آهن اسفنجی چیست و کاربردهای آن در صنعت ریختگی

آهن اسفنجی نوعی آهن است که به طور مستقیم از سنگ آهن به دست می آید. پس از استخراج سنگ آهن، بدون نیاز به ذوب آن، اکسیژن موجود در سنگ آهن حذف شده و مجددا احیا می شود. آهن اسفنجی از گندله ها تولید می شود. گندله ها گلوله های هستند که از تکه های سنگ آهن به وجود می آیند. پس از احیای گندله ی سنگ آهن با عیار ۶۷ درصد، آهن اسفنجی به دست می آید. که شکل ظاهری آن به صورت قطعه های کروی متخلخل و اسفنجی است.
کشور هند یکی از بزرگترین تولید کنندگان آهن اسفنجی در جهان است. همچنین در رده های بعدی ونزوئلا، ایران و مکزیک قرار دارند.
آهن اسفنجی در ابعاد مختلف و به صورت کروی شکل تولید شده و به دلیل خلل و فرج هایی روی سطح خود دارد به این نام مشهور است.
در فرایند تولید آهن اسفنجی از دو روش گازی و یا زغال سنگ استفاده می شود. عموما در مناطقی که ذخایر گازی دارند برای تولید این محصول از روش مبتنی بر گاز استفاده می کنند. در هر دو روش هدف، حذف اکسیژن موجود در سنگ آهن است تا بتوانند بدون ذوب شدن آهن، سنگ معدن را به آهن اسفنجی تبدیل کنند.

برای دریافت قیمت ورق سیاه و بررسی عوامل مؤثر بر نوسانات آن، این مقاله کامل و دقیق را مطالعه کنید!

تاریخچه آهن اسفنجی

استفاده از گندله تقریبا از سال ۸۹ در کوره های القایی ایران آغاز شد. در آن سال ها برای ساخت فولاد از قراضه ها استفاده می شد. هر چند که روند کیفیت قراضه ها دچار سیر نزولی شده بود اما باز هم کسی به فکر استفاده از گندله ها نبود. در سال ۱۳۸۹، یکی از کارخانه های القایی یزد به دلایلی برای نخستین بار به مصرف اسفنجی رو آورد. بعد از آن بسیاری از کارخانه ها هم به پیروی از کارخانه یزد از آن محصول استفاده کردند. اما تقریبا واکنش تمامی کارخانه ها به نتیجه کار منفی بود. زیرا فسفر و گوگرد موجود در آن در مقایسه با قراضه، آنالیز ذوب را به هم ریخته و میزان کربن بالا در آن کار را سخت تر می کرد. به گونه ای که زمان ذوب سنگ آهن طولانی تر می شد به همین دلیل اکثر کارخانه ها استفاده از آن را متوقف کردند. اما برخی از کارخانه های کوچک و بزرگ تولید فولاد در کشور این روش ها استفاده می کنند.

کاربرد آهن اسفنجی در ریخته گری فولادی

تولید کننده های فولاد در کشور برای تکمیل ظرفیت فولاد خود در مقیاس های مختلفی از آهن اسفنجی استفاده می کنند. آهن اسفنجی عیار بالاتری نسبت به آهن خام دارد و با توجه به اینکه ایران دارای منابعی برای استخراج و احیای آهن اسفنجی است. می توان از این محصول برای تولید فولاد استفاده کرد.
قبل از تولید آهن اسفنجی برای تولید فولاد از ضایعات و قراضه ها استفاده می کردند. که کیفیت مطلوبی نداشت اما امروزه با پیشرفت صنایع، فولاد حاصل از آهن اسفنجی دارای کیفیت و عیار بالایی است.
لازم به ذکر است که هنگام تولید آهن اسفنجی، تقریبا ۵ درصد از مواد اولیه آن به نرمه اسفنجی تبدیل می شود که کاربرد مختلفی دارد. کاربرد این محصول با خود آهن اسفنجی متفاوت است. و در اکثر موارد به عنوان مواد اولیه در تولید بریکت آهن قابل استفاده است.

بریکت چیست

بریکت در واقع همان آهن اسفنجی است که هنگام تولید در قطعات بزرگ قالب گیری و فشرده می شود. بریکت انواع مختلفی دارد که شامل بریکت نرمه، گرم و سرد می شود. بریکت آهن در صنعت های مختلفی کاربرد دارد که عبارت اند از
• مواد شوینده و بهداشتی
• مواد شیمیایی
• مواد معدنی
• کود های شیمیایی

کاربرد آهن اسفنجی در کوره های القایی

حدوداً یک دهه است که استفاده از آهن اسفنجی در کوره های القایی در ایران رواج دارد. به دلیل وجود منابعی که از سنگ آهن در ایران وجود دارد می توان به استخراج و استفاده از این محصول امیدوار بود.
مهم ترین کاربرد آهن اسفنجی در کوره های القایی این است توانسته جایگزین ۵۰ درصد قراضه شود. همچنین با در نظر گرفتن کمبود قراضه و ضایعات فلزی، آهن اسفنجی گزینه ی مناسب تری برای استفاده در کوره های القایی می باشد. فولاد تولید شده از این آهن کیفیت فوق العاده مرغوب تری دارد و با قیمت مناسب تر در اختیار مصرف کننده قرار می گیرد.