در تولید فولاد، مواد و متریال‌های مختلفی در کنار هم قرار می‌گیرند تا محصولات آهنی و فولادی تولید شوند. یکی از این متریال‌ها، آهن اسفنجی است. اگر نمی‌دانید که آهن اسفنجی چیست با ما در این مطلب از وب‌سایت آهن‌چی همراه باشید تا در این زمینه اطلاعات جامع و کاملی را به شما ارائه دهیم.
معرفی آهن اسفنجی
به منظور پاسخ به این پرسش که آهن اسفنجی چیست، باید بگوییم که این محصول که به آن آهن احیاء مستقیم (DRI) هم می‌گویند، محصولی میانی در فرآیند تولید فولاد است که از احیاء مستقیم سنگ آهن بدون ذوب شدن آن به‌دست می‌آید. این ماده به شکل قطعات متخلخل شبیه به اسفنج با عیار آهن بین 85 تا 95درصد است. درواقع می‌توان گفت که آهن اسفنجی جایگزینی نوین برای قراضه آهن در صنایع فولاد به‌حساب می‌آید.
تفاوت گندله و آهن اسفنجی
گندله و آهن اسفنجی، هر دو مواد اولیه مهم در صنعت فولاد هستند؛ اما تفاوت‌های کلیدی بین آن‌ها وجود دارد. گندله از نظر شکل و ظاهر به شکل کروی یا عدسی است و سطحی صاف و متراکم دارد؛ درحالی‌که آهن اسفنجی دارای شکلی اسفنجی با ساختاری متخلخل و ناهموار است.
گندله طی فرآیندی به نام گندله‌سازی (Agglomeration) از کنسانتره سنگ آهن، بنتونیت و مواد افزودنی دیگر تولید می‌شود. در این پروسه، مواد اولیه مخلوط می‌شوند و به‌صورت گلوله‌هایی فشرده درمی‌آیند و سپس در دمای بالا، خشک و پخته می‌شوند. این در حالی است که آهن اسفنجی از احیاء مستقیم سنگ آهن با استفاده از گازهای احیاءکننده مانند گاز طبیعی، هیدروژن یا گاز سنتز در کوره‌های مختلف به‌دست می‌آید. نکته مهم این‌که خطرات آهن اسفنجی بسیار کمتر از گندله است.
روش‌های تولید آهن اسفنجی
روش‌های مختلفی برای تولید آهن اسفنجی وجود دارند که از جمله رایج‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
روش‌های احیاء مستقیم با گاز
در روش‌های احیاء مستقیم با گاز، برای احیاء سنگ آهن از گاز طبیعی یا گازهای احیاءکننده دیگر مانند هیدروژن، مونوکسید کربن و مخلوطی از آن‌ها استفاده می‌شود. برخی از رایج‌ترین روش‌های احیاء مستقیم با گاز شامل موارد زیر هستند:
- روش میدرکس (Midrex): این روش متداول‌ترین روش تولید آهن اسفنجی در جهان است. در این روش سنگ آهن در دوارهای احیاء به‌طور پیوسته با گاز طبیعی احیاء می‌شود.
- روش HYL: این روش شبیه به روش میدرکس است؛ اما در آن از گاز طبیعی اصلاح‌شده و فشار بالاتری استفاده می‌کنند.
تولید آهن اسفنجی به روش HYL
- روش اس ال/آر ان (SL/RN):در این روش گاز طبیعی و زغال سنگ، نقش احیاءکننده را دارند.
روش‌های احیاء مستقیم با زغال
یکی دیگر از روش‌های تولید آهن اسفنجی، روش‌های احیاء مستقیم با زغال است. در این روش‌ها برای تبدیل سنگ آهن به آهن اسفنجی، از زغال سنگ به‌عنوان احیاءکننده استفاده می‌شود. از رایج‌ترین روش‌های احیاء مستقیم با زغال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- روش کوره دوار: در این روش سنگ آهن و زغال سنگ در یک دوار با هم مخلوط و حرارت داده می‌شوند تا احیاء انجام گیرد.
- روش کوره تونلی: در این روش سنگ آهن و زغال سنگ بر روی نوار نقاله حرکت می‌کنند و در طول مسیر به تدریج گرم و احیا می‌شوند.
لازم به ذکر است که انتخاب روش مناسب برای تولید آهن اسفنجی به عوامل مختلفی مانند نوع سنگ آهن، در دسترس بودن منابع انرژی و هزینه‌ها بستگی دارد.
علاوه بر روش‌های ذکرشده، روش‌های دیگری نیز برای تولید آهن اسفنجی وجود دارند که شامل روش‌های الکترولیتی و روش‌های مبتنی بر پلاسما هستند. این شیوه‌ها در حال حاضر در مقیاس صنعتی به‌طور گسترده مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، اما ممکن است در آینده اهمیت بیشتری پیدا کنند.
مزایای استفاده از آهن اسفنجی
استفاده از آهن اسفنجی در مقایسه با روش‌های سنتی تولید فولاد مزایای متعددی دارد. از مهم‌ترین این مزایا می‌توانیم موارد زیر را نام ببریم:
- کاهش هزینه‌ها: تولید آهن اسفنجی به‌طور کلی ارزان‌تر از روش‌های سنتی فولادسازی خواهد بود. این امر به دلیل نیاز به انرژی و مواد اولیه کمتر و همچنین فرآیندهای ساده‌تر تولید است.
- بهبود راندمان: فرآیند تولید آهن اسفنجی ضایعات کمتری تولید می‌کند و از نظر انرژی کارآمدتر است؛ درنتیجه صرفه‌جویی در هزینه و افزایش سود را در پی خواهد داشت.
- دسترسی به بازارهای جدید: استفاده از آهن اسفنجی به تولیدکنندگان فولاد امکان می‌دهد تا به بازارهای جدیدی که به دنبال فولاد با کیفیت بالا و قیمت مناسب هستند، دسترسی پیدا کنند.
- کاهش آلودگی: تولید آهن اسفنجی نسبت به روش‌های سنتی فولادسازی، آلاینده‌های کمتری ایجاد می‌کند.
- استفاده از منابع تجدیدپذیر: از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند گاز طبیعی یا هیدروژن می‌توان برای تولید آهن اسفنجی استفاده کرد که این موضوع باعث کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و ردپای کربن صنعت فولاد می‌شود.
- مدیریت ضایعات: تولید آهن اسفنجی ضایعات کمتری تولید می‌کند و نیاز به دفع یا بازیافت را کاهش می‌دهد.
- کیفیت محصول: آهن اسفنجی دارای کیفیت بالایی است و ناخالصی کمی دارد که آن را برای تولید فولاد با کیفیت بالا ایده‌آل می‌کند.
- انعطاف‌پذیری: آهن اسفنجی را می‌توان در طیف وسیعی از فرآیندهای فولادسازی از جمله کوره‌های قوس الکتریکی، کوره‌های القایی و ریخته‌گری مداوم به‌کار برد.
- نوآوری: استفاده از آهن اسفنجی فرصت‌های جدیدی را برای نوآوری در صنعت فولاد ایجاد می‌کند؛ مانند توسعه روش‌های جدید تولید فولاد با کارایی بیشتر و سازگاری بیشتر با محیط زیست.
کاربردهای آهن اسفنجی
آهن اسفنجی کاربردهای مختلفی در صنایع فولاد دارد. از مهم‌ترین نمونه‌های کاربرد آهن اسفنجی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ذوب در کوره‌های القایی: آهن اسفنجی به‌طور گسترده به‌عنوان ماده اولیه در کوره‌های القایی برای تولید فولاد استفاده می‌شود.
- تولید فولاد در کوره‌های قوس الکتریکی: آهن اسفنجی را می‌توان به‌عنوان ماده اولیه در کوره‌های قوس الکتریکی برای تولید فولاد ضدزنگ و فولادهای آلیاژی به‌کار برد.
- تولید بریکت‌های آهن: آهن اسفنجی را می‌توان به بریکت‌های آهن تبدیل کرد. اگر نمی‌دانید که بریکت آهن اسفنجی چیست، باید بگوییم که این محصول در کوره‌های بلند برای تولید چدن استفاده می‌شود.
وضعیت تولید آهن اسفنجی در ایران
ایران یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان آهن اسفنجی در جهان است. در حال حاضر ظرفیت تولید آهن اسفنجی در ایران حدود 25میلیون تن در سال است و پیش‌بینی می‌شود که این ظرفیت در سال‌های آینده به‌طور قابل توجهی افزایش یابد. همچنین انتظار می‌رود که کارخانه‌های مختلفی در آینده در زمینه تولید این محصولات فعالیت کنند.
بهترین روش خرید آهن اسفنجی
در صورتی‌که قصد خرید آهن اسفنجی را دارید، می‌توانید در سایت آهن‌چی قیمت آهن اسفنجی را ببینید و سپس برای خرید آن اقدام کنید. لازم به ذکر است که در سایت آهن‌چی امکان خرید محصولات فولادی سایر کارخانه‌ها مثل تیرآهن ذوب آهن اصفهان، تیرآهن جهان فولاد کرمانشاه، تیرآهن نیشابور و… وجود دارد و شما می‌توانید بهترین تیرآهن برای ستون را از سایت آهن‌چی خریداری کنید و انواع سایز تیرآهن را در حجم دلخواه سفارش دهید.
حرف آخر
در این مطلب به این پرسش مهم پاسخ دادیم که آهن اسفنجی چیست و این محصول چه مزایا و کاربردهایی دارد. با توجه به موارد گفته‌شده در این مطلب می‌توانید دید کاملی در مورد این دسته از محصولات داشته باشید و به نحو مطلوب از آن‌ها استفاده کنید.
