100 มม. จนถึง 130 x 130 ความยาว 3-12 เมตร ขึ้นอยู่กับขนาดของเตาอบ (Reheating Furnance) ที่ใช้ในขบวนการต่อไป ประมาณว่าได้มีการหลอมเเหล็กเพื่อผลิตเหล็กเส้น 2.0 ล้านตัน พ.ศ. 2538
ขบวนการรีดร้อน คือการนำเหล็กแท่ง (Billet) มาเข้าเตาอบ ให้ได้อุณหภูมิประมาณ 1100 °C แล้วนำมารีดร้อนกำลังผลิต เหล็กทรงยาวในปัจจุบันประมาณ 4 ล้านตัน และจะเพิ่มเป็น 8 ล้านตัน ภายในปี พ.ศ. 2541 ผลิตภัณฑ์จากเหล็กทรงยาว

ในด้านของเหล็กทรงยาวแบ่งได้เป็น 3 ประเภทใหญ่ๆ คือ

1.เหล็กลวด (Wire rods)
2. เหล็กเส้น (Steel bars)
3. เหล็กรูปพรรณ (Section Steels)

ความแตกต่างของการใช้งานเหล็กทรงยาว (Long Products) ทั้ง 3 ชนิด มีดังต่อไปนี้
เหล็กลวด (Wire Rod) เป็นเหล็กลวดชนิดม้วนที่นำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ลวดเชื่อม , ลวดผูกเหล็ก ลวดตะแกรง นอต เหล็กก่อสร้างขนาดเล็กสปริงขนาดเล็กและใหญ่ เช่น คอล์ยสปริงของรถยนต์ เหล็กเส้น มีลักษณะเป็นเส้นกลมหรือเป็นข้ออ้อย ใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง เหล็กเพลา เป็นต้น
เหล็กรูปพรรณ เช่น เหล็กราง รถไฟ ไอบีม เอชบีม เหล็กฉาก และเหล็ก รางน้ำ
สิ่งที่น่าวิตก คือ ในปัจจุบันได้มีการนำเข้า เหล็กลวด ขนาดเล็กคือ 5 มม. และ 5.5 มม. จากต่างประเทศน้ำมาเหยียดและตัด เป็นเหล็กเส้นกลมขายเป็นเหล็ก 2 หุน และเหล็กลวดขนาด 8 มม. และ 8.5 มม. นำมาเหยียด และตัดเป็นเหล็กเส้นกลม ขายเป็น เหล็กเส้นขนาด 9.0 มม. หรือ เหล็ก 3 หุน ซึ่งเหล็ก ทั้ง 2 ชนิดมีขนาดและคุณสมบัติทางกลไม่ได้มาตรฐานกระทรวงอุตสาหกรรม (มอก.) และอาจเป็นอันตรายขณะก่อสร้างและแก่ผู้อยู่อาศัยอีกด้วย
วิธีสังเกต เหล็กเส้นกลมตามมาตรฐาน มอก. จะต้องเป็นด้านนูนถาวร บนเนื้อเหล็กระบุเครื่องหมายการค้าของผู้ผลิตและชื่อ
ขนาด แต่เหล็กเส้นที่ทำจากเหล็กลวดจะไม่มีตัวนูนบนเนื้อเหล็ก ซึ่งผู้ใช้จะสามารถสังเกตได้ชัดเจน เหล็กเตาหลอมใน เหล็กเตาหลอมนอก และเหล็กรีดซ้ำ

เพื่อให้ผู้อ่านเห็นภาพที่ชัดเจนระหว่างคำศัพท์ที่ผู้อ่านอาจได้พบบ่อยๆ แต่อาจไม่ทราบความแตกต่าง จึงขอแจงให้ทราบ ดังนี้
– เหล็กเตาหลอมใน คือ เหล็กที่ผลิตจากโรงงานหลอมเหล็กชนิดอาร์คด้วยไฟฟ้า โดยใช้เศษเหล็กเป็นวัตถุดิบ นำมาหลอมเป็๋น เหล็กแท่งแล้วผ่านขบวนการรีดร้อน ออกมาเป็นเหล็กเส้น

– เหล็กเตาหลอมนอก คือ เหล็กเส้นที่ผลิตจากเหล็กแท่ง ที่ได้จากเตาหลอมต่างประเทศ นำมาผ่านขบวนการรีดร้อน ออกมาเป็น เหล็กเส้น ดังนั้นเหล็กเตาหลอมในและเหล็กเตาหลอมนอก จึงมีการผลิตตามมาตรฐาน มอก. เดียวกันเพราะมีขบวนการผลิตเหมือนกัน

– เหล็กรีดซ้ำ (Re rolling) เป็นเหล็กเส้นที่ผลิตจากวัตถุดิบ ที่ได้จากการตัดเรือเก่า (Ship plate) หรืออาจใช้เหล็กคัดออก

(Cobble plate) จากโรงเหล็กมาตรฐาน มอก. นำมารีดเส้นเหล็กอีกทีหนึ่ง เนื่องจากวัตถุดิบ มีการคละและไม่เป็นมาตรฐาน มอก.นำมารีดเป็นเส้นเล็กอีกทีหนึ่งเนื่องจากวัตถุดิบ มีการคละและไม่เป็นมาตรฐานแน่นอน สำนักงานมาตรฐานอุตสาหกรรมจึงกำหนด ให้ตัวนูน SRRนำหน้าชื่อ ขนาด ให้แตกต่างจากเหล็กเส้นกลม (SR) และเหล็กเส้นข้ออ้อย (SD)

ข้อดีและข้อเสียของเหล็กเตาหลอมในและเหล็กเตาหลอมนอก

ข้อดี  1. ถ้ามีการควบคุมที่ดีต้นทุนการผลิตจะถูกกว่า เพราะวัตถุดิบถูกกว่า
2. ประหยัดเงินตราต่างประเทศมากกว่า
ข้อเสีย 1. ถ้าขบวนการหลอมเหล็ก (steel making) ไม่ดี คุณภาพก็ไม่ดี
2. เศษเหล็กในประเทศไม่เพียงพอและคุณภาพไม่ดีจำเป็นต้องนำเข้าเศษเหล็กจากต่างประเทศ เหล็กเตาหลอมนอก
ข้อดี   1. หากเลือกแหล่งผลิตที่ดีกว่าเพราะผู้ผลิตต่างประเทศโดยเฉพาะผู้ผลิตเหล็กแท่งขายจำนวนมาก (บางแห่งผลิตหลายล้านตันต่อปี) มีความชำนาญสูงกว่า
2. เตาหลอมแบบพ่นลม (blast furnace) หลอมเหล็กจากสินแร่ (iron ore) จึงให้เหล็กที่สะอาดกว่าและคุณภาพสูงกว่าเตาหลอมชนิดอาร์คด้วยไฟฟ้าที่ใช้วัตถุดิบจากเศษเหล็กเป็นส่วนใหญ่ เป็นทางเลือกซื้อเหล็กแท่ง ได้อีกทางหนึ่ง
ข้อเสีย 1. ต้นทุนวัตถุดิบที่เป็นเหล็กแท่งย่อมสูงกว่า

ประหยัดการใช้เหล็กอย่างไร
     โดยปกติการพิจารณาเลือกชนิดของเหล็กเส้น ได้แก่ เหล็กเส้นกลม เหล็กข้ออ้อย ชนิด SD30, SD40 และ SD40 และ SD50 จะขึ้นอยู่กับชนิดของโครงสร้างเป็นหลัก และในปัจจุบันมีความนิยมใช้เหล็กเส้นข้ออ้อยมากกว่าการใช้เหล็กเส้นกลมเนื่องมาจากคุณภาพที่ดีกว่า ทั้งด้านแรงดึง และแรงยึดเกาะคอนกรีต ในขณะที่ราคาเท่ากันและในขณะเดียวกันสัดส่วนของการใช้ SD40 ต่อ SD30 ก็มีมากขึ้น เนื่องจากผู้ใช้สามารถซื้อ SD40 ในราคาสูงกว่า SD30 เพียง 20 สตางค์ ต่อ กิโลกรัม แต่มีแรงดึงสูงกว่า ถึง 33 % ซึ่งมีผลโดยตรงต่อการลดจำนวนการใช้เหล็กและทำให้ต้นทุนโดยรวมถูกกว่าถึง 30 %
ความเปลี่ยนแปลงอีกประการหนึ่ง ก็คือ การใช้เหล็กข้ออ้อยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10 มม. สำหรับทำเหล็กปลอกแทนการ ใช้เหล็กเส้นกลม 6 มม. และ 9 มม. ด้วยเหตุผลเช่นเดียวกับข้างต้นในด้านความประหยัดเห็นได้ชัดว่า จะประหยัดน้ำหนักเหล็กได้ 25 % ประกอบกับราคาเหล็กข้ออ้อยจะถูกกว่าเหล็กเส้นกลมมาตรฐานเล็กน้อย ดังนั้น ในด้านต้นทุนจะประหยัดได้มากกว่า 25 % อีกทั้งจะไม่เป็นการเสี่ยงกับเหล็กที่ไม่ได้มาตรฐานดังได้กล่าวมาแล้ว
ทางด้านวิศวกรรมนั้น การใช้เหล็กเส้นต่างชนิดกันในโครงสร้างเดียวกัน เป็นสิ่งที่ไม่ตรงกันด้านความเค้น (Strain comp-atibity) แม้ว่าส่วนหนึ่งจะเป็นหลักยืนอีกส่วนหนึ่งเป็นเหล็กปลอกก็ตาม เพราะเหล็กทั้ง 2 ชนิด จะต้องทำงานด้วยกัน ด้วยค่าความ เค้น(strain) ของคอนกรีตเดียวกัน
เหล็กเส้นสำหรับงานคอนกรีต เสริมเหล็กในการนำมาใช้งานมักมีการดัดหรืองอให้เข้ากับรูปร่างของโครงสร้าง เช่น เหล็กปลอก เป็นต้น ในทางวิศวกรรมเรายังคงถือว่าเหล็กที่ดัดงอแล้ว ยังคงมีแรงดึงเท่าเดิม ซึ่งอาจไม่เป็นเช่นนั้นถ้าเหล็กที่ดัดหรืองอนี้มีรอย ร้าวภายใน หรือเหล็กที่ดัดงอมีการหักเกิดขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้ใช้ และวิศวกรผู้ควบคุมสามารถสังเกตและต้องระวังเป็นพิเศษเพื่อความ ปลอดภัยของอาคารในภายหน้า

Cr. ebuild.co.th