1403 / 10 / 19
آهن اسفنجی چیست و چگونه تولید می شود؟
آهن اسفنجی یکی از فلزات صنعتی به شمار میرود که در اثر احیای مستقیم سنگآهن به وجود میآید. در این پروسه، اکسیژن موجود در فلز بدون نیاز به ذوب کردن سنگ، از آن حذف میشود. سنگآهنهایی که عیار 67 درصدی دارند، همان آهن اسفنجی هستند. از نظر ظاهری، این فلزات به صورت، گوی های متخلخل کروی شکل هستند. عیار بالای این فلز سبب شده است تا از آن به عنوان منبع بسیار مناسبی برای تولید قطعه های مختلف فولادی و آهنی استفاده نمایند.
از مزایای استفاده از آهن متخلخل میتوان به کاهش میزان ضایعات و آلودگیهای محیط زیستی اشاره نمود. هم اکنون 5 درصد از محصولات فولادی جهان از طریق آهن های اسفنجی ساخته می شوند. کشور هند در جایگاه اول تولید آهن های متخلخل قرار دارد و پس از آن کشورهایی مانند ونزوئلا، ایران و مکزیک قرار دارند. با ما همراه باشید تا جزئیات بیشتری در خصوص این فلز در اختیار شما قرار دهیم.
برای مشاهده قیمت تیرآهن هاش و انواع محصولات فولادی می توانید با کارشناسان فولادفیدار تماس بگیرید.
آهن اسفنجی چیست؟
آهن اسفنجی که به آن آهن احیای مستقیم نیز گفته میشود، با استفاده از عنصر کربن که از طریق گازهای طبیعی یا زغالسنگ حاصل میگردد و با فرایند اکسایش - کاهش تولید میگردد. پس از انجام فرایند احیا، فلز به دست آمده که دمایی برابر با 600 درجه سانتیگراد دارد، برای شارژ مستقیم کوره از طریق سیستمهای انتقال مواد، منتقل میگردد.
بعد از اتمام پروسه احیا، از آهنهای اسفنجی در صنعت ریختهگری و فولادسازی استفاده میکنند و محصولاتی مانند شمش، میلگرد و تختال را تولید مینمایند. کشور ما نیز از سال 1389، خط تولید آهن اسفنجی با استفاده از کورههای القایی را راهاندازی نموده است. این فرایند برای اولینبار توسط یکی از کارخانههای یزد انجام گرفت و پس از آن، سایر تولیدکنندگان کشور نیز آن را به خط تولید خود افزودند.
آهن اسفنجی چه کاربردی دارد؟
یکی از مهمترین کاربردهای این فلزات، استفاده از آنها بهجای ضایعات آهن است. این موضوع سبب جبران کمبود ضایعات آهن در کشور میگردد. از طرفی، آهنهای اسفنجی، مزایای بسیار بیشتری نسبت به ضایعات آهن دارند. استفاده از آهنهای متخلخل در کورههای القایی سبب میشود که تا سقف 50 درصد کمبود ضایعات آهن این کوره ها جبران گردد. البته استفاده از آهن اسفنجی در کوره القایی به دانش فنی و تجربه بسیار بالایی نیاز دارد. این فلز توانسته است، انقلاب بزرگی در صنعت فولاد و ریخته گری ایجاد نماید.
از این فلز تقریباً میتوان در همه روشهای تولید فولاد استفاده کرد. در صنایع چدن و فولادسازی حجم بالایی از آهن اسفنجی را به دلیل خلوص بالا، برای تولید ابزارهای مختلف به کار میبرند. ابزارهای ساخته شده از آهن اسفنجی کیفیت و استحکام بسیار خوبی دارند. همچنین آهن اسفنجی را میتوان در صنعت تولید اسلحه نیز به کار گرفت، در حالی که چنین کاربردی برای ضایعات آهنی وجود ندارد. ترکیبات شیمیایی و خواص موجود در آهنهای اسفنجی، مقاومت بیشتری به سلاحهای تولید شده میدهد.
استفاده از آهن متخلخل چه مزایایی دارد؟
قراضههای آهن و همچنین آهن اسفنجی مواد اولیهای هستند که بهمنظور تولید محصولات فولادی و آهنی مختلف استفاده میشوند. با این وجود، آهن اسفنجی مزایای بسیار بیشتری در مقایسه با قراضه آهن دارد. برخی از مهمترین مزایای آهن متخلخل عبارت است از:
• درصد خلوص آهن اسفنجی در حدود 95 درصد است که نسبت به قراضه آهن خلوص بیشتری دارد و استفاده از آن نیز بسیار آسان تر است.
• آهن متخلخل هنگام ذوب کردن، آب و انرژی بسیار کمتری مصرف میکند و در مقایسه با سایر مواد اولیه از نظر اقتصادی بهصرفهتر است.
• وجود مقدار ناچیزی نیتروژن در آهن اسفنجی سبب میشود که محصولات تولید شده از آن، بهمراتب کیفیت بالاتری داشته باشند.
• شرایط استفاده و نگهداری از آهن متخلخل نکته خاصی ندارد و همچنین حملونقل آن نیز بهسهولت انجام میگیرد.
• استفاده از آهن اسفنجی در کورههای ذوب، مانند دیگر مواد استفاده شده در صنعت، خطر انفجار و آتشسوزی ندارد.
• آهن اسفنجی هنگام ذوبشدن نسبت به ضایعات آهن اکسیژن بسیار کمتری مصرف میکند.
• استفاده از آهنهای اسفنجی در صنعت هنگام اجرای فرایند ذوب به دیوارههای کوره آسیب نمیزند و آنها را خراب نمیکند.
• عدم وجود مواد سمی در آهنهای اسفنجی و همچنین استحکام بالای آنها سبب شده است تا محصولات ریختهگری تولید شده با آن کیفیت بالایی داشته باشند.
• به دلیل عدم نیاز به انجام فرایند فیلتراسیون، پروسه ذوبآهن متخلخل راحتتر از سایر مواد انجام میگیرد و بهرهوری کورهها را افزایش میدهد.
استفاده از آهن اسفنجی چه معایبی دارد؟
در بخش قبلی مزایای پرشمار آهن اسفنجی را بررسی کردیم و گفتیم که این فلزات کاربرد گستردهای در تولید محصولات صنعتی دارند؛ اما این فلزها معایبی نیز دارند. اولین معایب استفاده از آهن متخلخل این است که بهکاربردن آنها به عنوان مواد اولیه، نیاز به انجام مراحل زیادی دارد. این در حالی است که قراضههای آهن پس از جمعآوری، سریعاً درون کورهها ذوب میشوند.
یکی دیگر از معایب آهن اسفنجی، تنوع بالای پروسه تولید آن به شمار میرود. هر کدام از مراحل تولید این فلز، محصولاتی با ترکیبهای شیمیایی متفاوت ایجاد میکنند. به طور کلی، در هر یک از پروسههای تولید آهن اسفنجی، محصولی حاصل میشود که ترکیبات شیمیایی مختلفی دارد. به همین خاطر نیز آهنهای متخلخل با دمای یکسانی ذوب نمیشوند.
آهن اسفنجی و بریکت چه تفاوتی دارند؟
برخی افراد آهن اسفنجی را با بریکت اشتباه میگیرند. بریکت یکی از محصولاتی است که در اثر فشردهسازی آهن اسفنجی به وجود میآید. بریکتها انواع گوناگونی دارند و به صورت بریکت گرم، بریکت نرمه و بریکت سرد عرضه میشوند. فرایند تولید آهن اسفنجی نسبت به بریکت متفاوت است. برای تولید آهنهای متخلخل از روشهای زغال حرارتی، گاز طبیعی و میدرکس استفاده میکنند.
تولید آهن اسفنجی با روش میدرکس چگونه است؟
یکی از پرکاربردترین فرایندهایی که از آن برای تولید آهن متخلخل استفاده میکنند، روش گازی است. طی این پروسه، سنگآهن را بدون هیچ واسطهای بهوسیله گازهای شکسته شده احیا مینمایند. این روش که به نام احیاکننده گاز طبیعی یا میدرکس نیز شناخته میشود، گاز متان را درون کورههای استوانهای میدمند. سپس در مرحله بعد، سنگهای آهن از بالای کوره بهطرف پایین و درون کوره پرتاب میشوند. در طول اجرای این فرایند، گاز احیاکننده به طور مرتب به درون کوره فرستاده میشود.
گاز استفاده شده در پروسه میدرکس، از ترکیب متان با سایر گازهای طبیعی حاصل میشود. این گازها پیش از مرحله احیا برای آماده نمودن کوره به واحد شکست ارسال میگردند. گازهای طبیعی بعد از ورود به بخش شکست، به دلیل حرارت بالای ایجاد شده و همچنین کاتالیزورهای منحصربهفرد شکسته میشوند و از هم تفکیک میگردند. مونوکسید کربن و هیدروژن پس از آزادشدن به درون کوره احیا که سنگهای آهن در آن وجود دارند، وارد میشوند. پس از ترکیبشدن این مواد با اکسیژن موجود در مواد مذاب، سنگهای آهن مجدداً احیا میگردند.
گازهای احیاکننده پس از اجرای جریان طبیعی سیال داغ، به جهت بالا میروند. طی این روند، درصد اکسیژن سنگهایی که به درون کوره سقوط میکنند، کاهش مییابد و آهن اسفنجی به دست میآید. این آهنهای اسفنجی به شکلهای سرد یا DRI و گرم یا HBI حاصل میشوند.
جمعبندی
در این مقاله در خصوص آهن اسفنجی و مزایای زیادی که در صنعت دارد، صحبت کردیم. آهنهای متخلخل یا گندله در صنعت ریختهگری کاربرد زیادی دارند. محصولات تولید شده با آهن متخلخل دارای کیفیت و دوام بالایی هستند. بهکارگرفتن این فلز در صنعت علاوه بر صرفه اقتصادی به حفظ محیطزیست و کاهش آلودگیها نیز کمک میکند. نقطه ذوبآهن اسفنجی برای تولید محصولات مختلف، یکسان نیست، ازاینرو ابزارهای تولید شده از لحاظ خواص شیمیایی با یکدیگر متفاوت هستند. برای خرید انواع مقاطع آهنی و فولادی باکیفیت، میتوانید از طریق فولاد فیدار اقدام نمایید. برای اطلاع از قیمت ورق گالوانیزه ، تیرآهن و میلگرد میتوانید از سایت این مجموعه بازدید کنید.
