آهن اسفنجی چیست

روش های تولید و فرآوری آهن خام و فولاد سازی متفاوت است. احتمالا نام آهن های اسفنجی را شنیده باشید. اما آهن اسفنجی چیست؟ محصول به دست آمده از احیای مستقیم سنگ آهن و گندله، آهن اسفنجی (Direct Reduced Iron) نام دارد. علت نامکذاری به دلیل ساختار متخلخلی آن نظیر اسفنج است. گُندله به گلوله‌ های گرانولی شکل تولید شده از سنگ آهن گفته می شود. این نوع آهن منبعی با خلوص بسیار بالا است که در چرخه تولید فولاد و آهن آلات کاربرد تعیین کننده ای دارد. این آهن جایگزین مناسبی برای آهن قراضه است و می توان از آن برای تامین مواد اولیه ذوب کارخانجات فولاد سازی استفاده نمود.

روش تولید آهن اسفنجی
این ماده بصورت مستقیم از طریق کاهش اکسیژن سنگ آهن بدست می‌آید و میزان عیار آن بین ۸۵ تا ۹۵ درصد است. تولید اسفنجی در کوره های القایی انجام می گردد که نیازمند دانش کافی برای استفاده از آن است. یکی از دلایل رواج این نوع آهن، مشکلات در تهیه ضایعات و قراضه است. محصول یاد شده در همه ی روش های تولید فولاد کارایی دارد و میتوان از آن در شارژ پیش از ذوب کوره استفاده نمود. در کوره القایی میتوان ۵۰ درصد خوراک ماده اولیه را از آهن اسفنجی جایگزین کرد.

تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس
سنگ آهن برای احیای مستقیم یا بر پایه گاز است یا غال سنگ. استفاده از زغال سنگ به دلیل آلودگی های زیست محیطی کمتر مورد توجه قرار می گیرد. در ایران به دلیل منابع گسترده گازی استفده از آن برای احیای سنگ آهن توجیه اقتصادی بیشتری دارد. در این میان میدرکس (Midrex) یکی از متد های پر کاربردی است که بر پایه گاز انجام می گیرد.

در روش میدرکس، گاز طبیعی که عمدتا متان است وارد واحد شکست گاز شده و بر اثر حرارت وارد شده و کتالیست های مخصوص به هیدروژن و کربن تبدیل می گردد. هیدروژن و کربن وارد کوره احیا شده و گندله سنگ آهن در آن گذاخته می شود. سپس با اکسیژن گندله سنگ آهن ترکیب شده و سنگ آهن احیا می گردد. تولید انواه شمش ها و میلگرد از کاربردهای این نوع از آهن است.

بریکت چیست
بریکت (Briquette) نوعی از آهن اسفنجی است که به صورت بلوک های فشرده شده از گرد و غبار زغال سنگ یا سایر مواد ترکیبی نظیر آهن اسفنجی و خاک آن، پلیسه ها یا خرده های آهن از احیای مستقیم آهن تولید می شود و شامل سه دسته بریکت سرد، گرم و نرمه است.

آهن بریکت به منظور کاهش زنگ زدگی آهن در هنگام جابجایی، انبارداری و ذخیره سازی استفاده می شود. در بریکت سازی چگالی آهن بیشتر می شود و تخلخل سطح کاهش می یابد.

جایگاه آهن اسفنجی در ایران
در حال حاضر ایران یکی از بزگترین تولید کنندگان آهن اسفنجی در جهان به شمار می آید و در تولید این محصول رتبه دوم را دارد. اکثر تولیدات اسفنجی در سایز نقاط جهان نیز به دلیل بازدهی بالا به روش شرکت میدرکس است. روش احیا با زغال سنگ به دلیل آلودگی و HYL به دلیل مصرف بالای برق در رده های بعدی هستند. طبق آمار انجمن تولید‌کنندگان فولاد ایران در ۱۱ ماهه سال ۱۳۹۷ مجموع صادرات آهن نوع اسفنجی رقم ۵۰۷ هزار تن ثبت شده بود. در سال ۱۳۹۹ ایران بر بام تولید کننده آهن ن.ع اسفنجی جهان قرار گرفت. تولید این محصول تا ۲۲ ژوئن ۲۰۲۰ در جهان به ۳۲.۱ میلیون تن رسید که همچنان پس از ایران، کشورهای هند، مصر(۲.۲ میلیون تن)، مکزیک (۲.۰۵ میلیون تن) و عربستان (۱.۷ میلیون تن) قرار گرفتند.