گروه صنعتی امیــر کبیــر

آهن اسفنجی بصورت بی واسطه سنگ آهن یا همان گندله حاصل می شود طی عملیات احیای بی واسطه، بدون نیاز به ذوب سنگ آهن، اکسیژن آن حذف می گردد. شکل ظاهری آن قطعات کروی (گندله) منفذ دار یا  همان بافت اسفنج مانند می باشد که به خاطرهمین ظاهر اسفنجی  آهن اسفنجی نامیده شده است.
عیار بالای آهن اسفنجی موجب شده برای تولید  آهن و فولاد منبع مناسبی باشد . همان طور که گفته شد آهن اسفنجی از بازیافت کانی‌ آهن طبیعی یا فرآوری شده که به دمای ذوب نرسیده اند، حاصل می شود. احیا سنگ آهن در ایران بیشتر با استفاده از فن آوری میدرکس انجام می شود. شیوه ميدركس مزيت هایی دارد که باعث شده نسبت به ساير روشهای موجود بيشتر توسعه يافته و به شهرت رسیده است بر طبق اطلاعات و آمار حدود 65 درصد از اهن اسفنجي توليدي در دنيا به روش ميدركس توليد می شود اين فن آوری ثابت کرده است كه قابليت كار در يك محدوده گسترده  مواد خام سنگ آهنی احیا می شود که با نتايج عملي خوب و بازده بالا همراه است. 
 در این فن آوری  بصورت بی واسطه گندله سنگ آهن را با گازهای شکسته شده احیا می کنند. به این شکل که نخست گاز طبیعی وارد واحد شکست گاز (ریفرمر) می شود و بخاطر اثر حرارت وارد شده و وجود کاتالیزورهای مخصوص شکسته می شود و به H۲ و CO تفکیک می شود. هیدروژن و مونوکسیدکربن آزاد شده به کوره احیا  وارد شده و با اکسیژن موجود در گندله مذاب ترکیب می شود و به این ترتیب سنگ آهن احیا می شود.  در شیوه فوق گندله سنگ آهن که عیار ۶۷% دارد احیا شده و آهن اسفنجی (گندله متخلخل) با متالیزاسیون Fe( نزدیک ۹۲ درجه) تولید می گردد. محصولی که در واحد احیاء تولید می شود قسمت خنک کاری در کوره را طی نمی کند و با دمای در نزدیک به ۶۰۰ درجه سانتی گراد به وسیله سیستم انتقال مواد ویژه به قسمت فولادسازی برای شارژ مستقیم کوره منتقل می شود.
 از عوامل رواج یافتن آهن اسفنجی، کمبود ضایعات آهن و بالا رفتن قیمت آن و مشکلات زیست محیطی بود. احیای مستقیم سنگ آهن به زبان انگلیسی، Direct Reduced Iron می باشد که عبارت DRI مخفف این ۳ کلمه می باشد. در نتیجه هر جا که  DRI مشاهد کردید، آگاه باشید که مقصود همان آهن اسفنجی می باشد.
آهن اسفنجی بعد از ذوب و احیا در فولاد سازی، در فرآیند ریخته گری به صورت محصولات مورد نیاز در می آید و به سه شکل اسلب (تختال)، بیلت( شمش) و میلگرد کاربرد دارند. اکنون نزدیک به ۵% از فولاد جهان از آهن اسفنجی (DRI) به دست می آید و این روند در حال افزایش می باشد. گندله ترکیبی از آهن است که از تغلیظ سنگ آهن (کنتسانتره ) تولید می گردد. مقدار گندله ی استفاده شده در تولید DRI  به ازای هر تن محصول نزدیک به ۴۵/۱ تن می باشد. این موضوع نشان می دهد که برای ایجاد واحد مورد نظر با ظرفیت ۱,۷۰۰,۰۰۰تن آهن اسفنجی، حدود ۲,۴۶۵ هزارتن گندله احتیاج است.  همچنین به گازطبیعی  net Gcal/t DRI 35/2 احتیاج است.
اصلی ترین ماده در سیستم آهک پاشی گندله بر روی نوار تغذیه کننده کوره آهک است، که پیش از ورود به کوره استفاده می شود. ۵/۰ تا ۵/۲ کیلوگرم آهک به ازای هر تن گندله بسته به مقدار سیلیس موجود در گندله احتیاج است.کاتالیست درون لوله‌های ریفرمر انباشته از مواد کاتالیستی حاوی اکسید نیکل با مقدار فعالیت کاتالیستی متمایز ارتفاعات مشخصی از لوله  را پر می نماید. کاتالیست مصرفی  به ازای هر تن آهن اسفنجی مقدار۰۴/۰ کیلوگرم است.کاربرد آب در واحد احیاء به عنوان خنک کننده ماشین آلات و برای شستشو و کاهش دمای گازهای پروسسی می باشد.

روش‌های تولید آهن اسفنجی

1 . تولید آهن اسفنجی بااستفاده از گازطبیعی :

فرآیند تولید آهن با استفاده از گاز طبیعی به سه شیوه رایج و اصلی انجام می گیرد که عبارتند از : الف) روش H.Y.L   ب) روش پروفر  ج) روش میدرکس.

2 . تولید آهن با استفاده از زغال حرارتی :

در این فراین نیز روش ها از این قرارند : الف) فناوری‌های تولید آهن اسفنجی مبتنی بر روش  (RHF) Rotary Heart Furnace ب) تولید آهن به روش ITmK3  ج) فن‌آوری تولید آهن اسفنجی در کوره دوار به روش SL/RN  د) فرآیند Corex.

3 . تولید آهن اسفنجی به شیوه احیاء مستقیم میدرکس :

در مورد این روش در ابتدای بحث توضیحات کاملی ارائه شده است.
 شایان ذکر است که انتخاب روش احیای مستقیم سنگ آهن، به مکان قرارگیری کارخانه تولیدکننده و منابع موجود در دسترس بستگی دارد . مثالا در ایران، با توجه به منابع غنی گازی، انتخاب منابع گازی، انتخابی منطقی تراست و گاز بعنوان ماده احیا کننده کاربرد دارد. همانگونه  که اطلاع دارید، بکاربردن منابع زغال سنگ برای احیاسازی، مشکلات آلودگی هوا را نیز به دنبال دارد و همچنین معادن آن به سهولت در دسترس قرار ندارند. اما هم اکنون بزرگترین تولیدکننده آهن اسفنجی در دنیا، کشور هندوستان است که با تکیه برمنابع زغال سنگ به احیای سنگ آهن می پردازد.

 کاربرد آهن اسفنجی

آهن اسفنجی جایگزین مناسبی برای ضایعات آهن است درنتیجه می توان با استفاده از آهن اسفنجی درصد بالایی از مواد اولیه برای فراهم آوردن ذوب مورد نیاز واحدهای فولادسازی را بجای بهره گیری از ضایعات، تهیه نمود. یکی از مهم ترین کاربردهای آهن اسفنجی در کوره های القائی می باشد. در کوره های القائی ای امکان وجود دارد که نزدیک به ۵۰ درصد آهن اسفنجی را جایگزین قراضه نمود. البته بایستی توجه نمود که  برای استفاده از آن در کوره القایی، به دانش فنی و تجربه نیاز می باشد. بعلاوه کاربرد آهن اسفنجی تحول بزرگی در ریخته گری مداوم صنعت فولاد ایجاد نموده است.

بریکت چیست؟

بریکت همان آهن اسفنجی است البته  بایستی توجه داشت بریکت در زمان ساخت، بصورت فشرده در می آید . بریکت در بسیاری از واحدهای فولادسازی دنیا کاربرد دارد . فرآیند بریکت¬ سازی آهن اسفنجی با توجه به دما و نوع آهن اسفنجی ورودی به ماشین بریکت¬ زنی، به سه نوع زیر انجام می گیرند .
1 . بریکت سرد آهن اسفنجی (CBSI): مواد ورودی در دمای محیط وارد ماشین بریکت ¬زنی می شوند.
2 . بریکت نرمه آهن اسفنجی (CBI)
3 .  بریکت¬ گرم آهن اسفنجی : (HBI) محصولی است که در فرآیند بریکت¬ سازی از آهن اسفنجی گرم (HDRI) و در دمای بیشر از ۶۵۰ درجه سانتیگراد ساخته می شود. این نوع بریکت معروفترین محصول ازجهت حمل و نقل آسان و مطمئن آهن اسفنجی در سطح جهان محسوب می شود.

برترین تولید کنندگان آهن اسفنجی

همان طور که در بالا اشاره شد هند بزرگترین تولیدکننده آهن اسفنجی در جهان می باشد و پعد از آن رتبه دوم به ایران تعلق می گیرد.

بازار فروش آهن اسفنجی

آهن اسفنجی در بازار خرید و فروش مواد اولیه کارخانه های تولیدی محصولات آهنی و فولادی، ارزش بالایی دارد و توانسته با نرخ مناسب و بازدهی بیشتر، جایگزین ضایعات آهن شود. فروش این محصول در داخل کشور را شرکت‌های گوناگون وبه نام برعهده دارند.