آهن اسفنجی: ماهیت، کارکرد و شیوه تولید

به طور کلی ساخت این ماده، 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 روند  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 دی‌اکسید 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 این ماده 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. چراکه 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.