شکل ظاهری آهن اسفنجی بصورت قطعات کروی ( گندله ) متخلخل که دارای ظاهری اسفنجی است و به همین دلیل به آن آهن اسفنجی گویند. آهن اسفنجی دارای عیار بالای آهن بوده که امروزه با توجه به کمبود ضایعات آهن، افزایش قیمت و همچنین مشکلات زیست محیطی رواج بیشتری دارد. برای مطالعه مطالب زیر همراه ما باشید:
- عیار آهن اسفنجی
- کاربرد آهن اسفنجی
- روش‌های تولید آهن اسفنجی
- تولید آه ن اسفنجی به روش میدرکس
- بریکت چیست؟
عیار آهن اسفنجی
عیار و میزان آهن موجود در sponge iron، بین ۸۴ الی ۹۵ درصد می‌باشد. عیار بالای آهن اسـفنجی موجب گردیده منبع مناسبی برای تولید آهن و فولاد باشد. همان طور که اشاره شد آهن اسفنجی از بازیافت کانی آهن طبیعی یا فرآوری شده که به دمای ذوب نرسیده است، حاصل می شود. احیا سنگ آهن در ایران اغلب با استفاده از فن آوری میدرکس انجام می‌گردد.
کاربرد آهن اسفنجی
اصلی ترین کاربرد آهن اسـفنجی می‌توان به جایگزینی آن بجای ضایعات آهن اشاره نمود که به غیر از اینکه کمبود ضایعات آهن را جبران می‌کند، مزیت‌های فراوانی نسبت به ضایعات آهن دارد. در ذیل به توضیحات بیشتری در این خصوص خواهیم پرداخت.
کاربرد آهن اسفنجی در کوره‌های القائی یکی از مهم ترین کاربردهای آن می‌باشد. می‌توان گفت که استفاده از آهن اسفنجی، در کوره‌های القائی قادر است که نزدیک به ۵۰ درصد، جایگزین قراضه شود. ولی کاربرد آن در کوره القایی، نیازمند دانش فنی و تجربه می‌باشد. همچنین استفاده از آهن اسفنجی تحولی بزرگ در ریخته گری مداوم صنعت فولاد می‌باشد.
تقریباً در همه روش‌های تولید فولاد، استفاده از این روش مقدور می‌باشد. بسیاری از واحدهای کوچک و بزرگ تولید فولاد در کشور از این روش برای تولید محصولات فولادی خود استفاده می‌کنند. ایران منابع طبیعی در دسترسی برای احیای مستقیم دارد.آهن اسفنجی جایگزین مناسبی برای ضایعات آهن می‌باشد. بنابراین می‌توانیم درصد بالایی از مواد اولیه جهت تامین ذوب مورد نیاز واحدهای فولادسازی را بجای استفاده از ضایعات، از طریق آهن اسـفنجی تامین کنیم.
روش‌های تولید آهن اسفنجی
۱ . تولید آهن اسفنجی با استفاده از گاز طبیعی
فرآیند تولید آهن اسفـنجی با استفاده از گاز طبیعی عبارتند از:
- روش H.Y.L اچ-وال-ال
- روشpurofer پروفر
- روش Midrex میدرکس
۲ . تولید آهن با استفاده از زغال حرارتی
- فناوری‌های تولید آهن اسفـنجی مبتنی بر روش (RHF) Rotary Heart Furnace
- تولید آهن به روش ITmK3
- فن‌آوری تولید آهن اسفنجی در کوره دوار به روش SL/RN
- فرآیند Corex.
تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس
پرکاربردترین و پربازدیدترین فرآیند حال حاضر احیای سنگ آهن (گندله) و تولید آهن اسنفجی به روش گازی است. در این فن آوری بصورت بی واسطه گندله سنگ آهن را با گازهای شکسته شده احیا می‌کنند. به این صورت که:
دراین روش احیا کننده گاز طبیعی است که به طور میانگین متان (CH4) در نظر گرفته می‌شود.( تقریبا 85 درصد گاز طبیعی را تشکیل می‌دهد ، از این رو گاز طبیعی به تقریب، متان فرض می‌شود). در این فرایند گاز احیا کننده درون کوره‌ی استوانه‌ای دمیده می‌شود. گندله‌ها از قسمت بالایی کوره به سمت پایین سقوط می‌کنند و در این بازه زمانی گاز احیا کننده درون کوره دمیده خواهد شد.
همانطور که گفته شد گاز مورد استفاده در فرآیند میدرکس همان گاز طبیعی با ترکیب متان می‌باشد که قبل از احیا برای آماده سازی روانه واحد شکست خواهد شد. به این صورت که ابتدا گاز طبیعی وارد واحد شکست گاز (ریفرمر) می‌شود و بخاطر اثر حرارت وارد شده و وجود کاتالیزورهای مخصوص شکسته می‌شود و به H2 و CO تفکیک می‌گردد. هیدروژن و مونوکسیدکربن آزاد شده وارد کوره احیاء که گندله سنگ آهن را در آن گداخته کردیم می‌شود و با اکسیژن موجود در گندله مذاب ترکیب و به این ترتیب سنگ آهن احیا می‌شود.
به عبارتی دیگر، گاز احیا کننده به دلیل جریان طبیعی سیال داغ، به سمت بالا حرکت کرده و در این حین ترکیب درصد اکسیژن گندله‌های در حال سقوط کاهش یافته و محصول نهایی آهن اسفنجی است که به سه شکل DRI سرد یا گرم یا HBI قابل دسترسی خواهد بود.
این روش به عنوان کم مصرف ترین روش و پر بازده‌ترین روش‌ها در ایران و جهان می‌باشد. حدود ۸۰ درصد آهن اسفنجی ایران، به این روش تولید می‌گردد. بعد از آن روش HYL می‌باشد ولی مشکل، مصرف بالای برق آن و مشکلات ظرفیتی آن است. بنابراین روش HYL و روش‌هایی که بر مبنای زغال سنگ هستند، در ایران استفاده نمی‌شود.
بزرگترین تولیدکنندگان آهن اسفنجی در جهان:
- هند
- ایران
بریکت چیست؟
بریکت همان آهن اسفنـجی یا DRI می‌باشد، با این تفاوت که در زمان تولید، بصورت فشرده شکل گرفته و از نظر نوع و دمای فرآیند تولید به ۳ نوع ذیل تولید می‌شود:
انواع بریکت
- بریکت گرم آهن اسفنجی
- بریکت نرمه آهن اسفنجی
- بریکت سرد آهن اسفنجی
منبع: گروه تأمین محتوای فولاد24