آهن اسفنجی و کاربرد های آن در صنعت

آهن اسفنجی

آیا تا به حال نام آهن اسفنجی (DRI) به گوشتان خورده است؟ (Direct Reduced Iron (DRI چیست ؟ از این آهن در چه مواردی استفاده می‌شود؟ می‌توان گفت آهن اسفنجی منبعی با عیار بالا است که برای ساخت و تولید فولاد و آهن از آن استفاده می‌کنند این ماده بطور مستقیم از احیای سنگ آهن (گندله) تولید می‌شود. در مراحل احیای سنگ آهن، اکسیژن آن خارج شده و بصورت توپ‌های کروی خالی در می‌آیند. دلیل اصلی این نام گذاری عجیب نیز وجود چنین حفره‌هایی در ساختار این موارد است که آن ها را به آهن اسفنجی معروف کرده است.

تاریخچه تولید آهن اسفنجی در ایران

تولید و استفاده از آهن اسفنجی در ایران برای اولین بار در سال 1389 اتفاق افتاد در آن سال‌ها که هنوز کمبود آهن قراضه برای تولید آهن خام احساس نمی‌شد تولید این ماده نیز با توجه به اینکه امکان کاهش راندمان کوره‌های تولید آهن خام وجود داشت و باور عموم بر این بود که این ماده برای کوره‌های القایی مناسب نیست، در نتیجه کسی از این ماده استفاده نمی‌کرد.استفاده از این ماده در ایران توسط کارخانه‌ای برای کوره القایی در یزد در سال 89 اتفاق افتاد و متعاقبا سایر کارخانه‌ها نیز به استفاده از این ماده روی آوردند. اما استفاده از این آهن در ابتدا با واکنش‌های منفی همراه بود چراکه وجود فسفر و گوگرد در Direct Reduced Iron در مقایسه با قراضه آنالیز ذوب آن را بهم میزد و موجب طولانی شدن زمان ذوب میشد همچنین کارخانه‌ها با روش شارژ آن آشنا نبودند و این کار را سخت‌تر میکرد.

کاربرد آهن اسفنجی

آهن اسفنجی حاصل احیای مستقیم و بدون ذوب گندله در کوره‌های احیای مستقیم است که به دلیل شکل متخلخل آن به آهن اسفنجی معروف شده است، همانطور که در بالا اشاره کردیم یکی از مهم ترین موارد استفاده از این ماده در کوره‌های القایی و برای تولید آهن و فولاد خام است. در واقع این ماده جایگزین مناسبی برای ضایعات آهن است، در واقع در کوره‌های القایی میتوان نزدیک به 50 درصد آهن اسفنجی را جایگزین قراضه نمود.

مراحل تولید آهن اسفنجی

مراحل تولید آهن اسفنجی

برای تولید این آهن (Sponge Iron) روش‌ها و متد‌های متفاوتی وجود دارد اما 3 نمونه از معروف‌ترین روش‌های موجود عبارتند از:

  • استفاده از گاز طبیعی
  • استفاده از زغال حرارتی
  • شیوه احیای مستقیم میدرکس.

در دو روش اول یعنی استفاده از گاز طبیعی و زغال حرارتی، اکسیژن موجود در انواع سنگ‌های آهن جدا میشود این اتفاق در دمای کمتر از نقطه ذوب یا همان 1200 درجه سانتیگراد اتفاق می‌افتد. روش سوم یا همان احیای مستقیم یا میدرکس اما از آن جایی که به محل قرار گیری کارخانه و منابع موجود بستگی دارد. در این روش به علت استفاده بالا از ذغال سنگ آلوده، می توانید مقادیر بالایی از گاز‌های آلوده و سمی را وارد هوا کند. اما همچنان با توجه به ذخایر بالای ذغال سنگ همچنان از روش سوم در تولید این ماده استفاده می‌شود. در حال حاضر هند و ایران به عنوان بزرگترین تولید کنندگان این ماده اسفنجی شناخته می‌شوند.

مزایای آهن اسفنجی

  • آهن اسفنجی جایگزین بهتری برای قراضه در واحدهاي فولادسازي است.
  • میزان آهن بالا، کیفیت فلز کاری آن را بالا میبرد.
  • میزان گوگرد و فسفر کمتر.
  • دارای عناصر زائد که در قراضه آهن یافت می‌شود نیست.
  • این ماده را می‌توان به عنوان یک عامل خنک کننده جایگزین قراضه آهنی در واحدها و کوره‌های اکسیژنی نمود.

بریکت (Briquette) چیست؟

بریکت (Briquette) چیست؟

بریکت (Briquette) شکل تغلیظ و فشرده شده آهن اسفنجی (DRI) است که جهت انبار کردن و حمل و نقل آسانتر طراحی و تولید می‌شود. بریکت سازی موثرترین روش کاهش اکسیداسیون یاهمان زنگ زدگی آهن اسنفجی در زمان انبار و حمل و نقل است. بریکت سازی باعث کاهش تخلخل (جداسازی) سطح و افزایش دانسیته و مقاومت در برابر سایش می‌شود.

انواع بریکت براساس نوع و دمای فرآیند تولید:
  •  بریکت گرم آهن اسنفجی.
  •  بریکت نرمه آهن اسفنجی.
  •  بریکت سرد آهن اسنفجی.

جمع بندی

آهن اسفنجی ماده‌ای پر استفاده در صنعت تولید آهن و فولاد خام است که توانسته با داشتن ویژگی‌های منحصر به فردی که دارد می تواند جایگزین مناسب قراضه در صنایع تولید آهن باشد. این ماده بصورت مستقیم از طریق کاهش اکسیژن سنگ آهن بدست می‌آید در حالت جامد قرار دارد و به علت نداشتن اکسیژن و وجود شکلی متخلخل به آهن اسفنجی معروف شده است. در حال حاضر ایران یکی از بزرگترین تولید و مصرف کنندگان این ماده است.

مقالات پربازدید این هفته :

سازگاری با محیط زیست: 3 چالشی که صنعت زغال سنگ با آن روبروست

چگونه نوآوری در حال تغییر صنعت ساخت و ساز است

آشنایی با 7 شرکت برتر تولید کننده فولاد در جهان

ثامن فرفورژه در شبکات اجتماعی :

فیسبوک – لینکدین – توییتر – اینستاگرام – کانال تلگرام ثامن فرفورژه