آهن اسفنجی چیست؟+ هر آنچه از آهن اسفنجی باید بدانید
آهن اسفنجی (Sponge iron) محصولی است که از احیای مستقیم سنگ آهن (Direct Reduced Iron) به‌دست می‌آید و گندله متخلخل نیز نامیده می‌شود. حتی اگر حضور پررنگی در صنایع مهم و اساسی کشور نداشته باشید، احتمالاً نام آهن‌اسفنجی که در اخبار و یا بر تابلوی معاملات بورس به وفور آمده‌است، به چشمتان آشناست! خصوصاً در چند مدت اخیر، بازار خرید و فروش این محصول بسیار داغ و پررونق شده و متخصصان و صنعتگران توجه بسیاری به آن دارند.
یکی از مهمترین دلایل استقبال بی‌نظیر صنعتگران از این محصول، عیار بالای آن نسبت‌به آهن خام است. این محصول یک جایگزین بسیار عالی برای قراضه آهن به‌شمار می‌رود و استفاده از آن نیز راحت‌تر از قراضه آهن است. همچنین آهن اسفنجی، صرفه اقتصادی زیادی دارد و به آسانی حمل‌ونقل می‌شود. پس از ذوب و احیای آهن اسفنجی در فولادسازی و طی فرآیند ریخته‌گری، آن را به سه شکل اسلب (تختال)، بیلت (شمش)، و میلگرد درمی‌آورند و در موقعیت‌های مناسب صنعتی به‌کار می‌گیرند.
مقاله پیشنهادی جهت مطالعه : میلگرد بستر چیست؟
میلگردبستر چیست؟
میلگردبستر یکی از ابزارهای حیاتی در صنعت ساخت و ساز، به ویژه در مقاوم‌سازی دیوارها است. این میلگردها از سیم‌های فولادی با ضخامت‌های ۴ میلی‌متری ساخته می‌شوند و به صورت آجدار تولید می‌گردند تا بتوانند بهتر با بتن یا ملات تماس برقرار کنند. قابلیت ضد زنگ این محصول باعث افزایش طول عمر و جلوگیری از فرسایش زودهنگام شده و در نتیجه کیفیت محصول نهایی را ارتقاء می‌بخشد.
تاریخچه استفاده از آهن‌اسفنجی در صنایع فولاد ایران
برای نخستین بار، در سال ۱۳۸۹، و در کوره‌های القایی صنایع فولاد ایران، آهن‌اسفنجی را مورد استفاده قرار دادند. در آن دوره و زمانه، اگرچه همه صنعتگران متوجه روند نزولی کیفیت قراضه آهن بودند و کم و بیش کمبود آن را احساس می‌کردند؛ اما کسی ایده استفاده از آهن اسفنجی را در ذهن نداشت.
در این زمان فروشندگان هندی و چینی که کوره‌های القایی خودرو به ایران فروخته بودند، با استفاده از آن مخالفت کردند و شاید دلیل این مخالفت، کاهش کارایی کوره‌هایشان بوده‌است. البته هندی‌ها آهن‌اسفنجی پایه زغالی که دارای درصد بسیار کمی کربن بود را مورد استفاده قرار می‌دادند و با روش استفاده از آهن‌اسفنجی پایه گازی آشنایی زیادی نداشتند.
در سال ۱۳۸۹ یکی از کارخانه‌های القایی در شهر یزد، برای اولین بار از آهن اسفنجی استفاده کرد و این اقدام او مخالفت‌های زیادی را از سوی دیگر کارخانجات این حوزه برانگیخت. البته بسیاری از این کارخانه‌ها با کمی تاخیر به استفاده از این محصول کارآمد روی آوردند.
مشکل اصلی این کارخانجات در مورد استفاده از این فرآورده، نداشتن اطلاعات کافی در مورد شارژ کردن آن بود. همچنین ایشان با این مشکل مواجه بودند که فسفر و گوگرد موجود در آهن اسفنجی، آنالیز ذوب را بر هم می‌زدند و کربن بالای آن موجب سختی کار می‌شد.
در پی این مشکل مدت زمان لازم برای ذوب، بیش‌از حد طول می‌کشید و همین موضوع باعث شد بسیاری از کارخانه‌ها تا چند مدت اخیر از این فرآورده استفاده نکنند. امروزه بسیاری از واحدهای کوچک و بزرگ صنعتی در سراسر کشور عزیزمان ایران، از این فرآورده پربازده استفاده می‌کنند و با توجه به مزایای بیشماری که دارد، این فرآورده را جایگزین قراضه و ضایعات آهن کرده‌اند.
آهن اسفنجی چیست؟
آهن احیا شده مستقیم (DRI) که به آن آهن اسفنجی نیز می گویند، از احیای مستقیم سنگ آهن (به شکل کلوخه، گلوله یا ریز) توسط گاز احیا کننده تولید شده از گاز طبیعی یا زغال سنگ تولید می شود. گاز کاهنده مخلوطی است که بیشتر آن هیدروژن (H2) و مونوکسید کربن (CO) است که به عنوان عوامل کاهنده عمل می کنند.
منبع : vajiramandravi
اهمیت استفاده از آهن اسفنجی
آهن‌اسفنجی از فرآیند احیای مستقیم سنگ آهن یا DRI، و بدون نیاز به ذوب کردن، به‌دست می‌آید و عیار بالایی (۸۴ تا ۹۵٪) دارد. به دلیل خروج گاز اکسیژن در طی این فرآیند، آهن‌اسفنجی ساختاری متخلخل به خود می‌گیرد. آهن اسفنجی شکل کروی و توپی شکلی دارد و دارای ساختاری حفره‌دار است و به همین دلیل به آن آهن اسفنجی می‌گویند.
به دلیل کمبود ضایعات و قراضه آهن، و با توجه به آسیب‌های زیست‌محیطی و قیمت بالای آن، امروزه صنعتگران استفاده از آهن‌اسفنجی را مناسب‌تر از قراضه آهن می‌دانند. در حال حاضر ۵٪ از فولاد مورد استفاده صنایع از آهن اسفنجی تولید می‌شود و با توجه به مزایای قابل توجه این فرآورده، این درصد به مرور زمان در حال افزایش است. آهن‌اسفنجی در طی فرآیند احیا و ریخته‌گری در صنعت تولید فولاد، و سپس در صنایع مهمی از جمله ساخت ماشین آلات، ابزارآلات، ساختمان سازی، و حتی در ساخت قطعات الکتریکی به‌کار گرفته می‌شود.
فرمول شیمیایی آهن‌اسفنجی چیست؟
آهن اسفنجی طی شرایط خاصی تولید می‌شود و فرمول شیمیایی منحصر به فردی دارد. فرآیند احیای اکسید به فلز، فرآیندی گام به گام است که در هر گام از آن، با حذف اکسیژن، فرآورده‌های مختلفی ایجاد می‌شوند. فرمول شیمیایی آهن اسفنجی عبارت است از:
C + O2 = CO2
CO2 + C = 2CO
Fe2O3 + CO = Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO = FeO + CO2
FeO + CO = Fe (Metallic) + CO2
بررسی چگالی آهن اسفنجی
جالب است بدانید چگالی آهن اسفنجی بیشتر از چگالی آهن قراضه است. چگالی این فرآورده در شکل کلوخه ۱.۸۰ gm/cc و در شکل نرمه ۱.۷۵ gm/cc است. همچنین عیار این محصول بسیار بالاست و بین ۸۴ تا ۹۵٪ محاسبه می‌شود.
به نقل از آهن آنلاین :
آهن اسفنجی یا DRI (آهن احیای مستقیم) ماده‌ای است که از احیای سنگ‌آهن (به شکل کلوخه، گلوله یا خاکروبه) به صورت مستقیم یعنی بدون ذوب کردن، به دست می‌آید. در طی فرآیند احیای مستقیم و به دلیل خروج گاز اکسیژن، سنگ‌آهن به قطعه‌هایی کروی شکل تبدیل می‌شود که مانند اسفنج در سطح خود دارای سوراخ‌های کوچکی است. همین ویژگی ظاهری علت نام‌گذاری خاص این محصول شده است.
قیمت آهن اسفنجی به چه عواملی وابسته است؟
ازآنجاکه صنایع مختلفی نیازمند استفاده از آهن اسفنجی هستند، لازم است عوامل موثر بر قیمت این محصول را بشناسید. درحقیقت قیمت آهن اسفنجی، با توجه به نوسانات نرخ ارز و قیمت منابع اولیه متغیر است و هیچگاه نمی‌توانید قیمت دقیق آن را محاسبه کنید. اما می‌توانید با شناخت عوامل موثر بر قیمت این محصول، تخمین بزنید که به‌طور حدودی، چه میزان بودجه‌ای نیاز دارید.
با توجه به میزان عرضه و تقاضا در بازار جهانی، قیمت منابع اولیه این محصول از جمله (سنگ آهن و زغال سنگ)، و همچنین با درنظرگرفتن هزینه‌های فرآیند تولید و حمل‌ونقل، می‌توان قیمت آهن اسفنجی را محاسبه کرد. در بعضی مناطق، هرچه توسعه اقتصادی و میزان تقاضای آهن اسفنجی برای صنایع ساختمان سازی و… افزایش می‌یابد، قیمت آن نیز بالاتر می‌رود.
چنانچه می‌خواهید از قیمت روز این محصول پرکاربرد با خبر شوید، باید با فروشندگان معتبر و منصف آن تماس حاصل فرمایید. البته پیش از آن، از کیفیت بالای محصولات فروشگاه اطمینان حاصل کنید.
مقاله پیشنهادی جهت مطالعه : همه چیز در رابطه با فلز آهن و خواص و ویژگی های آن
انواع روش‌های تولید آهن اسفنجی
آهن اسفنجی طی فرایند احیای مستقیم و از طریق گاز طبیعی (Gas Based) و یا با استفاده از زغال سنگ (Coal Based) تولید می‌شود. با اینکه روش گازی در تولید آن متداول‌تر است، اما استفاده از زغال سنگ قدمت بیشتری دارد.
هر کارخانه و هر کشور، با توجه به منابعی که در اختیار دارد، یکی از این دو روش را برمی‌گزیند و در کشورهایی که ذخایر گازی بیشتری در اختیار دارند، برای تولید آهن اسفنجی، بیشتر از گاز طبیعی استفاده می‌کنند. به‌عنوان مثال شرکت فولاد خوزستان و فولاد مبارکه اصفهان، به روش گازی به تولید آهن اسفنجی می‌پردازند.
با استفاده از منابع گاز طبیعی به سه روش MDR, HYL و Purofer می‌توان به تولید آهن اسفنجی پرداخت که دو روش میدرکس و HYL بازدهی بیشتری دارند و بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین تولید آهن اسفنجی با استفاده از زغال سنگ به دو روش کوره تونلی و SL/RN انجام می‌پذیرد که از میان آن‌ها SL/RN روش قدیمی‌تری است.
نگاه کلی به آهن‌اسفنجی و کاربردهای آن
در طول این نوشته از فروشگاه معتبر آهن یک، به‌طور جامع و کاربردی با مزایا، معایب و کاربردهای آهن‌اسفنجی آشنا شدیم و بزرگترین تولیدکنندگان این محصول پرکاربرد را مورد بررسی قرار دادیم. همچنین دانستیم که این محصول، متریالی به‌صرفه و کارآمد برای استفاده در صنعت فولاد است. چنانچه قصد خرید آهن اسفنجی را دارید، حتماً به سراغ فروشندگان معتبر و خوش سابقه بروید تا از کیفیت بالای آن، آسوده خاطر باشید.