آهن اسفنجی و همه چیز درباره آن!!
به طور کلی، تولید صنعتی آهن به طور مستقیم از سنگ معدن(احیای مستقیم آهن و تولید آهن اسفنجی) در دهه 1970 ظاهر شد. اولین تاسیسات برای احیای مستقیم آهن ناکارآمد بود و محصول نهایی دارای مقدار نسبتا زیادی ناخالصی بود. استفاده گسترده از این فرآیند در دهه 1980 آغاز شد. زمانی که گاز طبیعی به طور گسترده در مجتمع معدنی و متالورژی مورد استفاده قرار گرفت، که به طور ایده‌آل برای احیای مستقیم سنگ آهن مناسب بود. لازم به ذکر است که تغییرات تکنولوژیکی که در دهه 1990 رخ داد به طور قابل توجهی سرمایه و میزان انرژی فرآیندهای مختلف کاهش مستقیم آهن را کاهش داد و در نتیجه جهشی جدید در تولید محصولات DRI ایجاد کرد که تا به امروز ادامه دارد.
آنچه در ادامه خواهید خواند
ماهیت آهن اسفنجی
آهن اسفنجی ( به انگلیسی Direct Reduced Iron ) محصولی است که در نتیجه احیای سنگ آهن، بدون ذوب آن در دمای کمتر از 1200-1000 درجه سانتیگراد به دست می‌آید. از آنجایی که تغییرات حجمی در این ماده در حین احیا نسبتا کم است، چگالی آهن اسفنجی کمتر از چگالی ماده خام و دارای تخلخل زیاد است. معمولا چگالی ظاهری آهن اسفنجی، توده‌ای 2-4 گرم بر سانتی متر مکعب و دارای تخلخل 50-80٪ است. شایان ذکر است که سطح بسیار توسعه یافته و تخلخل بالای آهن اسفنجی موجب افزایش اکسید شدن آن در طول ذخیره سازی و حمل و نقل تحت شرایط نامساعد جوی می‌شود.
واکنش احیا در فرایند تولید Direct Reduced Iron
واکنش احیا به طور موثر فقط بر روی سطح ذرات سنگ معدن جامد رخ می‌دهد. بنابراین مصالحه خاصی بین ماده خام (شکل گرد و غبار یا متخلخل) و محصول نهایی (گلوله های متخلخل، بریکت ها، “نگت ها” و غیره ) مورد نیاز است. در نظر داشته باشید که تمام روش های موثر برای احیای مستقیم آهن با کیفیت بالا در واقع از یک فرآیند واحد استفاده می‌کنند: سنگ آهنی غنی (سنگ آهن یا گندله آهن با محتوای آهن حداقل 70٪) که در دماهای بالا به محصولی با مقدار آهن 85-90٪ یا بیشتر، تبدیل می‌شود. در واقع ترکیب و فرمول شیمیایی آهن اسفنجی عمدتا متشکل از مقدار زیادی آهن و مقداری کربن می‌باشد.
چه چیزی در تولید آهن اسفنجی نقش دارد؟
به طور کلی، تولید آهن اسفنجی، روشی برای پالایش سنگ آهن از طریق واکنش آن با مخلوط‌های گازی برای حذف اکسیژن از طریق فرآیند احیا است. لازم به ذکر است که سنگ آهن، یک ترکیب شیمیایی از آهن و اکسیژن به نام اکسید آهن است که شبیه زنگ است. در دمای بالای 1800 درجه فارنهایت، اکسیژن مولکولی را می‌توان با عبور مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربن از سنگ معدن (که سنگ معدن را به آهن تصفیه شده تبدیل می‌کند) از آهن خارج کرد.
در نظر داشته باشید که در فرایند Direct Reduced Iron، استفاده از دماهای بالا برای آزاد کردن اکسیژن از آهن و اجازه دادن به آن برای واکنش با هیدروژن و مونوکسید کربن برای تشکیل آب و دی اکسید کربن مورد نیاز است. تولید این محصول می‌تواند در انواع مختلفی از راکتورها انجام شود. در واقع، شکل‌ها و طرح‌های راکتورها بسیار متنوع است که از آن جمله می‌توان به کوره لوله‌ای دوار یا کوره شفت اشاره کرد. اما روش معمول تولید این محصول، استفاده از کوره دوار افقی است. این تجهیزات یک درام افقی گرم شده با زاویه کمی از سطح است که به سنگ آهن اجازه می‌دهد تا با چرخش درام، به آرامی از یک سر به سر دیگر حرکت کند. در این کوره، درام گرم می‌شود و گازها از مرکز درام عبور می‌کنند تا سطح اکسیژن کاهش یابد.
همچنین در نظر داشته باشید که در تولید آهن اسفنجی می‌توان از اندازه‌های مختلفی از سنگ آهن ( از کلوخه تا گندله‌های آهن) استفاده کرد. شایان ذکر است که در تولید این محصول، کنترل دمای کوره نیز بسیار مهم است. چرا که در تولید این محصول، نیازی به این نیست که آهن تا نقطه ذوب خود گرم شود، بلکه فقط باید تا سطح مورد نیاز برای آزاد کردن اکسیژن گرم شود. آهن خروجی از فرآیند تولید آهن متخلخل تنها حاوی چند درصد ناخالصی از جمله مقدار کمی از فلزات دیگر موجود در سنگ آهن است.
مزایای آهن اسفنجی
لازم به توضیح است که خلوص بالا و هزینه های عملیاتی نسبتا کم، آهن اسفنجی را به یک ماده اولیه مهم برای تولید فولاد در کوره‌های بلند تبدیل ساخته است. در این کوره‌ها، راندمان کوره از طریق استفاده از سنگ معدن‌هایی دارای محتوی کم اکسیژن بهبود می‌یابد. و همین امر آهن اسفنجی را به ماده خام کارآمدتری نسبت به سنگ خام ، جهت استفاده در این کوره‌ها تبدیل کرده است.
همچنین استفاده از آهن اسفنجی در ذوب فولاد (عمدتا در کوره های قوس الکتریکی) تولید با کیفیت ترین و مقرون به صرفه‌ترین فلز (با میزان انرژی نسبتا کم و سازگار با محیط زیست) را ممکن می‌سازد. و از این نظر برای تحقق نیاز صنایع مختلفی همچون مهندسی مکانیک (هواپیما، کشتی سازی، و غیره) بسیار کارساز می‌باشد.
فرایند خالص سازی آهن اسفنجی
شایان ذکر است که آهن اسفنجی را می‌توان پس از واکنش احیا، با عبور دادن آهن سرد شده از جداکننده های مغناطیسی و با استفاده از آهنربا، خالص سازی کرد. به این صورت که هنگامی که سنگ معدن از راکتور خارج شد، آهنرباها می‌توانند آهن اسفنجی را از هر گونه ناخالصی دور کنند. این مرحله به ویژه زمانی مهم می‌باشد که از زغال سنگ به عنوان عامل کاهنده استفاده می‌شود. زیرا کربن واکنش داده شده ممکن است حاوی کربن غیرفلزی و سایر ناخالصی ها باشد. در نظر داشته باشید که حذف این ناخالصی‌ها موجب بهبود بیشتر کارایی کوره بلند شده و در مراحل بعدی نیاز به پردازش کمتری دارد.
بهترین مرکز خرید آهن اسفنجی
در نهایت لازم به یادآوری است که در صورت نیاز به خرید آهن اسفنجی، می‌توانید با مشاورین فروش آهن معدن تماس حاصل فرمایید. در نظر داشته باشید که رسالت اصلی آهن معدن، جلب تعهد و وفاداری مشتریان به این مجموعه بوده! و متخصصین آن همواره در راستای تحقق این رسالت گام برمی‌دارند. این مجموعه همواره به مشتریان خود اطمینان می‌دهد که تنها با یکبار خرید از محصولات این مرکز، به یکی از مشتریان ثابت آهن معدن تبدیل خواهند شد! بنابراین به خرید از این مجموعه اعتماد کرده و با اطمینان خاطری تمام، فرایند خرید آهن اسفنجی خود را پیگیری نمایید.
سلام وقت بخیر
یه سوال داشتم درباره همین آهن اسفنجی
میخواستم بدونم تفاوت این بریکت با آهن اسفنجی در چه چیزی هست؟ چون تا جایی که من عکس هاشون رو دیدم کاملا شبیه به هم دیگه هستند!! خیلی ممنون
سلام رسول عزیز روزت بخیر
اگر دقت بیشتری میکردید متوجه تفاوتهاسون می‌شدید. البته تفاوت های ظاهری که باید دقت کنید تا بفهمید
آهن اسفنجی همونطور که از اسمش پیداست شکلی اسفنج طور داره ولی بریکت کمی متراکم تره و اگر به صورت کلی بخوام بهت بگم آهن اسفنجی از سنگ آهن تولید می‌شه یا به عبارت دیگر از احیای سنگ آهن تولید می‌شه اما بریکت از خود آهن اسفنجی تولید می‌شه حال هر کدوم مصارف خودشون رو دارن که در همین مقاله مصارف و مزایا آهن اسفنی قرار داده شده