วัสดุทนไฟ

วัสดุทนไฟ หรือวัตถุทนไฟ (Refractory) เป็นคำมาจาก ภาษาละตินว่า Refractarius ซึ่งมีความหมายว่า ดื้อ ไม่เปลี่ยนแปลง เป็นสารประกอบประเภท Inorganic ที่มีคุณสมบัติทนต่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

คำจำกัดความ

สารประกอบประเภท Oxide ที่ไม่เปลี่ยนแปลงคุณลักษณะ เมื่ออยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง

คุณสมบัติ

วัสดุทนไฟ จะมีคุณสมบัติพื้นฐานดังนี้

1. ไม่เปลียนแปลงสภาพ หรือรูปร่าง ที่อุณหภูมิสูง
2. ทนต่อการขัดสี ที่อุณหภูมิสูง
3. ทนต่อการทำปฏิกิริยาเคมี ที่อุณหภูมิสูง
4. ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ในช่วงการใช้งาน

ประเภท

วัสดุทนไฟ สามารถแบ่งประเภท ออกได้ใน 2 ลักษณะ

1. การแบ่งประเภท ตามองค์ประกอบ
   • วัสดุทนไฟ เชิงกรด มีองค์ประกอบหลักเป็นสารประกอบ ลักษณะ [[MO₂]] เช่น SiO₂ เป็นต้น
   • วัสดุทนไฟ เชิงกลาง มีองค์ประกอบหลักเป็นสารประกอบ ลักษณะ [[M₂O₃]] เช่น Al₂O₃ เป็นต้น
   • วัสดุทนไฟ เชิงด่าง มีองค์ประกอบหลักเป็นสารประกอบ ลักษณะ MO เช่น CaO, MgO เป็นต้น
2. การแบ่งประเภท ตามลักษณะ
   • วัสดุทนไฟ ที่มีรูปร่างแน่นอน (Shaped Refractory)
   • วัสดุทนไฟ ที่ไม่มีรูปร่างแน่นอน (Unshaped Refractory หรือ Monolithic) ได้แก่
     • คอนกรีตทนไฟ (Refractory Concrete)
     • ปูนทนไฟ (Refractory Mortar)
     • ผงตำ (Ramming Mixes)
     • ผงยิง (Gunning Mixes)
     • ผงฉาบ (Patching Material)

กระบวนการผลิต

การใช้งานวัสดุทนไฟ โดยเบื้องต้น จะต้องเลือกให้เหมาะสมกับลักษณะในการติดตั้ง จากนั้นจึงเลือกวัสดุทนไฟ ที่มีองค์ประกอบที่เหมาะสมกับสภาพการใช้งาน

สำหรับวิธีการผลิต มีแตกต่างหลายแบบ ส่วนใหญ่จะขึ้นกับลักษณะของวัสดุทนไฟ ได้แก่

1. Shaped Refractory หลังจากผ่านกระบวนการเตรียมวัตถุดิบ และผสมแล้ว จะนำมาขึ้นรูป โดยใช้วิธีต่างๆ กัน เช่น
   • การอัดขึ้นรูป (Pressing) อาจจะใช้เครื่องอัดขึ้นรูป (Machine Pressing) หรือใช้ การขึ้นรูปด้วยมือ (Handmould)
   • การรีด (Extruded)
   • การหล่อเทแบบ (Casting)
   • การหลอมเทแบบ (Fused Cast)
   • การขึ้นรูปโดยการปั้นแบบ (Plastic Hand Forming)
2. Unshaped Refractory หรือ Monolithic หลังผ่านกระบวนการเตรียมวัตถุดิบ และผสมแล้ว จะบรรจุในภาชนะบรรจุตามลักษณะของการใช้งาน เช่น ปูนทนไฟ , คอนกรีตทนไฟ เป็นต้น
3. Fibrous Refractory ลักษณะการผลิตโดยเบื้องต้นจะคล้ายกับการผลิตใยแก้ว หลังจากได้เส้นใย (Bulk) มา จะทำให้เป็นแผ่นหนา (Blanket) หรือนำ Blanket มาทับซ้อน (Folding) กันเป็น Block เพื่อนำไปใช้งานตามความเหมาะสมต่อไป

ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านกระบวนการขึ้นรูปแล้ว จะถูกทำให้รูปร่างคงตัว และมีความแข็งแรงสูงขึ้น ซึ่งอาจจะใช้ปฏิกิริยาเคมี หรือการเผาที่อุณหภูมิแตกต่างๆ กันตามชนิดของวัสดุทนไฟดังกล่าว