โชว์ผลงาน...แสงซินโครตรอนเพิ่มค่าเหล็กรีดร้อน

ผลจากความร่วมมือระหว่างสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จ.นครราชสีมา และบริษัท สหวิริยาสตีลอินดัสตรี ในการวิจัยร่วมกัน ภายใต้โครงการ “แสงซินโครตรอนกับกระบวนการปรับปรุงผลิตภัณฑ์เหล็กรีดร้อนระหว่างปี 2553-2556 เพื่อปรับปรุงกระบวนการผลิตและพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่

ล่าสุด บริษัท สหวิริยาสตีลอินดัสตรี ประสบความสำเร็จปรับปรุงการผลิตเหล็กรีดร้อนชนิดม้วนด้วยเทคโนโลยีแสงซินโครตรอน แก้ปัญหาการเกิดลายไม้ในผลิตภัณฑ์เหล็ก ลดจาก 10% เหลือเพียง 3% เพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์ได้กว่า 30 ล้านบาท

สุนทร วสันต์เสรีกุล ผู้จัดการทั่วไป สำนักเทคโนโลยีกลุ่มบริษัท ด้านเทคโนโลยีปฏิบัติการ บริษัท สหวิริยาสตีลอินดัสตรี หรือเอสเอสไอ เปิดเผยว่า ความสำเร็จที่เกิดขึ้น บริษัทสามารถลดของเสียที่ไม่สามารถส่งมอบให้ลูกค้าได้ ที่สำคัญกว่าคือ การแก้ปัญหาครั้งนี้นำไปสู่การสร้างนวัตกรรมผลิตภัณฑ์ใหม่เรียกว่า เหล็กแผ่นรีดร้อนชนิดม้วนประเภทปรับผิวและเคลือบน้ำมัน หรือ “Clean Strip” ที่สร้างมูลค่าเพิ่มให้ทั้งแก่บริษัทและลูกค้า

ที่สำคัญ คุณภาพของผิวแผ่นเหล็กไม่เป็นปัญหาในการใช้งานอีกต่อไป ลูกค้าสามารถนำไปใช้ได้ทันที สำหรับงานที่ต้องการคุณภาพผิวเหล็กสวยพิเศษ เช่น งานชุบสังกะสี พ่นสี หรือทดแทนเหล็กแผ่นรีดเย็น

สุนทร อธิบายต่อว่า ในกระบวนการผลิตเหล็กรีดร้อนชนิดม้วน หลังการใช้กรดกัดทำความสะอาดผิวของแผ่นเหล็กก่อนชุบน้ำมัน และทำการม้วนเป็นแผ่นเหล็กรีดร้อนพร้อมส่งจำหน่ายนั้น พบว่าแผ่นเหล็กรีดร้อนบางส่วนมีลายคล้ายลายไม้ (Wood Grain) ปรากฏขึ้น ลายไม้ที่เกิดขึ้นนี้พบประมาณ 10% ของการผลิตเหล็กรีดร้อนทั้งหมด เป็นปัญหาต่อการนำเหล็กรีดร้อนนี้ไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์

เอสเอสไอ พบปัญหานี้มาตั้งแต่ปี 2547 ทำให้สินค้าบางส่วนที่พบลายไม้ต้องขายในราคาที่ต่ำลง บริษัทพยายามแก้ไขปัญหาและวิจัยถึงสาเหตุ แต่ไม่สามารถระบุสาเหตุที่แท้จริงได้ จึงนำสมมติฐานของสาเหตุมาปรึกษากับสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน กระทรวงวิทย์ฯ จนนำไปสู่การวิจัยเพื่อแก้ปัญหา กระทั่งประสบผลสำเร็จดังกล่าว

“ผลการวิเคราะห์ดังกล่าว ทำให้ทราบคุณลักษณะเฉพาะของลายไม้และสาเหตุที่เกิดลายไม้ขึ้น นำไปสู่การปรับปรุงกระบวนการผลิตเหล็กรีดร้อน ผลลัพธ์ที่ได้ทำให้อัตราการเกิดลายไม้บนพื้นผิวเหล็กรีดร้อนลดลงอย่างเห็นได้ชัด โดยการแก้ปัญหาในครั้งนี้ได้ดำเนินการในระดับการผลิต เมื่อปลายเดือน มิ.ย. 2555 และเริ่มติดตามผลตั้งแต่เดือน ก.ค.-ธ.ค. 2555 พบว่าปัญหาการเกิดลายไม้ลดลง” สุนทร กล่าว

ด้าน วุฒิไกร บุษยาพร นักวิทยาศาสตร์ระบบลำเลียงแสง สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน กล่าวว่า สถาบันได้ใช้แสงซินโครตรอนด้วยเทคนิค XPEEM ณ ระบบลำเลียงแสง 3.2b และเทคนิค PES ณ ระบบลำเลียงแสง 3.2a เทคนิคดังกล่าวเป็นการรวมเทคนิคในการดูภาพขนาดเล็กเหมือนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทั่วไป กับเทคนิคการวิเคราะห์โครงสร้างของธาตุองค์ประกอบบนพื้นผิวด้วยแสงซินโครตรอนเข้าด้วยกัน

ทีมวิจัยได้พบสาเหตุหลักของการเกิดลายไม้ มาจากความขรุขระมากกว่าปกติในบริเวณลายไม้ ซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการรีดร้อน และตรวจพบการตกค้างของธาตุคาร์บอนบริเวณรอยต่อของลายไม้กับบริเวณปกติ เนื่องมาจากเหล็กรีดร้อนมีการเจือธาตุคาร์บอนเข้าไปในเนื้อเหล็กเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของเหล็ก

เมื่อเหล็กดังกล่าวถูกรีดให้เป็นแผ่นบางที่อุณหภูมิสูง ธาตุคาร์บอนจึงเดินทางขึ้นมาอยู่ที่พื้นผิว โดยเฉพาะบริเวณรอยต่อของพื้นผิวที่มีความขรุขระและพื้นผิวปกติ ทำให้รอยต่อของทั้งสองบริเวณนี้มีความเข้มของลายไม้จากการสังเกตด้วยตาเปล่ามากกว่าบริเวณอื่นๆ

นอกจากนี้ ยังมีโครงการวิจัยพัฒนาเหล็กแผ่นให้มีความสามารถในการขึ้นรูปสูงกับบริษัท สหวิริยาสตีลฯ เพิ่มเติมด้วย เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์และอุตสาหกรรมชิ้นส่วน ขณะนี้โครงการคืบหน้าไปแล้วกว่า 50%

“แสงซินโครตรอนนับเป็นเครื่องมือวิจัยทางเลือกใหม่ ที่เครื่องมืออื่นๆ ไม่สามารถตอบโจทย์ได้ โดยสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอนมีทีมนักวิจัยผู้เชี่ยวชาญและเครือข่ายนักวิจัยที่กว้างขวางและครอบคลุมทุกสาขา ใครที่มีปัญหาสามารถเข้ามาขอรับคำแนะนำช่วยเหลือได้” วุฒิไกร กล่าว