آنچه با هم در این مقاله می خوانیم
آهن اسفنجی(Direct Reduced Iron) از احیای مستقیم سنگ آهن 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.
از کاربردهای آهن اسفنجی میتوان به استفاده از آن به‌جای ضایعات آهن در فرایند ذوب اشاره کرد. کاربردهای آهن اسفنجی در کوره‌های القائی بسیار بیشتر از دیگر روش‌های ذوب است؛ زیرا در این روش میتوان با داشتن تجربه و دانش کافی، نزدیک به ۵۰ درصد آهن اسفنجی را جایگزین آهن‌قراضه کرد. همچنین از دیگر کاربردهای آهن اسفنجی میتوان به ساخت آهن فرفورژه یا فولاد فراوری‌شده اشاره نمود.
استفاده از آهن اسفنجی در کوره ها و واحد های احیا نسبت به آهن قراضه مزایایی دارد که به شرح ذیل می‌باشد:
با افزایش دانش و بهبود روش‌های ذوب، امروزه مشکلات به کارگیری آهن اسفنجی به‌جای ضایعات آهن به حداقل رسیده و از این محصول در بسیاری از واحدهای کوچک و بزرگ فولادسازی استفاده می‌گردد.
ازجمله مزایای آهن اسفنجی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
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.
شناخته‌شده‌ترین روش‌های احیای مستقیم گازی روش‌های میدرکس و HYL هستند. شرکت ایریتک و نیز شرکت MMTE دارای لیسانس ساخت کارخانه‌های احیای مستقیم (از کوبه استیل ژاپن) با تکنولوژی میدرکس هستند (میدرکس تکنولوژی اصالتاً آمریکایی می‌باشد).
چگالی آهن اسفنجی نسبت به آهن‌قراضه بیشتر بوده و بنابراین میتوان مقدار کمتری آهن‌قراضه به کوره شارژ کرد. چگالی آهن اسفنجی در شکل کلوخه ۱.۸۰ gm/cc و در شکل نرمه ۱.۷۵ gm/cc بوده و میزان عیار آن بین ۸۴ تا ۹۵ درصد است.
قابلیت اکسیداسیون و زنگ‌زدگی از خطرات آهن اسفنجی است؛ بنابراین باید حفاظی برای آن در نظر گرفته شود و در صورت امکان در اسرع وقت به فولاد تبدیل شوند. همچنین از دیگر خطرات آهن اسفنجی میتوان به امکان اشتعال آن در حالت خمیری اشاره نمود.
برای جلوگیری از اکسیداسیون آهن اسفنجی میتوان توسط گاز خنثی، سیلیکات سدیم، آهک و سپس قرار دادن در فضای سرپوشیده و بریکت سازی از این محصول حفاظت نمود.
تفاوت آهن اسفنجی و گندله در این بخش موردبررسی قرار خواهد گرفت. بررسی مواد اولیه موردنیاز برای تولید هریک از این محصولات، تفاوت آهن اسفنجی با گندله را مشخص می‌کند.
گندله سنگ‌آهن از کنسانتره آهن که آهن آسیاب شده است، تولید می‌شود و می‌تواند در واحدهای ذوب و واحدهای احیا مستقیم به کار رود. آهن اسفنجی از احیای مستقیم گندله آهن به دست می‌آید؛ به‌طوری‌که هیچ فرایند ذوبی صورت نمی‌گیرد. این محصول در کوره‌های ذوب مجتمع‌های فولادسازی همراه با ضایعات آهن به کار می‌رود.
«بریکت» یکی از فراورده‌های حاصل از آهن اسفنجی است که در ادامه بیشتر به آن اشاره خواهیم کرد.
بریکت همان آهن اسفنجی یا DRI است که در زمان تولید به‌صورت تکه‌هایی بزرگ فشرده شکل‌گرفته که به ۳ دسته تقسیم می‌شود.
انواع بریکت:
o بریکت گرم آهن اسفنجی
o بریکت نرمه آهن اسفنجی
o بریکت سرد آهن اسفنجی
کاربردهای بریکت:
زمینه‌های کاربرد بریکت سازی عبارت‌اند از:
o آهن و فولاد
o مواد معدنی
