آهن اسفنجی بدون ذوب کردن و به صورت مستقیم از احیای سنگ آهن تولید می شود. میزان خلوص موجود در ساختار آهن های اسفنجی یا به تعبیری احیای مستقیم، تقریبا برابر با آهن قراضه می باشد. در این زمینه باید خاطر نشان نمود که متاثر از محدودیت موجود در منابع سنگ آهن و متعاقب آن، کاهش چشمگیر میزان آهن قراضه، کاربرد و استفاده از آهن های اسفنجی، مورد توجه قرار گرفته است.
آهن احیای مستقیم یا آهن اسفنجی، به علت سازگاری با محیط زیست و توجیه اقتصادی بالا، در فرآیند تولید فولاد و آهن خالص، در مقیاس وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، برخورداری از درصد عیار بالا، این محصول را به جایگزینی مناسب و مطلوب برای آهن قراضه تبدیل نموده است.
در حال حاضر، فرآیند تولید و ساخت آهن‌های احیای مستقیم، با بهره مندی از تکنولوژی های روز، به روش های مختلفی صورت می گیرد. در ایران نیز به پشتوانه بهره مندی از تخصص و تبحر متخصصان داخلی، در بسیاری از واحدهای صنعتی فعال سراسر کشور، فناوری تولید و ساخت آهن های اسفنجی به مرحله بومی سازی رسیده است. یدک کشیدن عنوان دومین تولیدکننده بزرگ این محصول در سطح جهان، به خوبی بر این موضوع صحه می گذارد.
مشخصات و ویژگی های آهن اسفنجی چیست؟
همانگونه که عنوان گردید، آهن اسفنجی یا Direct Reduced Iron (DRI) محصولی است که از فرآیند احیای سنگ آهن بدون انجام عملیات ذوب کردن، تولید می گردد. در پروسه تولید این ماده، شکل تغلیظ شده ماده سنگ آهن (گندله سنگ آهن) با انجام فرآیندهایی با عنوان احیای مستقیم، تبدیل به گندله آهن می شود.
در این فرآیند، سنگ آهن به علت خروج گاز اکسیژن، به قطعاتی با شکل و فرم کروی شبیه به اسفنج، تغییر حالت می دهد. در ساختار ماده به دست آمده، سوراخ های کوچکی به چشم می خورد. همین موضوع، علت اصلی نامگذاری آهن های اسفنجی به شمار می رود.
برخورداری از عیار بالایی از آهن، از مهم ترین ویژگی های آهن اسفنجی تلقی می گردد. عیار این محصول رقمی در حدود 84 الی 95 درصد اعلام شده است.
در این زمینه باید خاطر نشان نمود که آهن های اسفنجی به خودی خود، در صنایع مختلف، فاقد ارزش بوده، اما برای ساخت فولاد و آهن با درصد خلوص بالا، بسیار کاربرد دارند.
بر اساس آمار و ارقام موجود، رقمی در حدود 5 درصد فولاد دنیا، توسط آهن های احیای مستقیم ساخته و پرداخته می گردد. مضاف بر این، آهن های dri، به علت برخورداری از منبع انرژی بالا، به خوبی جای آهن قراضه را در بازار آهن آلات پر کرده اند.
روش های تولید آهن احیای مستقیم
1- تولید بر اساس گاز طبیعی
فرآیند تولید و ساخت آهن اسفنجی توسط گاز طبیعی با استفاده از روش های Purofer، HYL و میدرکس صورت می گیرد. در این میان، روش های HYL و میدرکس، به علت بازدهی بالا، در طیف وسیعی مورد استفاده واقع می شود.
بر اساس روش میدرکس، احیای ماده سنگ آهن با استفاده از گازهای شکسته شده و بدون واسطه، اجرایی می گردد. در این روش، گاز طبیعی با کمک حرارت ضمن تجزیه در واحد شکست گاز، مونواکسید کربن و هیدروژن آزاد می نماید.
پس از این فرآیند گازهای استفاده شده به کوره احیا وارد شده و ضمن ترکیب با اکسیژن آهن مذاب، موجب احیای سنگ آهن می شوند. محصول به دست آمده در نتیجه این فرآیند، آهن دی آر آی یا Sponge Iron می باشد.
در روش HYL، برای افزایش میزان هیدروژن علاوه بر گاز طبیعی از بخار آب نیز استفاده می گردد. بیشتر شدن میزان هیدروژن در مقابل کربن مونواکسید، موجب احیای سنگ آهن می شود. کوره احیای استفاده شده در این روش همانند روش میدرکس می باشد.
2- تولید بر اساس زغال سنگ
این روش به دو صورت کوره تونلی و SL/RN عملیاتی می گردد. کوره تونلی ضمن برخورداری از ساختاری طویل و بلند، با استفاده از آجرهای نسوز ساخته می شود. این روش تولید آهن DRI، در سه فرآیند خنک شدن، احیا و پیش گرمایش انجام می گیرد.
در وهله نخست آهن به شکل پودر درآمده و ضمن عبور کردن از تونل، در کنار ماده زغال سنگ قرار گرفته و متاثر از حرارت تولید شده بوسیله اکسیژن و سوختن گاز طبیعی، احیا می گردد. روش SR/NL، به عنوان یکی از روش قدیمی احیای آهن، ماده زغال سنگ در کوره با زغال سنگ حرارتی ترکیب شده که ماحصل آن تولید و ساخت آهن های اسفنجی می باشد.
موارد کاربرد و استفاده آهن اسفنجی
استفاده در صنایع تولید آهن و فولاد را می توان از مهم ترین موارد کاربرد آهن اسفنجی برشمرد. آهن و فولاد تولید شده توسط این ماده در صنایعی نظیر ابزارآلات و قطعات و خودرو سازی، بسیار کاربرد دارد. استفاده در کوره‌های القایی، از دیگر موارد کاربرد آهن های اسفنجی به شمار می آید.
این محصول به عنوان ماده اولیه کاربردی و کارآمد برای تولید و ساخت آهن خالص و فولاد، در کوره های القایی تلقی می گردد. کاربرد در صنایع ریخته‌گری، از دیگر موارد کاربرد این محصول می باشد.
برای مشاوره رایگان با کارشناسان خبره ما در آهن هایپر و راهنمایی برای خرید با مناسب ترین قیمت با شماره زیر تماس بگیرید
021-72025
مقالات مرتبط :
