รู้จัก “เฟอร์นิเจอร์ในเตาเผา (kiln furniture)” กันไหม
อธิบายง่ายๆ คือเซรามิกชนิดพิเศษที่เป็นหนึ่งในกลุ่มวัสดุทนไฟที่สามารถทนความร้อนได้สูง ในขณะเดียวกันก็สามารถรักษาสมบัติทางกายภาพของตัวเองไว้ได้ ณ สภาพแวดล้อมในเตานั้น ซึ่งเฟอร์นิเจอร์ในเตาเผาเซรามิกผลิตจากเซรามิกชนิดพิเศษที่ทนความร้อนสูง ทำหน้าที่ในการรองรับและปกป้องตัวผลิตภัณฑ์ในระหว่างกระบวนการเผาที่อุณหภูมิสูง
โดยทั่วไป ‘เฟอร์นิเจอร์ในเตาเผา’ หมายถึงชิ้นส่วนต่างๆ ในเตา เช่น รถเตา ชั้นเรียงผลิตภัณฑ์และลูกกลิ้งในเตาเผาแบบต่อเนื่อง เป็นต้น การเลือกใช้เฟอร์นิเจอร์ในเตาเผาจะต้องเลือกใช้วัสดุที่สามารถทนต่อความร้อนในช่วงอุณหภูมิการเผาได้รวมทั้งทนต่อบรรยากาศการเผาโดยไม่เกิดการโค้งงอ วัสดุชิ้นงานไม่ควรจะหนามากและควรมีน้ำหนักน้อย เพื่อไม่ให้มีน้ำหนักกดมากและไม่อมความร้อนเมื่อมีการใช้งานที่อุณหภูมิสูง
เซรามิกสำหรับเฟอร์นิเจอร์ในเตาเผา ได้แก่
- อลูมินา-ซิลิกา เซรามิกที่ใช้กันแพร่หลายสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง จะเป็นวัสดุที่อยู่ในระบบอะลูมินา-ซิลิกา ส่วนใหญ่จะมีโครงสร้างซึ่งเป็นผลึกหรืออสัณฐานบางส่วนที่เชื่อมต่อกันด้วยเนื้อแก้ว อาจแบ่งวัสดุทนไฟในระบบนี้ตามปริมาณของอลูมินาได้เป็น 3 กลุ่ม คือ ซิลิกา, อลูมิโน-ซิลิเกตและอลูมินาสูง
- ซิลิคอนคาร์ไบด์ ผลิตภัณฑ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่ที่พบในท้องตลาด มีอยู่ 3 ชนิด ได้แก่ ซิลิคอนคาร์ไบด์ชนิดที่เชื่อมต่อกันด้วยเฟสที่สอง, ชนิดที่เชื่อมต่อกันด้วยปฏิกิริยาและชนิดอบผนึกหรือที่นิยมเรียกว่า ซิลิคอนคาร์ไบด์ชนิดตกผลึกใหม่ เมื่อเปรียบเทียบสมบัติของทั้ง 3 ชนิดจะพบว่า ระยะรับน้ำหนักและความหนาจะเป็นฟังก์ชันของความแข็งแรงของวัสดุ เมื่อความแข็งแรงของวัสดุเพิ่มขึ้นจะช่วยให้เฟอร์นิเจอร์ในเตาเผาที่มีความหนาแน่นน้อยลงและระยะรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นได้ ถึงแม้ราคาจะเพิ่มขึ้นไปตามคุณภาพของวัสดุแต่ผลที่ได้ในแง่ของประสิทธิภาพการผลิตและการใช้พลังงานช่วยให้ลดค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นจากการใช้วัสดุนี้ได้แต่เมื่อเปรียบเทียบสมบัติของซิลิคอนคาร์ไบด์และอลูมินาซิลิคอนคาร์ไบด์แล้ว น่าที่จะมีการนำไปใช้งานมากกว่าเนื่องจากเป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงกว่า ราคาค่อนข้างต่ำและสามารถใช้กับรอบการเผาเร็วได้
อย่างไรก็ดีซิลิคอนคาร์ไบด์เสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วในบรรยากาศออกซิเดชันและทำปฏิกิริยากับสารประกอบที่ใช้ในการทำเซรามิกหลายชนิด ขณะที่อลูมินาฯ เฉื่อยต่อปฏิกิริยาในการเผาวัสดุส่วนใหญ่และสามารถผลิตให้มีผิวเรียบได้จะมีราคาสูงและมีความแข็งแรงต่ำกว่า
ทั้งนี้ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการกำหนดว่าควรเลือกใช้เฟอร์นิเจอร์ในเตาเผาแบบไหน อยู่ที่ราคาและอายุการใช้งาน เพราะมีผลโดยตรงต่อกำลังการผลิตและต้นทุนพลังงาน ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่ผู้ประกอบการที่ผลิตเครื่องสุขภัณฑ์ ถ้วยชาม แผ่นรองอิเล็กทรอนิกส์และผลิตภัณฑ์เซรามิก ฯลฯ จะต้องทำการประเมินวัสดุทนไฟที่ใช้ในเตาใหม่ เพื่อให้สามารถเพิ่มกำลังการผลิต ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มสัดส่วนชิ้นงานต่อเฟอร์นิเจอร์ในเตา ปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์หลังเผาช่วยให้จัดเรียงและลำเลียงเป็นพันธุ์ได้ง่าย และยังช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของเฟอร์นิเจอร์ในเตาเผาได้ด้วย