อตสาหกรรมเซรามกส

ผจดท า

นาย สมชย ใจขาน

นาย อภสทธ วนงามวเศษ

นาย ชาญวทย ทองแสน

นาย วราวฒ ศรพรหม

นางสาว ศรญญา โสดาวชต

นางสาว ประภาศร เลกสงหโต

นางสาว ณฐสดา ขนทะแพทย

นางสาว ณฐรกา คลงแสง

นางสาว ฑตยา สกรรณ

ชนมธยมศกษาปท 6/1

เสนอ

คณครเสาวลกษณ โอตาคาร

อตสาหกรรมเซรามกส

ในสมยกอน เซรามกสหมายถงศลปะทเกยวของกบเครองปนดนเผา

เนองจากคาวา “เซรามกส” มรากศพทมาจากภาษากรกวา “เครามอส” ซง

หมายถงวสดทผานการเผา ปจจบนน เซรามกส หมายถง ผลตภณฑทท าจาก

วตถดบในธรรมชาต เชน ดน หน ทราย และแรธาตตางๆ น ามาผสมกน แลวท า

เปนสงประดษฐ หลงจากนนจงน าไปเผาเพอเปลยนเนอวตถใหแขงแรง สามารถ

คงรปอยได อตสาหกรรมเซรามกสเปนอตสาหกรรมทมความส าคญตอเศรษฐกจ

ของประเทศ รวมทงเปนอตสาหกรรมพนฐานรองรบอตสาหกรรมอนๆ อกหลาย

อยาง เชน วสดทนไฟเปนวสดพนฐานของอตสาหกรรมถลงและผลตโลหะ ซเมนต

เปนวสดส าคญของงานการกอสรางและสถาปตยกรรม เปนตน

กระบวนการผลตเซรามกสมขนตอน ดงน

1. การเตรยมวตถดบ

2. การขนรป

3. การเผาและการเคลอบ

นอกจากน อาจมการตกแตงใหสวยงามโดยการเขยนลวดลายดวยสหรอการตดรปลอก สามารถท าไดทงกอนและหลงเคลอบ

1. การเตรยมวตถดบ

1.1 วตถดบทใชในอสาหกรรมเซรามกส

1.1.1 ดน เปนวตถดบส ำคญทใชในกำรผลตเซรำมกสหลำย

ประเภท โดยเฉพำะทใชเปนภำชนะ รองรบอำหำร เครองสขภณฑ

กระเบอง องคประกอบทส ำคญของดน คอ SiO2 , Al2O3 , Fe2O3

• ดนขาว เปนวตถดบทส ำคญ ดนขำวบรสทธคอ แรเคโอลไนต ม

องคประกอบทำงเคมทส ำคญเปนสำรประกอบออกไซดของซลอลมเนยม

เนยม

มสตรเคมเปน Al2O3 (2SiO2 .2H2 O) ในประเทศไทยพบดนขำว

ในลกษณะท เปนสขำวหรอสออนทงในสภำพทยงไมได เผำและหลงเผำ

เผำ เชน ทจงหวดลำปำง อตรดตถ ปรำจนบร

ระนอง สรำษฎรธำน นครศรธรรมรำช

• ดนเหนยว มสขาวคลาจนถงด าสนท เนอละเอยด เหนยวและแขงแรงทนทานกวาดนขาว พบมากท ลาปาง เชยงใหม ปราจนบร สราษฎรธาน เมอน าดนเหนยวผสมกบดนขาว จะท าใหเนอดนแนน และเนยนมากขน สะดวกในการขนรปและท าเปนผลตภณฑ

1.1.1 เฟลดสปาร (หนฟนมา) เปนสารประกอบอะลมโนซลเกตของธาตหม I และ II สวนใหญม องคประกอบคงท ท าหนาทชวยใหเกดการหลอมเหลวทอณหภมต า สงเสรมใหเกดการเปลยนแปลงเปนเนอแกว ท าใหเกดความโปรงใส

1.1.2 ควอตซ (หนเขยวหนมาน) องคประกอบ

คอ

ซลกำ สวนมำกใสไมมส ถำมสงเจอปนจะใหสตำงๆ

ตำงๆ

ท ำหนำท เปนโครงสรำงของผลตภณฑเซรำมกส

ชวยใหเกดควำมแขงแรงไมโคงงอ ท ำใหผลตภณฑ

ผลตภณฑ

หดตวนอย1.1.3 แรโดโลไมต หรอหนตะกอนทประกอบดวย

[CaMg(CO3)2] เปนสวนใหญ ลกษณะคลำยหนปน

ผสมเลกนอยในเนอดน ลดจดหลอมเหลวของ

วตถดบ และผสมในน ำเคลอบ

วตถดบอนๆ

• BeO Al2 O3 ผสมในผลตภณฑททนไฟสง SiO2 B2O3 ผสมเพอท ำให

ผลตภณฑเปนเนอแกว SnO2 ZnO ใชเคลอบเพอท ำใหทบแสง

• ดกไคต องคประกอบเหมอนดน แตมโครงสรำงผลกตำงกน

อะลมน ำรอยละ 28-32 โดยมวล จะเปนหนแขง น ำมำแกะสลกเปนรป

ตำงๆ ไวประดบตกแตง อะลมนำรอยละ 11-28 โดยมวล ใชท ำวสดทนไฟ ท ำ

ท ำกระเบองปพน อะลมนำรอยละต ำกวำขำงตน ใชท ำปนซเมนตขำว วตถดบ

วตถดบทกชนดทใชผลตเซรำมกส จะตองท ำใหบรสทธและบดใหมควำมละเอยด

ละเอยดตำมตองกำร จำกนนจงน ำมำผสมกบน ำและสำรอนๆ ท ำใหเนอดนอย

อยในสภำพท เหมำะสมในกำรขนรป

2. การขนรปผลตภณฑ

2..1 การเทแบบ โดยผสมดนกบน ำจนไดทแลวเทลงในแบบซงม

รปรำงตำงๆ ปลอยไวจนแขงตว จำกนนจงแกะแบบและตกแตงผลตภณฑ

ผลตภณฑใหเรยบรอยกำรขนรปดวยวธน ใชในกำรผลตแจกน ขวด และ

และเครองสขภณฑตำงๆ

2.2 การใชแปนหมน จะปนไดเฉพำะภำชนะทมลกษณะ

กลม ทรงกลมหรอทรงกระบอก เชน กำรปนไห โอง อำง กระถำง

แจกน กำรปนตองใชควำมช ำนำญเปนพเศษจงจะไดเปนรปทรงตำม

ตำมตองกำร

2.3 การหลอมเหลว โดยหลอมเหลวเนอผลตภณฑดวยควำมรอน

แลวเทลงในแบบโลหะหรอแบบ ทรำย จำกนนปลอยใหเยนตวลง ผลตภณฑ

ผลตภณฑทไดจะมเนอแนนมำกและทนตอกำรกดกรอนสง กำรอดเนอดน

ดนผำนหวแบบ เปนวธกำรขนรปทนยมใชในระบบอตสำหกรรมเชน กำรท ำ

ท ำผลตภณฑวสดทนไฟ กระเบอง

ผลตภณฑทขนรปเสรจแลว ควรเกบในท รมใหเนอดนแหงอยำงชำๆ

ชำๆ แลวน ำมำตกแตงใหผวเรยบ จำกนนจงน ำไปตำกหรออบท อณหภม

ประมำณ 40-60 องศำเซลเซยส

3. การเผาและเคลอบ

กำรเผำครงแรก เรยกวำ เผาดบ (Biscuit firing) โดยเพมอณหภมให

สงขนอยำงชำๆ เพอใหผลตภณฑคงรปไมแตกชำรด ผลตภณฑสวนใหญ

หลงจำกเผำดบแลวตองเคลอบผวเพอควำมสวยงำมคงทน ปองกนรอยขดขวน

ขวน แตบำงชนดไมตองเคลอบ เชน กระถำงตนไม อฐ ไสเครองกรองน ำ เปน

เปนตน สำรทใชเคลอบ เปนสำรผสมระหวำงซลเกตกบสำรชวยหลอมละลำย ม

ละลำย มลกษณะเหมอนแกวบำงๆ ฉำบตดอยบนผวผลตภณฑ

เทคนคและวธการเคลอบขนอยกบลกษณะและขนาดของผลตภณฑ การเผาเคลอบควรเพมอณหภมชาๆ จนถงจดหลอมเหลวของสารน าเคลอบ เมอเผาเคลอบเสรจแลวควรปลอยใหอณหภมลดลงชาๆ จนผลตภณฑเกอบเยนแลวจงน าออกจากเตา

การเคลอบเซรามกซ มประโยชนคอ

1. เพอใหเกดควำมสวยงำม

2. เพอใหเกดควำมคงทนและปองกนรอยขดขวนบนผวผลตภณฑ

ผลตภณฑ

3. เพอปองกนกำรรวซมของของเหลวในภำชนะเซรำมกส

4. กระจกน ำไปแปรรปเปนอะไรไดบำง กระจกเงำ กระจกสะทอน

สะทอนแสง กระจกนรภย กระจกเสรมลวด และกระจกกนกระสน

4. ผลตภณฑเซรามกส

• ผลตภณฑเซรำมกสท ใชเปนภำชนะรองรบหรอปรงอำหำร

- ถวย

- ชำม

- หมอหงตม

• ผลตภณฑเครองสขภณฑ

- โถสม

- อำงลำงหนำ

- ทวำงสบ

• ผลตภณฑกระเบอง

- กระเบองปพน

- กระเบองกรฝำผนง

• วสดทนไฟ

- อฐฉนวนไฟทนไฟ

• ผลตภณฑแกว

- แกว

- กระจก

• ผลตภณฑทใชงานดานไฟฟา

- กลองฟวส

- ฐานและมอจบสะพานไฟ

** การใชผลตภณฑเซรามกส ควรค านงถงอนตรายทอาจเกดขนจากสารตะกวทใชเปนตวชวยลดอณหภม การหลอมละลายและท าใหมสสดใส ถาน าเคลอบยดตดกบผวเนอดนปนไมด สารทเคลอบอาจกะเทาะและมสารตะกวหลดออกมาได เพราะฉะนนการน าผลตภณฑดงกลาวไปใชใสสารทเปนกรดหรอเปนเบส จงไมสมควร เชนการใสอาหารทเปนกรดเบส กจะท าใหภาชนะนนถกกรอน และมสารตะกวปนหลดออกมา เปนอนตรายตอผบรโภค

4.1 ผลตภณฑแกว

ผลตภณฑทมกำรใชงำนมำกในปจจบนคอ กระจกแผน ใชในกำรตกแตงอำคำร

อำคำร ท ำครองใช ท ำโดยดงและรดน ำแกวทมควำมหนด เหมำะตอกำรขนรปตำม

แนวรำบ แลวท ำใหเยนลงและผำนไปยง เครองขด จะไดกระจกผวเรยบ น ำไปแปรรปเพอ

รปเพอใชประโยชนตำมลกษณะงำนตำงๆ

การผลตแกว มข นตอนคอ

1.เตรยมวตถดบ คอ ทรำยแกวหรอซลกำ โซดำแอช หนปน โดโล

โดโลไมตและเศษแกวประมำณ30% โดยมวล สำรท เตมลงไปจะชวยเพ ม

เพมควำมแกรงของเนอแกว

2. เผำในเตำหลอมทอณหภม 1,600 องศำ เมอไดรบควำมรอน

สำรประกอบคำรบอนจะ เปลยนไปเปนสำรประกอบออกไซด และหลอม

หลอมละลำยเปนเนอเดยวกน เรยกวำ น ำแกว

3. ลดอณหภม เพอใหแกวมควำมหนดกอนท ำกำรขนรปเปน

ผลตภณฑทตองกำร

แกวโซดาไลม องคประกอบหลกเปนซลกำ โซเดยมออกไซด

แคลเซยมออกไซด ไมทนตอสภำพควำมเปนกรดเบส แตกงำยเมอรบ

รบควำมรอน แสงขำวผำนไดแตดดกลนอลตรำไวโอเลต เชน แกวน ำ

น ำ ขวดน ำ กระจกแผน สำมำรถท ำใหแกวมสตำงๆไดโดยเตม

ออกไซดของสำรบำงชนดลงไป

แกวโบโรซลเกต มซลกำเปนสวนผสมปรมำณคอนขำงสง

โซเดยมออกไซดและแคลเซยมออกไซดในปรมำณทลดลง เตม

ออกไซดของโบรอนลงไปเพอใหทนตอกำรเปลยนแปลงอณหภม ใช

ใชท ำภำชนะสำหรบไมโครเวฟ เครองแกวในหองปฏบตกำร

วทยำศำสตร

แกวครสตล มออกไซดของตะกวกบโพแทสเซยมเปน

สวนผสม มดชนหกเหสงมำก เมอแสงมำกระทบจะเหนประกำยแวว

แวววำว มรำคำแพงเนองจำกตองใชทรำยแกวทมเหลกเจอปนนอย

นอยมำก ผลตในปรมำณนอยและใชฝมอในกำรเจยระไน

4.2 ปนซเมนต

ปนซเมนต หมำยถง ผงผลตภณฑทไดจำกกำรบดปนเมด ซงเกดจำกกำรเผำ

เผำสวนผสมตำงๆ ไดแก แคลเซยมคำรบอเนต ซลกำ อะลมนำ และออกไซดจำก

เหลก สดสวนของวตถดบแตกตำงกนจะท ำใหมสมบตแตกตำงกน

วตถดบท ใชในกำรผลตปนซเมนต แบงออกเปน

1. วตถดบเนอปน เปนสวนประกอบรอยละ 80 โดยมวล เปนหนปน(ม

แรแคลไซด) ดนสอพอง หรอ ดนมำรล หนออน หนชอลก

2. วตถดบเนอดน ประกอบดวยซลกำ อะลมนำและออกไซดของเหลก

สวนประกอบกลมนมประมำณรอยละ 15-18 โดยมวลของสวนผสมกอนเผำ

วตถดบท ใชไดแก หนดนดำน

3. วตถปรบคณภาพ ใชในกรณทสวนผสมของเนอปนและเนอดนมองคประกอบไมเปนไปตามก าหนด เชน อะลมนาต าตองเตมแรบอกไซด ถามเหลกต ากเตมแรทมเหลกออกไซดหรอเศษเหลก

4. สารเตมแตง เตมภายหลงการเผาเพอปรบสมบตบางประการ เชน การเตบยปซมเพอหนวงเวลาใหปนทผสมกนน าแขงตวชาลง กระบวนการทใชผลตปนซเมนต มทงแบบเผาเปยก และ เผาแหง - แบบเผาเปยก ใชในกรณความชนสง เชน มดนด า ดนขาว หรอ ดนเหนยวเปนสวนประกอบ

การผลตปนซเมนต ม 2 แบบคอ

1. แบบเผาเปยก ใชในกรณควำมชนสง เชน มดนด ำ ดนขำว หรอ ดน

เหนยวเปนสวนประกอบ

กระบวนการผลต

1. น ำวตถดบผสมกนตำมสดสวนบดใหละเอยดแลวน ำมำตรวมกบน ำจนเปน

เปนหนำดน

2. สบหนำดนทผำนกรรมวธปรบคณภำพมำสเตำเผำ จะไดเปนปนเมดเกบไว

เกบไวในไซโล

3. เมอน ำปนเมดผสมกบยปซมแลวบดละเอยดจะไดปนซเมนตผง กำรผลต

ผลตแบบนใชพลงงำนมำกและตนทนสงจงไมนยม

การผลตปนซเมนตแบบเปยก (Wet Process)

2. แบบเผาแหง ใชในกรณควำมชนต ำ เชน มหนปน หรอ หนดนดำน

เปนสวนประกอบ

กระบวนการผลต

1. น ำวตถดบทงหมดมำบดผสมกนในอตรำสวนท เหมำะสมแลวน ำไป

น ำไปเผำแบบฝนแหง

2. เมอน ำปนซเมนตมำผสมกบน ำจะจบตวแขงและมกำลงอดสง จงใช

ใชเปนตวประสำนวสดชนดเมด เชน ทรำยหยำบ กรวด และหนใหเกำะตวแนน

แนนเปนคอนกรตได

การผลตปนซเมนตแบบแหง (Dry Process)

ปนซเมนต อำจแบงไดประเภทกำรใชงำนไดดงน

1.ปนซเมนตปอรตแลนด ไดจำกกำรบดปนเมดกบยปซม แบงออกเปน 5

5 ประเภท

ประเภทท 1 ปนซเมนตปอรตแลนดธรรมดำ ใชสำหรบงำนกำรกอสรำง

ตำมปกตท วไป

ประเภทท 2 ปนซเมนตปอรตแลนดสำหรบใชในกำรท ำคอนกรตหรอ

ผลตภณฑอตสำหกรรมท เกดควำมรอนและทนซลเฟตไดปำนกลำง

ประเภทท 3 ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทเกดแรงเรวสง ใชในงำนคอนกรต

คอนกรตทตองกำรถอดแบบไดเรว หรองำนทตองกำรใชเรวเพอแขงกบเวลำ

ประเภทท 4 ปนซเมนตปอรตแลนดประเภทเกดควำมรอนต ำ ใชในงำน

คอนกรตทมเนอหนำๆ ประเภทท 5 ปนซเมนตปอรตแลนดประเภททนซลเฟตไดสง ใชใน

ใชในงำนกอสรำงบรเวณดนทมควำมเคมปนอย เชน ในทะเลหรอตำมชำยฝง

2.ปนซเมนตผสม มแรงอดต ำลงกวำปนซเมนตธรรมดำ

เลกนอยเนองจำกมกำรเตมทรำยหรอหน ปนละเอยดประมำณรอย

รอยละ 25 ลงไปบดพรอมกบปนเมด เหมำะสำหรบใชในงำน

กอสรำงทไมตองรบน ำหนกมำก หรองำนคอนกรตท ไมมกำรยดหด

หดมำก เชน งำนกอ งำนฉำบ เทพน ท ำกระเบองมงหลงคำ หลอทอ