ชนิดของตัวกรุหม้อบด (Liner)

ชนิดของตัวกรุหม้อบด (Liner)

ตัวกรุหม้อบดนั้น ทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้ตัวชั้นของหม้อบด ซึ่งทำมาจากโลหะ เช่น เหล็ก เกิดการสึกหรอขณะทำการบด เพราะจะทำให้เกิด Contaminate ของโลหะปนลงไปในสิ่งที่เราจะบดได้ นอกจากนี้ตัวกรุหม้อบดยังทำหน้าที่รับแรงกระแทกของลูกบดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบดด้วย 

ชนิดของตัวกรุหม้อบด (Liner)
ตัวกรุหม้อบดสำหรับอุตสาหกรรมเซรามิกนั้นจะไม่ใช้โลหะมาเป็นตัวกรุ เนื่องจากพวกโลหะที่สึกหรอปนไปกับตัววัตถุดิบที่บดนั้นจะทำให้เกิดปัญหากับตัวผลิตภัณฑ์ได้มากมาย วัสดุที่นำมาใช้เป็นตัวกรุนั้นมีหลายชนิด ได้แก่
- Silex Block
- Porcelain Brick
- Rubber Lining
- Alumina Brick
- Steatite Brick

Silex block/ Felsite

Silex เป็นหินธรรมชาติทีมีส่วนผสมหลักคือซิลิกา ส่วนFelsite ก็เป็นหินธรรมชาติเช่นกัน ซึ่งเป็นหินที่มีเนื้อละเอียดมากและมีส่วนผสมของ Quartz กับ Orthoclase
ส่วนประกอบหลัก มี Al2O3 ~ 15 %, SiO2 ~ 84 % และ Impurities ต่างๆ< 1 %
ความถ่วงจำเพาะ 2.4 g/cc

ข้อดีของ Liner ที่เป็น Silex คือมีราคาถูก แต่ไม่ค่อยเป็นที่นิยมใช้ เพราะมีข้อเสียมากกว่าทั้งในเรื่อง Impurities ต่างๆ ที่ปนมา การติดตั้งยาก, joint ระหว่างก้อนใหญ่ทำให้มีเศษปูนที่ใช้ก่อปนเปื้อนลงไปในสิ่งที่เราจะบดได้, สึกหรอง่าย ทำให้อายุการใช้งานสั้น นอกจากนี้การใช้ตัวกรุที่เป็นหินจะต้องมีความหนามากทำให้ปริมาตรภายในของหม้อบดลดลง ซึ่งจะไปลดปริมาณการผลิตน้ำดินต่อ Batchลง

Porcelain brick

เป็นตัวกรุหม้อบดที่เป็นเซรามิกเนื้อ Porcelain ซึ่งมีความแข็งแรงสูงและมี %การดูดซึมน้ำต่ำมาก ความถ่วงจำเพาะ 2.6 g/cc การติดตั้งง่ายกว่าพวก Silex การสึกหรอต่ำกว่า และถึงแม้ว่าจะสึกปนไปกับเนื้อผลิตภัณฑ์ที่เราทำการบดก็ไม่เกิดปัญหามากนักเพราะมีส่วนประกอบเป็น Al2O3 และ SiO2 เช่นเดียวกัน

Alumina Brick

เป็นตัวกรุหม้อบดที่มีเนื้อเป็นอลูมิน่าเกือบ 100% มีพวก Alkali เช่น Na ปนอยู่เล็กน้อยรวมทั้งซิลิกาซึ่งปนอยู่เป็นมลทิน ข้อดีของตัวกรุชนิดนี้คือทนทานต่อแรงกระแทกได้ดี มีความแข็งแรงสูงมาก ทนทานต่อการสึกหรอสูง จึงสามารถทำชิ้นงานให้บางได้ดังนั้นจึงสามารถเพิ่มปริมาตรภายในหม้อบดได้เพิ่มขึ้นซึ่งเพิ่มปริมาตรในการบดได้

การติดตั้งง่ายเนื่องจากชิ้นงานมีขนาดมาตรฐาน สามารถก่อให้เสร็จได้ในเวลาไม่นานนัก แต่ต้องรอให้ซีเมนต์สำหรับยึด Set ตัวก่อนการใช้งาน และก่อนที่จะเติมวัตถุดิบลงไปนั้นต้องเติมทรายลงไปเพื่อทำการล้างทำความสะอาดเศษซีเมนต์ที่หลงเหลืออยู่ก่อน แต่ข้อเสียคือราคาแพงและมีเสียงดังขณะบด นอกจากนี้จะมีน้ำหนักมากทำให้ต้องใช้มอเตอร์ขับหม้อบดที่ต้องใช้กำลังขับสูง

ตัวกรุอลูมิน่าเมื่อใช้ร่วมกับลูกบดเนื้ออลูมิน่าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการบดได้สูงขึ้นมากเมื่อเทียบกับเนื้อ Porcelain ถึงแม้ว่าราคาของเนื้ออลูมิน่าจะมีราคาสูงกว่าเนื้อ Porcelain มาก แต่เมื่อเทียบถึงการที่สามารถลดเวลาในการบดลงได้ (โดยประมาณสามารถลดลงได้กว่า40%) รวมทั้งการสึกหรอต่ำกว่า ตัวกรุเนื้ออลูมิน่าจึงเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการติดตั้งในหม้อบดโดยเฉพาะหม้อบดสำหรับบดสีเคลือบซึ่งไม่ต้องการสิ่งเจือปน (Contaminate) ลงไปในสีเคลือบ

Steatite Brick

ส่วนประกอบคือ Magnesium metasilicate ซึ่งผลิตจาก Talcum, ดินขาว, BaCO3โดยการนำวัตถุดิบมาบดในหม้อบดจนได้ความละเอียดประมาณ 6-8 μm และนำไปอบให้แห้งโดยการใช้ Spray dryer หรือการอบแห้งธรรมดาให้เป็นผง แล้วจึงนำไปขึ้นรูปโดยใช้เครื่อง Press ที่ความดันประมาณ 600 kg/cm2 โดยค่า Green strength อยู่ที่ 1.9 g/cc นำ Green lining นี้ไปเผาที่อุณหภูมิ 1350 °C ในเตาที่เป็นแบบ Shuttle หรือ Tunnel ในบรรยากาศออกซิเดชั่น ก็จะได้ Steatite lining ที่มีความแข็งแรงสูง, เนื้อแน่น ไม่มีรูพรุน, มีเนื้อแก้วอย่างสมบูรณ์ (Vitrified)

คุณลักษณะเฉพาะของ Steatite lining เปรียบเทียบกับ Alumina lining

Properties	Steatite	Alumina
Color	Off white	White
Specific gravity	2.7	3.7-3.9.3 - 2.6
Water absorption(%)	0	0
Flexural strength (kg/cm2)	1,300	3,200
Compressive strength (kg/cm2)	8,500	20,000
Hardness Moh’s scale	7.5	9
Hardness (HV)	520	1300
COE (10-6/ °C)	8.5	7.6

ส่วนประกอบทางเคมีของ Steatite
SiO2 61.5% MgO 27.4% BaO 3.2% Al2O3 6.8% Fe2O3 0.5% Na2O 0.1% CaO 0.5%

ข้อดีของการใช้ Steatite lining
1. ต้นทุนจะถูกกว่า Alumina lining
2. มีน้ำหนักเบากว่า Alumina lining ทำให้สามารถลด Load ของมอเตอร์ขับหม้อบดลงได้
3. อายุการใช้งานนานกว่า Lining ที่เป็นหินธรรมชาติ
4. ง่ายต่อการติดตั้ง รวมทั้งการตัดและเจียร์เพื่อเข้ามุมจะทำได้ง่ายกว่า Alumina lining เนื่องจากมีความแข็งต่ำกว่า
5. ความหนาของ Lining จะบางกว่าพวกหินธรรมชาติและ Porcelain lining ดังนั้นจึงสามารถเพิ่มปริมาตรของหม้อบดได้อีกอย่างน้อย 20-30%
6. ทนทานต่อสารเคมีได้เป็นอย่างดีทั้งที่เป็นกรดและด่าง (ยกเว้น HF)

Rubber Liner

ตัวกรุหม้อบดชนิดนี้ทำมาจากผลิตภัณฑ์จากยาง โพลิเมอร์ โดยหล่อจากแบบ จึงสามารถทำชิ้นงานที่มีรูปแบบซับซ้อนได้ง่าย ซึ่งสามารถทำชิ้นงานของตัวกรุให้เหมาะสมกับรูปทรงโค้งของหม้อบดได้

ภายในหม้อบดที่ใช้ตัวกรุ Rubber นั้นจะติดตั้งยางแท่งที่เรียกว่า Lifter Bar ซึ่งจะช่วยทำหน้าที่พาลูกบดและวัตถุดิบให้เคลื่อนขึ้นไปจนถึงมุมตกกระทบและตกลงมากระแทกกับวัตถุดิบ ซึ่งทำให้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการบดได้มากขึ้น รวมทั้งช่วยลดความเร็วในการหมุนหม้อบดลงได้

ความสูงของ Lifter Bar และระยะห่างระหว่าง Lifter Bar นั้นสามารถคำนวณได้จากความสัมพันธ์ระหว่างระยะห่าง, ความสูง และความเร็วของหม้อบด ดังสมการดังนี้

(1-Wc)A=B

โดย A = ระยะห่างระหว่าง Lifter Bar
       B = ความสูงของ Lifter Bar
    Wc = ความเร็วของการหมุนหม้อบด

ข้อดีของการใช้ Rubber Liner
- ติดตั้งง่าย สะดวก รวดเร็ว
- น้ำหนักเบาทำให้สามารถลด Load ของชุดขับมอเตอร์ได้
- ราคาถูกกว่าตัวกรุเนื้ออลูมิน่า
- สามารถทำชิ้นงานได้บางจึงช่วยเพิ่มปริมาตรของหม้อบดได้
- เสียงไม่ดังมากนักเมื่อเทียบกับตัวกรุเนื้อเซรามิก
- ตรวจเช็คความหนาและสภาพภายในได้ง่าย
- บำรุงรักษาง่าย ซ่อมแซมได้รวดเร็ว

ข้อเสียของ Rubber Lining
- สึกหรอง่าย
- มี Contaminate ที่เป็นยางปนไปกับน้ำสลิป ซึ่งจะเป็นปัญหาสำหรับเนื้อดินได้
- ไม่สามารถใช้ที่อุณหภูมิสูงได้เพราะยางจะเสื่อมสภาพได้
- ประสิทธิภาพในการบดจะต่ำกว่า Alumina Liner