آهن اسفنجی
شاید نام آهن اسفنجی عجیب به نظر برسد و برخی نیز این نام را در اخبار شنیده و یا بر روی تابلوی معاملات بورس کالا دیده باشند. محصولی که در طی چند سال اخیر، معامله آن، رونق بسیاری یافته و یک گزینه بسیار جذاب برای خریداران حوزه آهن و محصولات فلزی به شمار می‌رود. Sponge Iron چیست؟ این نوع آهن یا همان گندله متخلخل، از احیای مستقیم سنگ آهن بدست می‌آید. در این روش تولید، اکسیژن از سنگ‌های آهن خارج شده و محصول نهایی به شکل توپ‌های کروی و متخلخل خواهد بود.
وجود همین حفره‌ها و تخلخل در این آهن، ظاهر آن را شبیه به اسفنج کرده و موجب شده تا چنین اسمی بر روی آن گذاشته شود. همچنین عیار بالای گندله‌های متخلخل موجب شده تا جایگزین بسیار مناسبی برای آهن قراضه باشد و بسیار مورد توجه متخصصین قرار گیرد. در ادامه این مقاله به بیان ویژگی‌ها، روش تولید، کاربرد، روش محافظت و دیگر موارد مربوط به این محصول پرداخته و اطلاعات کاملی در این رابطه در اختیار علاقمندان قرار می‌گیرد.
آهن اسفنجی چیست؟
گندله متخلخل یا آهن اسفنجی، با یک ساختار متخلخل و عیار بالای آهن، حاصل فرآیند احیای سنگ آهن در کوره‌های مخصوص احیای مستقیم (DRF) است. این نوع سنگ‌های آهن اغلب در قالب گندله، کلوخه و یا دیگر ذرات ریزتر به کوره اضافه می‌شوند تا با استفاده از گازهای احیاکننده که مانند گاز طبیعی منتشر می‌شوند، به آهن‌های اسفنجی تبدیل گردند.
در واقع سنگ‌های آهن خارج شده از زمین، سنگ اکسید آهن هستند که از طریق فرآیند احیای طبیعی، اکسیژن آن‌ها خارج می‌شود. در این فرآیند، سنگ‌های اکسید آهن با کربن گرم شده و سطحی با تخلخل ایجاد خواهد شد که مشابه اسفنج است و به همین علت به آن اسفنجی نیز می‌گویند. در حال حاضر، حدود 5 درصد از تولیدات فولاد جهان با استفاده از گندله متخلخل تولید شده که این مقدار روزانه در حال افزایش است.
تاریخچه گندله متخلخل یا اسفنجی
استفاده از آهن اسفنجی در کوره‌های القایی در کشور ایران به سال 1389 برمی‌گردد. در آن سال‌ها به دلیل وجود آهن قراضه، کمبود آهن در کشور احساس نمی‌شد. کشور هند و چین اما در همان دوران به دلیل افت راندمان کوره‌هایشان، دیگر استفاده از کوره‌های القایی که به ایران نیز فروخته بودند را از دور خارج کرده و به کارگیری این کوره‌ها را به صرفه نمی‌دانستند. همین امر موجب شد تا در سال 1389 یکی از کارخانه‌های یزد که از کوره‌های القایی استفاده می‌کرد، به مصرف گندله اسفنجی روی آورد.
البته در ابتدای شروع این کار، بسیاری دیگر از کارخانه‌ا مختلف استفاده از این نوع ماده اولیه بودند و بازخوردهای منفی از خود نشان دادند. اما بعد از گذشت مدتی، کارخانه‌های بسیاری، این محصول را به عنوان ماده اولیه اصلی وارد خط تولید خود نمودند. در واقع دلیل مخالفت کارخانه‌ها نیز عدم آشنایی با آهن‌های اسفنجی و روش تهیه آن بود. همچنین دلیل دیگر نیز وجود فسفر و گوگرد در آن‌ها در مقایسه با آهن قراضه بود که همین امر، آنالیز ذوب را به هم زده و کربن بالا هم می‌توانست زمان ذوب را بسیار طولانی‌تر کند.
مزایای استفاده از آهن اسفنجی
همانطور که گفته شد، در حدود 5 درصد از ماده اولیه موجود در بازار آهن جهان، در اختیار آهن اسفنجی است. این آمار نشان‌دهنده اهمیت بالای این محصول در صنایع مختلف خواهد بود. اما مزایای این محصول چیست؟ در ادامه به خلاصه‌ای از مهم‌ترین مزایای گندله متخلخل یا اسفنجی اشاره می‌شود؛
- این نوع آهن یکی از بهترین جایگزین‌ها برای ضایعات و آهن قراضه است.
- هزینه استفاده از واحدهای احیای مستقیم و کوره‌های القایی به نسبت کوره‌های بلند بسیار کمتر است.
- استفاده از کوره بلند به نسبت روش احیای مستقیم، زیست‌تخریب‌پذیری بیشتری دارد.
- عیار و خلوص آهن‌های اسفنجی به نسبت سایر محصولات آهنی بسیار بیشتر خواهد بود.
- انتقال گندله‌های متخلخل به صورت آهن گرم کلوخه‌شده (HBI) انجام شده که این نوع انتقال بسیار آسان و بدون دردسر است.
- برای تولید این نوع آهن به روش احیای مستقیم می‌توان از گاز طبیعی، بدون جدا کردن ناخالصی‌ها استفاده نمود.
- آهن‌ها اسفنجی صرفه اقتصادی بسیاری داشته و استفاده از آن‌ها در خط تولید صنایع کوچک، بازدهی را نیز افزایش داده و توجیه‌پذیری اقتصادی دارد.
انواع کاربرد گندله اسفنجی و متخلخل
با توجه به کمبود قراضه آهن در سال‌های اخیر برای تولید شمش و دیگر محصولات فولادی، یافتن یک جایگزین مناسب، اهمیت بسیاری خواهد داشت. آهن اسفنجی یکی از بهترین موادی است که برای تولید این محصولات، جایگزین آهن ضایعاتی در کوره‌های القایی شده است. در حال حاضر، 50 درصد از ظرفیت کوره‌های القایی با آهن متخلخل پر شده و مابقی از آهن قراضه تأمین می‌شود. علاوه بر این مورد، آهن‌های اسفنجی در ریخته‌گری به شکل بلیت، اسلب و میلگرد کاربرد داشته و موجب یک تحول عظیم در این صنعت شده است.
به انواع فشرده این نوع آهن‌ها، بریکت (Briquette) گفته شده که حمل و نقل آن‌ها بسیار راحت‌تر و ذخیره‌سازی آسان‌تری نیز دارند. علاوه بر این، این نوع آهن‌های اسفنجی فشرده، در برابر انواع سایش و زنگ‌زدگی، مقاومت بیشتری داشته و احتمال ایجاد تخلخل و جدایی از سطح، در آن‌ها کمتر است. با توجه به نوع مواد و دمایی که در آن بریکت تولید می‌شود، این محصول به سه نوع بریکت گرم، بریکت سرد و بریکت نرمه وجود دارد. بریکت‌های گرم در دمای بالاتر از 650 درجه سانتی‌گراد تولید شده و پرکاربردترین نوع بریکت هستند.
بریکت‌های سرد و نرمه اما در دمای محیط تولید می‌شوند ولی استفاده‌های متفاوتی دارند. به طور کلی می‌توان گفت انواع بریکت‌ها در صنایع مختلفی نظیر آهن و فولاد، مواد معدنی، مواد شیمیایی، صنایع تولیدکننده کودهای شیمیایی و شوینده‌های بهداشتی، کاربرد دارند.
سوالات متداول
این نوع آهن در حالت خمیری، قابلیت اشتعال بسیاری داشته و قابلیت اکسیداسیون و زنگ‌زدگی آن بسیار زیاد است.
این محصولات، در اندازه‌های 4 تا 20 میلی‌متری تولید شده و دارای چگالی 4/3 تا 6/3 تن بر متر مکعب هستند. همچنین چگالی توده آن‌ها بین 6/1 تا 9/1 تن بر متر مکعب خواهد بود.
در فرآیند تولید این آهن‌ها از گازطبیعی و یا زغال سنگ استفاده می‌شود. در زمان استفاده از گاز طبیعی، روش میدرکس، روش پروفر و روش HYL کاربرد داشته و در زمان استفاده از زغال سنگ، از روش‌های SL/RN (اس – ال – آر – ان)، DRC (دی – آر – سی) و Jindal (جیندال) استفاده خواهد شد.
کشور هندوستان در حال حاضر بزرگترین تولیدکننده انواع آهن‌های اسفنجی در سراسر جهان است.
کلام آخر
آهن‌های اسفنجی یکی از انواع مواد اولیه استفاده در صنایع مختلف بوده که در فرآیندهایی از کنستانتره یا نرمه سنگ آهن بدست می‌آید. با توجه به حجم بالای تولید این محصول و همچنین کم بودن قیمت آهن اسفنجی در ایران، این محصول به یکی از مناسب‌ترین محصولات برای صادرات بدل شده که سود بسیار خوبی نیز به دنبال دارد. با همه این‌ها قیمت این محصول نیز از وضعیت اقتصادی جهانی و داخلی تبعیت می‌کند. برای کسب اطلاعات بیشتر، کاربران می‌توانند فرم تماس را در سایت kaladasht.com پر کرده تا کارشناسان مجموعه با برقراری ارتباط با آن‌ها به سوالاتشان پاسخ دهند.
