آهن اسفنجی چیست ؟


آهن اسفنجی از احیای مستقیم سنگ آهن (Direct Reduced Iron ) است منظور از سنگ آهن همان گندله می باشد که طی عملیات احیای بی واسطه، بدون نیاز به ذوب سنگ آهن، اکسیژن آن حذف می گردد..شکل ظاهری آهن اسفنجی بصورت قطعات کروی (گندله) متخلخل که دارای ظاهری اسفنجی می باشد که به همین دلیل به آن اهن اسفنجی می گویند. آهن اسفنجی دارای عیار بالای آهن بوده که امروزه با توجه به کمبود ضایعات آهن و افزایش قیمت آن و همچنین مشکلات زیست محیطی رواج بیشتری دارد.

عیار و میزان آهن موجود در sponge iron، بین ۸۴ الی ۹۵ درصد می باشد.

عیار بالای اهن اسفنجی موجب شده منبع مناسبی برای تولید آهن و فولاد باشد. همان طور که اشاره شداهن 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 می شود.

جدول

ترکیب شیمیایی (فرمول شیمایی) آهن اسفنجی
عیار ترکیب
86-85.9% Fe (total)
Min 90% Fe (metallization)
78.5-82% Fe (metal)
1.3-2% C
Max 0.01% S
Max 0.1% P
Max 5.5% SiO2
Max 1% Al2O3

با ما در تماس باشید



برای ارتباط با بخش

۰۲۱-۸۸۱۷۱۰۰۶-۷

دفتر مرکزی و فروش

خیابان شهید بهشتی، بعد از سهروردی، پلاک ۱۹۳


با ما در تماس باشید

برای ارتباط با بخش

۰۲۱-۸۸۱۷۱۰۰۶-۷
دفتر مرکزی و فروش

خیابان شهید بهشتی، بعد از سهروردی، پلاک ۱۹۳

آهن اسفنجی Sponge Iron چیست؟

در فولادسازی و صنعت تولید فولاد، از آهن اسفنجی استفاده می ­شود. آهن اسفنجی که حالت متخلخل دارد و به DRI یا direct redused iron معروف است، حدود 5 درصد از تولیدات فولاد دنیا را به خود اختصاص می ­دهد. اکثر تولیدات فولاد در جهان، با آهن احیای مستقیم یا همان آهن اسفنجی انجام می­شود.

آهن اسفنجی دارای محتوای بالای آهن بوده و این امر، آن را برای شارژ شدن کوره­ ها مناسب کرده است. به همین دلیل در صنایع فولاد و ذوب آهن از آهن اسفنجی استفاده می­شود و به دلیل استفاده زیاد از این محصول، قیمت آهن اسفنجی اهمیت بسیار زیادی در بازار فولاد دارد.

ما در این مقاله قصد داریم تا در مورد آهن اسفنجی و کاربرد آن در ریخته گری یا صنایع مختلف دیگر صحبت کنیم. روش تولید میدرکس را بررسی می­کنیم و به شما تفاوت آهن اسفنجی و گندله را توضیح خواهیم داد. بر همین اساس، چند پرسش مهم مطرح کرده­ایم که شامل موارد زیر است:

  • آهن اسفنجی چیست و تاریخچه تولید آن به کی باز می­­­گردد؟
  • کاربرد آهن اسفنجی در ریخته گری چیست؟
  • فرآیند تولید آهن اسفنجی با استفاده از منابع گازی و زغال سنگ چگونه است؟
  • تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس چگونه انجام می­شود؟
  • خرید آهن اسفنجی ارزان را از کجا انجام دهیم؟
  • تفاوت گندله و آهن اسفنجی چیست؟
  • مزایای آهن اسفنجی چیست؟
  • معایب آهن اسفنجی چیست؟
  • بریکت آهن اسفنجی چیست؟
آهن اسفنجی چیست؟

آهن اسفنجی یا احیای مستقیم، یکی از محصولات تولیدی از سنگ آهن می ­باشد که در آن، اکسیژن از سنگ آهن خارج می­شود تا آهن خالص ­تر و محکم­ تری تولید شود. آهن اسفنجی، بیش از 5 درصد حجم تولیدی آهن دنیا را به خود اختصاص داده است و این رقم، روز به روز در حال افزایش است.

در واقع، سنگ آهنی که از معادن بدست می­ آید، طی فرآیند خاصی تحت عنوان گندله یا کلوخه و حتی ذرات ریزتر از آن، وارد کوره احیای مستقیم DRF می­شود و از طریق گاز طبیعی یا کک، به آهن اسفنجی تبدیل می­شود.

وقتی سنگ ­های اکسید آهن را از دل خاک و کوه بیرون می­کشند، به کارخانجات تولید آهن و ذوب آهن می­فرستند. در این کارخانجات، سنگ اکسید آهن را در کوره می­ ریزند. در کنار آن از کربن هم استفاده می­کنند و این کربن در طی فرآیند گرم شدن، جذب آهن می­شود. در این هنگام، سطح آهن دچار تخلخل و فرورفتگی ­هایی می­شود و این محصول به شکل اسفنج می­شود. به همین دلیل به آن، آهن اسفنجی گفته می­شود.

کاربرد آهن اسفنجی در ریخته گری

آهن اسفنجی، کاربرد مختلفی در صنایع فولاد و ریخته ­گری دارد. از آهن اسفنجی می­توان به عنوان جایگزینی مناسب برای قراضه آهن و کوره بلند یا قوس الکتریکی استفاده کرد. آهن اسفنجی در صنایع فولاد و ذوب آهن و ریخته­ گری به عنوان ماده  خام مورد استفاده قرار می­گیرد تا دیگر نیازی به تهیه قراضه آهن و آهن اسقاطی نباشد.

در این چند سال اخیر، بنا به دلیل افزایش قیمت آهن، کمبود قراضه آهن در بازار به شدت احساس می­شود. بعلاوه اینکه دیگر مانند گذشته، تولید ورق فولاد و آهن در مجتمع ­های بزرگ ذوب آهن و صنایع فولاد تولید نمی­شود. مجتمع­ های بزرگ و کوچکی به وجود آمده ­اند که تقریبا همان کار ذوب آهن و صنایع را انجام می­دهند. همین کار می­تواند از میزان قراضه آهن در بازار، کم کند.

آهن اسفنجی در تولید آهن فرفوژه یا نوردی، کاربرد فراوانی دارد. در مجتمع ­های تهیه فولاد، آهن اسفنجی را در کوره­ های بلند ریخته و به عنوان ماده اصلی تولید ورق فولادی یا فرفوژه، استفاده می­کنند.

ریخته­ گری فنی است که از طریق آن می­توان به فلزات، از جمله آهن و آلیاژها، شکل داد. این کار در کوره ­های بزرگ القایی با قوس الکتریکی انجام می­شود. از آهن اسفنجی در تولید آلیاژ فولاد استفاده می­شود. آهن نسبت به آهن اسفنجی، دارای تراکم پایین تری است اما تراکم آهن اسفنجی یا گندله متخلخل، بالاتر بوده و به همین دلیل می­توان آن را به آلیاژ فولاد تبدیل کرد.

استفاده از قراضه آهن در تولید ورق­ های فولادی، درصد عیار آهن و ورق فولادی را پایین می ­آورد. وقتی از قراضه آهن استفاده شود، به خاطر وجود ناخالصی در آن، نیتروژن موجود در ذوب، بیشتر می­شود. اما در صورتی که در فرآیند تولید ورق فولاد، از آهن اسفنجی استفاده شود، درصد نیتروژن کاهش پیدا می­کند و تختال و بلیت ­های با کیفیت برای تولید ورق گرم فولادی و وایر و دیگر محصولات، تولید می­شود.

فرآیند تولید آهن اسفنجی با استفاده از منابع گازی و زغال سنگ

فرآیند تولید آهن اسفنجی با استفاده از منابع گازی و زغال سنگ

برای تولید آهن اسفنجی در کارخانجات تولید فولاد، می­توان سنگ آهن درون کوره را با دو روش احیا کرد. این دو روش شامل موارد زیر است:

1.       روش احیا با ذخایر گازی Gas based

2.     روش احیا با ذخایر زغال سنگ  Coal based

در کشورهای مختلف تولید فولاد، می­توان از هر کدام از این ذخایر برای القا استفاده کرد که به میزان ذخایر موجود و در دسترس ارتباط دارد. در کشور ایران،با توجه به وجود ذخایر اعظم گاز طبیعی، در کارخانجات فولاد خوزستان و فولاد مبارکه، از گاز برای القا سنگ آهن استفاده می­شود.

تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس

یکی از روش­ های تولید آهن اسفنجی، با گاز می­باشد. یعنی برای احیا کردن سنگ آهن و تولید آهن اسفنجی میتوان از روش گازی استفاده کرد که با 3 فناوری مختلف، قابلیت اجرا شدن دارد. این سه روش شامل:

·        Purofer

·        Hyl

·        میدرکس

می­باشد که در اینجا به توضیح روش تولید آهن اسفنجی با میدرکس می­پردازیم:

روش میدرکس، یکی از پر استفاده ترین روش­های احیا با گاز در دنیا است. از این روش در ایران هم استفاده می­شود. در حدود 80 درصد از تولیدات آهن اسفنجی در ایران، به این روش انجام می­شود. البته می­توان از روش­های زغال سنگی یا روش Hyl هم استفاده کرد اما مصرف برق و مشکلات دیگری بر سر راه تولید قرار می­گیرد و به همین خاطر، راحت­ ترین و در دسترس­ ترین منبع احیا، گاز و روش میدرکس است.

در این روش،گاز طبیعی وارد فاز شکست شده و در اثر حرارتی که به کاتالیست ها وارد می­شود، به هیدروژن و کربن تبدیل می­شوند. هیدروژن و کربن، در کوره‌ای که کوره احیا نام دارد، وارد می‌شود و با اکسیژن گندله سنگ آهن ترکیب می‌شود و باعث احیای سنگ آهن می‌شود.

این روزها شاهد تولید روزافزون آهن اسفنجی در بازار فولاد و آهن هستیم. کشورهای همچون هندوستان و ونزوئلا و ایران در رده ­های تولید انبوه در دنیا قرار دارند. این کشورها به خاطر وجود ذخایر عظیم گاز، ترجیح می­دهند که تولید آهن اسفنجی به روش احیای گازی را انجام دهند. البته لازم به ذکر است که ایران بزرگترین منابع گازی دنیا را در خود جای داده و چون گاز خود را به بهای ناچیز به کشورهایی همچون چین و هند می­فروشد، طبیعی است که تولید آهن اسفنجی با روش احیای گازی و میدرکس در این کشورها، به صرفه و زیاد باشد.

خرید آهن اسفنجی

خرید آهن اسفنجی یکی از بحث برانگیزترین موضوعات در زمینه تولید آهن و ورق ­های فولادی و آلیاژ است. شرکت ها عمدتا ممکن است برای خرید آهن اسفنجی با مشکلاتی رو به رو باشند. شرکت ­های تولید فولاد و آلیاژ، مجبور هستند آهن اسفنجی مورد نیاز خود را از سایر شرکت ­ها خرید کنند. خرید آهن اسفنجی با قیمت روز و مطابق با قیمت فروش جهانی پیش می­رود.

برخی از  شرکت­ها و کارخانجات تولید فولاد و ورقه­ های گرم فولادی، آهن اسفنجی خود را تولید می­کنند. در واقع این خیلی به صرفه است که شرکت­ های تولید ورق ­های فولادی و آلیاژ، سنگ آهن را بخرند و در کوره ­های القایی خود، آن را به آهن اسفنجی تبدیل کرده و سپس در بخش تولید فولاد، آلیاژ فولاد بسازند. اما در بسیاری از  شرکت ­های فولاد، این اتفاق رخ نمی­دهد.

در حال حاضر، بسیاری از شرکت­ های تولیدی آهن اسفنجی، این محصول را از طریق وب سایتهای اینترنتی به فروش می­رسانند. در این سایت­ها می­توان قیمت خرید آهن اسفنجی و فروش آن را به طور مستقیم استعلام کرد و سپس اقدام به معامله کرد.

تفاوت گندله و آهن اسفنجی

در کارخانجاتی که فولاد و آلیاژ آن تولید می­شود، سنگ آهن وارد کوره­ های القایی شده و احیا می­شود. در طی این اقدام، گندله فلزات آهن از کنستانتره مواد آهنی پدید می­آید. اما در طی مراحل ایجاد آهن اسفنجی، نمی­توان از این گندله ­ها استفاده کرد و آن­ها را تصفیه کرد. امکان استفاده مستقیم از آن­ها نیز وجود ندارد. گندله های سنگ آهن در طی اثر متقابل بدون نرم شدن، بازیابی می شوند و به محصول به دست آمده گندله آهن اسفنجی می گویند. این محصول همراه با قطعات و ضایعات آهنی در فرآیندهای فولادی در کوره های ذوب آهن مورد استفاده قرار می گیرد و در نهایت به شمش یا بیلت تبدیل می شود.

گندله ­ها، مواد اولیه برای تولید ورق و فولاد هستند. همچنین برای تولید آهن اسفنجی به روش احیای مستقیم و همچنین به عنوان تغذیه ی کوره بلند استفاده می شود. اما آهن اسفنجی یا DRI از طریق کوره ­های القایی و با فرآیند احیا، ایجاد می­گردد. در طی احیای سنگ آهن به منظور ایجاد آهن اسفنجی، اصلا مرحله ­ی ذوب وجود ندارد و طی آن، سنگ آهن ذوب نمی­شود.

گندله و آهن اسفنجی از دو نظر با هم متفاوت هستند:

1.     تفاوت در روش تولید

2.     تفاوت در کاربرد

برای ساخت گندله باید از سیمان و آب و آهک و شیر آهک استفاده کرد. در مراحل تولید گندله باید از خشک سازی، پیش گرم کردن، سوزاندن با دمای 1350 درجه و سپس سرد شدن استفاده کرد. گندله همان ماده اولیه تولید  ساخت آهن اسفنجی است. اما آهن اسفنجی برای تولید مستقیم فولاد، استفاده می­شود.

مزایای آهن اسفنجی

بسیاری از تولیدکنندگان آهن در این روزگار، ترجیح می­دهند تا فولاد و آلیاژهای فولادی را مستقیما از آهن اسفنجی تهیه کنند. آهن اسفنجی نسبت به قراضه آهن­ ها، مزایای بیشتری دارد. اما قراضه آهن در کوره احیایی در هنگام عملیات اکسایش و تولید ورق فولادی، نیتروژن بیشتری ایجاد می­کند و ورق فولادی را با درصد عیار پایین ­تری تولید می کند. در اینجا به ذکر برخی از مهم­ترین مزایای آهن اسفنجی می­پردازیم:

·   درصد خلوص آهن در آهن اسفنجی ۹۵ درصد می‌ رسد. از این رو به دلیل نداشتن ناخالصی‌ های زیاد استفاده از آن خیلی راحت‌ تر از قراضه آهن است.

·   آهن اسفنجی به دلیل مصرف کم انرژی و آب به هنگام ذوب کردن، بسیار مقرون به صرفه ‌تر از مواد اولیه دیگر است.

·   به هنگام ذوب شدن میزان کمی نیتروژن در محتوای خود دارد و به همین جهت محصولاتی که از آن تولید می ‌شوند کیفیت بهتری خواهند داشت.

·        آهن اسفنجی به راحتی نگهداری می‌ شود و جابجایی و حمل آن نیز آسان است.

·         استفاده از آهن اسفنجی در کوره ‌های ذوب، خطر انفجار به دلیل وجود ناخالصی را ندارد.

·         به هنگام تولید، اکسیژن کمی را برای تولید شدن، استفاده می­کند.

·        مهمترین مزایای استفاده از این نوع گندله متخلخل عدم خراب شدن دیواره کوره است.

·   کیفیت محصولات ریخته‌ گری  شده با آهن اسفنجی، به دلیل انسجام و عدم داشتن عناصر سمی بسیار زیاد است.

·   عملیات متالوژی و ذوب آن به دلیل عدم نیاز به فیلتراسیون به راحتی انجام می ‌پذیرد و به تبع آن عملکرد کوره‌ ها به خوبی انجام خواهد گرفت.

معایب آهن اسفنجی

آهن اسفنجی یا همان گندله متخلخل  علاوه بر اینکه مزایای فراوانی دارد، برخی از معایب را هم برای استفاده کردن دارد. در اینجا برخی از این معایب را ذکر می­کنیم:

·   آهن اسفنجی برای اینکه وارد چرخه تولید ورق و آلیاژ­های فولادی شود، باید مراحل زیادی را پشت سر بگذارد. اما قراضه ­های آهن این دردسر را ندارند.

·   چون مراحل تبدیل آهن اسفنجی به فولاد زیاد است، محصولات متنوع با ترکیبات متنوعی در حین تولید، ایجاد می­شود.

·   گندله ­های ایجاد شده در مراحل مختلف تولید فولاد، با درجه دمای مشابه ذوب نمی­شوند و این، کمی دردسر زاست.

بریکت آهن اسفنجی چیست؟

بریکت آهن اسفنجی چیست؟

بریکت آهن اسفنجی، به خرده­ های آهن، گرد و غبار زغال سنگ یا مواد ترکیبی نظیر آهن اسفنجی یا خاک آهن و پلیسه تشکیل شده است. بریکت آهن اسفنجی شبیه به قالب های فشرده شده آهن اسفنجی است

بریکت آهن اسفنجی به دلیل داشتن شکل و قالب خاص، و همچنین به خاطر کارایی و ذخیره سازی راحت­ تر، و حمل و نقل ساده، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. تا جایی که صنعت بریکت سازی در کشور و صنایع فولادی، در حال توسعه یافتن است.

و کلام آخر

آهن اسفنجی در بازار ایران، همیشه در حال تولید و استفاده در صنایع است. از روزی که آهن اسفنجی، به عنوان ماده اولیه تولید فولاد استفاده شده است، تولید فولاد کشور، کیفیت بالایی پیدا کرده است. برای استعلام و اطلاع از موارد دیگر مانند قیمت نبشی، قیمت ناودانی به لینک های مورد نظر مراجع فرمایید.