• 021-26295642/4

آهن اسفنجی

آهن اسفنجی یا DRI (Direct Reduced iron) از احیای مستقیم سنگ‌آهن تولید می‌شوددر این روش اکسیژن از سنگ‌آهن خارج ‌شده و محصول نهایی به‌صورت توپ‌های کروی متخلخل خواهد بودوجود همین حفره‌ها سبب شده که این محصول آهن اسفنجی نام گیرد.

 

کاربردهای آهن اسفنجی

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.

در ایران از سال ۱۳۸۹ در یکی از کارخانه‌های یزد استفاده از آهن اسفنجی در کوره‌های القایی آغاز شد. البته در آن زمان به دلیل اینکه مقدار آهن‌قراضه هرچند با کیفیت پایین، بسیار زیاد بود؛ نیاز به کاربرد آهن اسفنجی چندان ضروری به نظر نمی‌رسید. از طرفی تجربه‌های اولیه کاربردهای آهن اسفنجی هم زیاد مطلوب نبود؛ زیرا به دلیل عدم شناخت روش‌های مناسب، زمان ذوب طولانی می‌شد و سرباره وحشتناکی نیز حاصل می‌گردید.

 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.

مزایای آهن اسفنجی

  • جایگزین مناسب برای قراضه در واحدهای فولادسازی

  • کیفیت فلزکاری بالا

  • گوگرد و فسفر کمتر

  • عناصر زائد کمتر نسبت به قراضه آهن

  • امکان استفاده به‌عنوان عامل خنک‌کننده جایگزین قراضه آهنی در واحدها و کوره‌های اکسیژنی

  • عیار بالاتر نسبت به آهن خام

  • سهولت حمل و ذخیره آهن اسفنجی به‌صورت کلوخه شده  (HBI)

بریکت چیست؟

بریکت همان آهن اسفنجی یا DRI است که در زمان تولید به‌صورت تکه‌هایی بزرگ فشرده شکل‌گرفته که به ۳ دسته تقسیم می‌شود.

 انواع بریکت:

  • بریکت گرم آهن اسفنجی

  • بریکت نرمه آهن اسفنجی

  • بریکت سرد آهن اسفنجی

 

چگالی آهن اسفنجی

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.

خطرات آهن اسفنجی

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.

فرمول شیمیایی آهن اسفنجی

فرمول شیمیایی آهن اسفنجی خاص است و طبق شرایط ویژه‌ای تولید می‌گردد. احیای اکسید به فلز در چند مرحله رخ می‌دهد و در هر مرحله با حذف اکسیژن، اکسیدهای مختلف تولید می‌شوند. فرمول شیمیایی آهن اسفنجی به‌صورت فرایندهای زیر اتفاق می‌افتد:

C + O2 = CO2

CO2 + C = 2CO

Fe2O3 + CO = Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO = FeO + CO2

FeO + CO = Fe (Metallic) + CO2

لازم به ذکر است میزان کاهش اکسیژن در هر مرحله برابر است با:

  • ۱۱%

  • ۲۲%

  • ۶۷%

 

روش تولید آهن اسفنجی

روش تولید آهن اسفنجی استفاده از زغال‌ غیر کک‌ شو از طریق فرآیند احیای سنگ‌آهن در کوره دوار استروش تولید آهن اسفنجی در یک درجه حرارت مشخص و فشار اتمسفری کنترلی انجام می‌شودشرکت میدرکس آمریکا اولین شرکتی بود که آهن اسفنجی تولید کرد و اولین روش تولید آهن اسفنجی هم به نام این شرکت نام‌گذاری شده است.

انواع روش تولید آهن اسفنجی در لیست زیر آمده است:

روش MIDREX | روش HYL | روش SL/RN | روش Jindal | روش DRC | روش Purofer

درجه متالیزاسیون آهن اسفنجی

بخشی از آهن در آهن اسفنجی به‌صورت آزاد و بخشی به‌صورت اکسید آهن وجود دارد. درجه متالیزاسیون آهن اسفنجی یا درجه آهنی شدن آن، درواقع میزان آهن آزاد در آهن اسفنجی است.

به‌طور مثال اگر درجه متالیزاسیون آهن اسفنجی ۹۱ درصد باشد و کل آهن موجود در آهن اسفنجی نیز ۹۱ درصد باشد، ضرب این دو عدد میزان آهنی است که در آهن اسفنجی به‌صورت خالص وجود دارد را نشان می‌دهد.

 آهن اسفنجی ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد که توانسته جایگزین مناسبی برای آهن‌قراضه در صنعت فولاد باشد. این ماده به علت نداشتن اکسیژن و وجود شکلی متخلخل به آهن اسفنجی معروف شده است. در حال حاضر در حدود ۵% از فولاد جهان از آهن اسفنجی (DRI) تولید شده و این روند رو به افزایش است. در ایران نیز تولید فولاد از طریق احیای مستقیم و کوره‌های الکتریکی در راستای سیاست‌های شرکت ملی فولاد و وزارت صنایع بوده و به همین دلیل آهن اسفنجی می‌تواند نقش مؤثری در صنعت فولاد و اقتصاد کشور داشته باشد.

دسته:

ترکیب شیمیایی

شما شاید این را هم دوست داشته باشید