โรงงานเหล็ก

โรงงานเหล็กหรือโรงงานแปรรูปเหล็กเป็นโรงงานอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตเหล็กอาจเป็นโรงงานเหล็กแบบครบวงจรที่ดำเนินการทุกขั้นตอนของการผลิตเหล็กตั้งแต่การถลุงแร่เหล็กไปจนถึงผลิตภัณฑ์รีด หรืออาจเป็นโรงงานที่ ผลิต ผลิตภัณฑ์หล่อเหล็กกึ่งสำเร็จรูปจากเหล็ก หลอมเหลว หรือจากเศษเหล็กก็ได้

นับตั้งแต่มีการคิดค้นกระบวนการเบสเซเมอร์โรงงานผลิตเหล็กกล้า ได้เข้ามาแทนที่โรงงานเหล็ก แบบดั้งเดิมซึ่งใช้ กรรมวิธี หลอมหรือการทำให้บริสุทธิ์ต่อมาได้มีการค้นพบวิธีการผลิตเหล็กกล้าแบบใหม่ๆ เช่น การหลอมเศษเหล็กในเตาหลอมไฟฟ้าและล่าสุดคือ การ ผลิตเหล็กโดยตรงด้วยวิธี รีดิวซ์

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 โรงงานเหล็กที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือโรงงานเหล็ก Barrow Hematite Steel Companyซึ่งตั้งอยู่ที่Barrow-in-Furnessสหราชอาณาจักรปัจจุบันโรงงานเหล็กที่ใหญ่ที่สุดในโลกอยู่ที่กวางยางประเทศเกาหลีใต้^{[ 1 ] [ 2 ]}

โรงงานเหล็กครบวงจรมีฟังก์ชันการทำงานทั้งหมดสำหรับการผลิตเหล็กขั้นต้น:

• การผลิตเหล็ก (การเปลี่ยนแร่ให้เป็นเหล็กเหลว)
• การผลิตเหล็กกล้า (การแปรรูปเหล็กดิบเป็นเหล็กกล้าเหลว)
• การหล่อ (การทำให้เหล็กหลอมเหลวแข็งตัว)
• การรีดหยาบ/การรีดแท่งโลหะ (ลดขนาดบล็อก)
• การรีดขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ (รูปทรงสำเร็จรูป)

วัตถุดิบหลักสำหรับโรงงานเหล็กแบบครบวงจร ได้แก่ แร่เหล็ก หินปูน และถ่านหิน (หรือโค้ก) วัตถุดิบเหล่านี้จะถูกป้อนเข้าไปในเตาหลอมเหล็ก เป็นชุดๆ โดยสารประกอบเหล็กในแร่จะปล่อยออกซิเจนส่วนเกินออกมาและกลายเป็นเหล็กเหลว ในช่วงเวลาไม่กี่ชั่วโมง เหล็กเหลวที่สะสมไว้จะถูกระบายออกจากเตาหลอมเหล็กและนำไปหล่อเป็นเหล็กดิบหรือส่งไปยังภาชนะอื่นๆ เพื่อดำเนินการผลิตเหล็กต่อไป ในอดีตกระบวนการเบสเซเมอร์เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการผลิตเหล็กราคาประหยัด แต่ปัจจุบันได้ถูกแทนที่ด้วยกระบวนการอื่นๆ เช่นเตาหลอมออกซิเจนพื้นฐานแล้ว

เหล็กหลอมเหลวจะถูกหล่อเป็นแท่งขนาดใหญ่ที่เรียกว่าบลูม (bloom ) ในระหว่างกระบวนการหล่อ จะมีการใช้วิธีการต่างๆ เช่น การเติมอะลูมิเนียมเพื่อให้สิ่งเจือปนในเหล็กไหลขึ้นสู่ผิวหน้า ซึ่งสามารถตัดออกจากบลูมที่หล่อเสร็จแล้วได้

เนื่องจากต้นทุนด้านพลังงานและความเครียดทางโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนและการทำให้เย็นลงของเตาหลอมเหล็ก โดยทั่วไปแล้ว เตาหลอมเหล็กหลักเหล่านี้จะทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลาหลายปี แม้ในช่วงที่ความต้องการเหล็กต่ำ ก็อาจไม่สามารถปล่อยให้เตาหลอมเย็นลงได้ แม้ว่าจะสามารถปรับอัตราการผลิตได้บ้างก็ตาม

โรงงานแบบครบวงจรเป็นโรงงานขนาดใหญ่ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะคุ้มค่าต่อการลงทุนก่อสร้างก็ต่อเมื่อมีกำลังการผลิต 2,000,000 ตันต่อปีขึ้นไป ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ผลิตจากโรงงานแบบครบวงจรโดยทั่วไปจะเป็นชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดใหญ่ แผ่นเหล็กหนา เหล็กเส้น ลวดเหล็กรางรถไฟและบางครั้งก็เป็น ผลิตภัณฑ์ยาวเช่นเหล็กเส้นและท่อ

อันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่สำคัญอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับโรงงานเหล็กครบวงจรคือ มลพิษที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตโค้กซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางที่จำเป็นในกระบวนการรีดิวซ์แร่เหล็กในเตาหลอมเหล็ก

โรงงานแบบครบวงจรอาจนำกระบวนการบางอย่างที่ใช้ในโรงงานขนาดเล็กมาใช้ เช่น เตาหลอมไฟฟ้าและการหล่อโดยตรง เพื่อลดต้นทุนการผลิต

มินิมิลล์ (Minimill) โดยทั่วไปแล้วเป็นโรงงานผลิตเหล็กขั้นที่สอง อย่างไรก็ตามบริษัท Nucor (หนึ่งในผู้ผลิตเหล็กรายใหญ่ที่สุดของโลก) และCommercial Metals Company (CMC)ใช้มินิมิลล์แต่เพียงอย่างเดียว โดยปกติแล้วโรงงานเหล่านี้จะได้รับเหล็กส่วนใหญ่จากเศษเหล็กที่รีไซเคิลจากรถยนต์และอุปกรณ์ที่ใช้แล้ว หรือผลพลอยได้จากการผลิต บางครั้งอาจใช้ เหล็กที่ลดลงโดยตรง (DRI) ร่วมกับเศษเหล็กเพื่อช่วยรักษาส่วนประกอบทางเคมีของเหล็กให้ได้ตามต้องการ แต่โดยทั่วไปแล้ว DRI มีราคาแพงเกินไปที่จะใช้เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตเหล็ก มินิมิลล์ทั่วไปจะมีเตาหลอมไฟฟ้าสำหรับหลอมเศษเหล็กเตาหลอมแบบกระบวยหรือเตาหลอมสุญญากาศสำหรับการควบคุมส่วนประกอบทางเคมีอย่างแม่นยำเครื่องหล่อแบบต่อเนื่องสำหรับเปลี่ยนเหล็กหลอมเหลวให้เป็นของแข็งเตาให้ความร้อนซ้ำและโรง รีดเหล็ก

เดิมทีโรงงานเหล็กขนาดเล็กถูกปรับให้เหมาะสมสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กเส้นเท่านั้น เช่นเหล็กเส้นเสริมคอนกรีตเหล็ก แผ่น เหล็กฉาก เหล็กราง ท่อ และรางรถไฟขนาดเล็ก ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1980 การนำ กระบวนการ หล่อแบบแผ่นเหล็กโดยตรง มาใช้ประสบความสำเร็จ ทำให้การผลิตแผ่นเหล็กในโรงงานเหล็กขนาดเล็กเป็นไปได้ บ่อยครั้งที่โรงงานเหล็กขนาดเล็กจะถูกสร้างขึ้นในพื้นที่ที่ไม่มีการผลิตเหล็กอื่น ๆ เพื่อใช้ประโยชน์จากตลาดท้องถิ่น ทรัพยากร หรือแรงงานราคาถูก โรงงานเหล็กขนาดเล็กอาจมีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้าน เช่น การผลิตเหล็กเส้นม้วนสำหรับ ใช้ใน การดึงลวดหรือท่อ หรือเหล็กรูปทรงพิเศษสำหรับการขนส่งและการเกษตร

กำลังการผลิตของโรงงานเหล็กขนาดเล็กแตกต่างกันไป บางโรงงานอาจผลิตได้มากถึง 3,000,000 ตันต่อปี ขนาดทั่วไปอยู่ในช่วง 200,000 ถึง 400,000 ตันต่อปี และบางโรงงานเก่าหรือโรงงานเฉพาะทางอาจผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปได้น้อยเพียง 50,000 ตันต่อปี ตัวอย่างเช่น บริษัท Nucor Corporationผลิตเหล็กแผ่นประมาณ 9,100,000 ตันต่อปีจากโรงงานผลิตเหล็กแผ่น 4 แห่ง เหล็กเส้น 6,700,000 ตันจากโรงงานผลิตเหล็กเส้น 10 แห่ง และเหล็กแผ่นหนา 2,100,000 ตันจากโรงงานผลิตเหล็กแผ่นหนา 2 แห่ง

เนื่องจากเตาหลอมไฟฟ้าสามารถเริ่มและหยุดการทำงานได้อย่างง่ายดายเป็นประจำ โรงงานผลิตขนาดเล็กจึงสามารถปรับการผลิตให้สอดคล้องกับความต้องการของตลาดได้อย่างง่ายดาย โดยสามารถดำเนินการผลิตตลอด 24 ชั่วโมงเมื่อความต้องการสูง และลดการผลิตลงเมื่อยอดขายลดลง

• โรงหล่อ
• รายชื่อผู้ผลิตเหล็ก
• อุตสาหกรรมเหล็ก

• แม็กแกนนอน, ฮาโรลด์ อี. (บรรณาธิการ) (1971). การผลิต การขึ้นรูป และการแปรรูปเหล็ก: ฉบับที่เก้า . พิตต์สเบิร์ก, เพนซิลเวเนีย: บริษัทเหล็กกล้าแห่งสหรัฐอเมริกา.

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับโรงงานเหล็กกล้า

• วิดีโอจาก Travel Channel ตอนที่ 1 ของ Homestead Works
• แหล่งรวมภาพขนาดใหญ่ที่แสดงวิธีการผลิตทุกรูปแบบในอเมริกาเหนือและยุโรป
• ประวัติโรงงานเหล็กในสกอตแลนด์เก็บถาวรเมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม 2018 ที่Wayback Machine
• ประวัติความเป็นมาของโรงงานเหล็กในสกอตแลนด์
• แนวโน้มความสามารถด้านคุณภาพของเตาหลอมไฟฟ้า (EAF) ปี 1980–2010