การเพิ่มประสิทธิภาพเตาถลุงสินแร่เหล็กน้ำพี้แบบคิวโปลา ด้วยระบบควบคุมอัตโนมัติ
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การถลุงสินแร่เหล็กน้ำพี้ยังคงใช้วิธีการแบบโบราณที่สืบทอดกันมา ทำให้ปริมาณและคุณภาพของเหล็กน้ำพี้ที่ถลุงได้ยังไม่เพียงพอต่อความต้องการ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเตาถลุงสินแร่เหล็กน้ำพี้แบบคิวโปลาด้วยเทคโนโลยีระบบควบคุมอุณหภูมิภายในเตาอัตโนมัติ โดยแบ่งการทำงานออกเป็น 2 ส่วนประกอบด้วย 1.เครื่องคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่แสดงสถานะการทำงาน ประมวลผลควบคุมการทำงานแจ้งเตือนเมื่อเกิดความผิดปกติ และตั้งค่าการทำงานของระบบ สามารถเลือกโหมดควบคุมด้วยคนและโหมดอัตโนมัติ 2.ไมโครคอนโทรลเลอร์ ทำหน้าที่รับส่งข้อมูลกับคอมพิวเตอร์โดยรับค่าอุณหภูมิเตาจากเทอร์โมคัปเปิล เพื่อส่งให้คอมพิวเตอร์ใช้ประมวลผล และรับคำสั่งจากคอมพิวเตอร์เพื่อควบคุมความเร็วของเครื่องเป่าลม ผลการวิจัย พบว่า ค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุมแบบพีไอดี ได้แก่ อัตราขยายสัดส่วน (Kp) อัตราขยายปริพันธ์ (Ti) และอัตราขยายอนุพันธ์ (Td) ที่เหมาะสมในการควบคุมอุณหภูมิภายในเตา เท่ากับ 12, 0.6 และ 0.05 ตามลำดับ จากการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการถลุงสินแร่เหล็กน้ำพี้ด้วยเตาคิวโปลา ในโหมดอัตโนมัติกับโหมดควบคุมด้วยคน โดยใช้สินแร่เหล็กน้ำพี้ปริมาณ 5 กิโลกรัม พบว่าการถลุงสินแร่เหล็กน้ำพี้โหมดอัตโนมัติ ใช้ปริมาณถ่านไม้เฉลี่ย 53.67 กิโลกรัม น้อยกว่าโหมดควบคุมด้วยคน 13.04% สามารถถลุงเหล็กน้ำพี้ได้ปริมาณ 1.62 กิโลกรัม คิดเป็น 32.33% มีประสิทธิภาพมากกว่าโหมดควบคุมด้วยคน 11.4% จากการทดสอบหาปริมาณธาตุผสมเหล็กน้ำพี้ด้วยชุดวิเคราะห์ธาตุด้วยรังสีเอกซ์ (Energy Dispersive X-ray Spectrometer : EDS) พบว่าค่าเฉลี่ยเปอร์เซ็นต์ธาตุเหล็ก (Fe) และคาร์บอน (C) ที่ผสมอยู่ในเนื้อเหล็กน้ำพี้ที่ถลุงได้จากทั้ง 2 โหมด ไม่มีความแตกต่าง ทางสถิติ เมื่อทำการเปรียบเทียบความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ พบว่าการถลุงเหล็กน้ำพี้โหมดอัตโนมัติมีกำไรเท่ากับ 3,922 บาทต่อรอบ การผลิตมากกว่าโหมดควบคุมด้วยคน 1,791 บาท และวิเคราะห์จุดคุ้มทุนได้เท่ากับ 29 รอบการผลิต เร็วกว่า 8 รอบการผลิต
Article Details
กองบรรณาธิการวารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ มีความยินดีที่จะรับบทความจากอาจารย์ นักวิจัย นักวิชาการทั้งภายในและภายนอกมหาวิทยาลัย ในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้แก่ สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และสาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง รวมถึงสาขาต่างๆ ที่มีการบูรณาการข้ามศาสตร์ที่เกี่ยวข้องวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่เขียนเป็นภาษาไทยหรือภาษาอังกฤษ ซึ่งผลงานวิชาการที่ส่งมาขอตีพิมพ์ต้องไม่เคยเผยแพร่ในสิ่งพิมพ์อื่นใดมาก่อน และต้องไม่อยู่ในระหว่างการพิจารณาของวารสารอื่น
การละเมิดลิขสิทธิ์ถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ส่งบทความโดยตรง บทความที่ได้รับการตีพิมพ์ต้องผ่านการพิจารณากลั่นกรองคุณภาพจากผู้ทรงคุณวุฒิและได้รับความเห็นชอบจากกองบรรณาธิการ
ข้อความที่ปรากฏอยู่ในแต่ละบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการเล่มนี้ เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่าน ไม่เกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพแต่อย่างใด ความรับผิดชอบด้านเนื้อหาและการตรวจร่างบทความแต่ละบทความเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใดๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะต้องรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
กองบรรณาธิการขอสงวนสิทธิ์มิให้นำเนื้อหา หรือข้อคิดเห็นใดๆ ของบทความในวารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ ไปเผยแพร่ก่อนได้รับอนุญาตจากกองบรรณาธิการ อย่างเป็นลายลักษณ์อักษร ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสาร
References
[2] อดุลย์ พุกอินทร์. เหล็กน้ำพี้ของดีเมืองอุตรดิตถ์. พิษณุโลก : พิษณุโลกดอทคอม; 2560.
[3] ไวพจน์ เพ็งเปิ้น. การถลุงแร่เหล็กน้ำพี้ของชาวบ้านตำบลน้ำพี้. [สัมภาษณ์]. เมื่อ 7 กรกฎาคม 2560.
[4] สุรพล นาถะพินธุ. โบราณวิทยาเรื่องโลหะสมัยก่อนประวัติศาสตร์ในประเทศไทย. เอกสารประกอบการสัมมนา เรื่อง “นิทรรศการโบราณคดี. 24-25 สิงหาคม 2544. กรุงเทพฯ : ภาควิชาโบราณคดี คณะโบราณคดี มหาวิทยาลัยศิลปากร; 2544.
[5] Bronson, Daniel A. Metallurgy fundamentals.South Holland : The Goodheart– WillcoxCompany, INC; 1985.
[6] Hodges H. Artifacts : an introduction to early materials and technology. London : John Baker; 1981.
[7] องค์การบริหารส่วนตำบลน้ำพี้. เหล็กน้ำพี้.[ออน-ไลน์]. [เข้าถึงเมื่อ 2559 พฤษภาคม 18]. เข้าถึงได้จาก : https://www.namphi.go.th/เหล็กน้ำพี้.
[8] ไพโรจน์ นะเที่ยง. การจัดการความรู้และพัฒนาชุดความรู้ทางวิทยาศาสตร์จากภูมิปัญญาท้องถิ่นเตาถลุงสินแร่เหล็กน้ำพี้อุตรดิตถ์. อุตรดิตถ์: มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์; 2557.
[9] ระบบควบคุมอัตโนมัติ. [ออน-ไลน์]. [เข้าถึงเมื่อ 2559 ตุลาคม 12]. เข้าถึงได้จาก : https://www.men.neu.ac.th/web%20%20control/control1.html.
[10] Okata M. “Modern Control Engineering” 3rd ed. Prentice-Hall: int; 1997.
[11] สิงหเดช แตงจวง. การศึกษาองค์ประกอบของธาตุและสมบัติทางกายภาพของเหล็กน้ำพี้ในชุมชนบ้านน้ำพี้.กรุงเทพฯ: สำนักงานคณะกรรมการการวิจัยแห่งชาติ; 2550.
[12] อดุลย์ พุกอินทร์. การพัฒนาคุณภาพเหล็กน้ำพี้จากเหล็กน้ำพี้ถลุงใหม่. อุตรดิตถ์ : มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์; 2559.