آهن اسفنجی چیست و چه کاربردی در ریخته گری دارد؟
آهن اسفنجی از احیای مستقیم سنگ آهن (Direct Reduced Iron) بدست آمده و طی عملیات احیای بی واسطه، بدون نیاز به ذوب سنگ آهن، اکسیژن آن حذف می‌گردد. در این روش گندله سنگ آهن که دارای عیار ۶۷% می‌باشد احیا گردیده و حاصل آن آهن اسفنجی (گندله متخلخل) بدست می‌آید.
آهن اسفنجی پس از ذوب و احیا در فولاد سازی، در فرآیند ریخته گری به شکل محصولات مورد نیاز در می‌آید و به سه شکل اسلب (تختال)، بیلت (شمش) و میلگرد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شکل ظاهری این محصول بصورت قطعات کروی (گندله) است که به دلیل متخلخل بودن ساختار آن دارای ظاهری اسفنجی است به همین دلیل به آن آهن اسفنجی می گویند. این محصول دارای عیار بالای آهن بوده که امروزه با توجه به کمبود ضایعات آهن و افزایش قیمت آن و همچنین مشکلات زیست محیطی مورد توجه قرار گرفته است.
استفاده از آهن اسفنجی روبه افزایش است
در حدود ۵% از فولاد جهان از آهن اسفنجی (DRI) تولید می‌شود و این روند رو به افزایش است. این محصول، از احیای مستقیم سنگ آهن بدست می‌آید و اصطلاحاً به آن DRI نیز گفته می‌شود. امروزه اهن اسفنجی با کاهش سنگ آهن بدون ذوب کردن آن ایجاد می‌شود. این باعث می‌شود که یک منبع انرژی کارآمد برای سازندگان فولاد مخصوص که به فلز قراضه متکی بودند استفاده شود.
تاریخچه و کاربرد آهن اسفنجی در صنایع فولاد ایران
استفاده از آهن اسفنجی حدوداً از سال ۸۹ در کوره‌های القایی ایران شروع شد. در آن سال‌ها کمبود قراضه احساس نمی‌شد و هرچند روند کیفیت قراضه نزولی بود ولی باز هم کسی به فکر استفاده از آن نبود.
هندی‌ها و چینی‌هایی که کوره القایی به ایران فروخته بودند هم تشویق به استفاده از آن نمی‌کردند. شاید به خاطر اینکه پارامترهای مربوط به راندمان کوره‌هایشان افت می‌کرد. در سال ۸۹، یکی از کارخانه‌های القایی یزد به دلایلی برای اولین بار به مصرف اسفنجی رو آورد. متعاقب آن، بسیاری از کارخانه‌ها، البته با تأخیر، از این محصول استفاده کردند. اولین واکنش، تقریباً در تمامی کارخانه‌ها، منفی بود.
زیرا اولاً با روش شارژ آن آشنا نبودند و ثانیاً فسفر و گوگرد آهن اسفنجی در مقایسه با قراضه، آنالیز ذوب را به هم می‌زد و کربن بالای آن کار را سخت می‌کرد. زمان ذوب طولانی می‌شد و سرباره بسیار، وحشتناک بود. لذا به محض استفاده، بسیاری از کارخانه‌ها استفاده از آن را تا همین اواخر متوقف کردند.
بسیاری از واحدهای کوچک و بزرگ تولید فولاد در کشور از این روش‌ها استفاده می‌کنند. ایران منابع طبیعی در دسترستری برای احیای مستقیم دارد. آهن اسفنجی جایگزین مناسبی برای ضایعات آهن می‌باشد بنابراین می‌توانیم درصد بالایی از مواد اولیه جهت تأمین ذوب مورد نیاز واحدهای فولادسازی را بجای استفاده از ضایعات، از طریق این محصول تأمین کنیم.
فرآیند تولید آهن اسفنجی با استفاده از منابع گازی و زغال سنگ
تولید آهن اسفنجی از سنگ‌آهن، عموماً به دو روش گازی (Gas Based) یا استفاده از زغال‌سنگ (Coal Based)، برای احیای آهن صورت می‌پذیرد. معمولاً در کشورهایی که دارای ذخایر گاز هستند، از روش گازی استفاده می‌گردد. در ایران نیز به‌طور مثال، فولاد خوزستان و فولاد مبارکه از گاز به عنوان ماده احیاکننده استفاده می‌کنند.
بدون دیدگاه