حدود ۵% از فولاد در جهان از آهن اسفنجی به دست می آید و این روند رو به گسترش است. این محصول، از احیای بی واسطه سنگ آهن بدست می‌آید و در اصطلاح به آن DRI نیز می گویند.
امروزه آهن اسفنجی با کاهش سنگ آهن بدون ذوب کردن آن تولید می شود. این باعث می‌شود که یک منبع انرژی با بازده بالا برای سازندگان فولاد ایجاد شود.احیای مستقیم آهن عبارت است از حذف اکسیژن از سنگ آهن یا سایر مواد آهن دار در حالت جامد، یعنی بدون ذوب شدن، مانند کوره بلند. عوامل کاهنده مونوکسید کربن و هیدروژن هستند که از گاز طبیعی اصلاح شده، گاز سنتز یا زغال سنگ به دست می آیند. سنگ آهن بیشتر به صورت پلت و یا گلوله ای استفاده می شود.
کشور ما به سرعت در حال تبدیل شدن به بزرگ‌ترین تولیدکننده آهن اسفنجی در آسیا است. زیرا فرآیند احیای مستقیم سنگ آهن در کارخانجات تولید فولاد رو به بهبود و در حال بهره برداری می‌باشد و از این طرف تولیدکنندگان آهن اسفنجی در جهان یعنی کشور هند و ونزوئلا با کاهش شدید احیای مستقیم سنگ آهن روبرو شده اند، فرصت بسیار خوبی برای تولیدکنندگان آهن اسفنجی ایران فراهم می‌باشد.
میزان تولید آهن اسفنجی در یک کارخانه بسته به عوامل زیادی می‌باشد. از مهمترین عوامل می توان میزان در دسترس بودن گاز طبیعی و زغال را نام برد. زیرا میزان تولید آهن اسفنجی به این دو عامل وابسته می‌باشد. یعنی هرچه میزان این دو نوع سوخت در یک کارخانه زیادتر باشد، میزان تولید آهن های اسفنجی نیز بیشتر خواهد شد.
گازهای منتشر شده در طول تولید آهن اسفنجی را می توان جمع آوری کرد و در کاربردهای مختلف دیگر مصرف نمود. این محصول فرعی ساخت آهن به جبران هزینه های تولید آهن کمک می کند و همچنین برای حفظ سایر فرآیندهایی که برای تولید مناسب به گاز نیاز دارند مفید است. از طرف دیگر می توان از این محصولات برای تولید سنگ معدنی پودری استفاده نمود. زیرا در هنگام مخلوط شدن با فلزات دیگر در تولید انواع مختلف محصولات مبتنی بر آهن بسیار خوب عمل می کند.
آهن اسفنجی مهریز
مجتمع تولیدی آهن اسفنجی مهریز در 40 کیلومتری جنوب یزد قرار دارد. این کارخانه در جاده سیمان تجارت مهریز در زمینی به وسعت 60 هکتار احداث شده است. گفته می شود ظرفیت تولید این مجتمع 450000 تن انواع شمش فولاد سبک آلیاژی و غیر آلیاژی، شمش آهن و انواع میله و میله گرد آهنی و فولادی است. این طرح در فاز اول با اشتغالزایی مستقیم 850 نفر شروع به کار خواهد نموده و جا دارد با راه اندازی فاز 2 این تعداد به 1750 نفر برسد.
در حال حاضر عملیات عمرانی ساخت سالن های تولید در دست اقدام می باشد و زیرساختهای تامین گاز دوران تولید و نیز تامین آب و برق مورد نیاز دوران ساخت به طور کامل گردیده است.
برای تامین آب مورد نیاز دوران تولید طرح در سال 91 شرکت آهن اسفنجی ایساتیس مهریز بعنوان اولین بخش خصوصی احداث کننده فاضلاب شهری اجرای تاسیسات فاضلاب شهرستان مهریز شامل شبکه جمع آوری ، تصفیه خانه و خطوط انتقال را آغاز نمود. هم اکنون با پیشرفت فیزیکی زیادی در حال انجام می باشد و پس از بهره برداری با آبدهی 75 لیتر به ثانیه ، آب مورد نیاز طرح قابل تامین است. بهتر است یاد آور شویم با اجرای این طرح از آلودگی آبهای زیر زمینی شهرستان مهریز که علت آن ایجاد فاضلاب بود نیز جلوگیری می شود.
در سال های اخیر، اصلاحات در تولید آهن اسفنجی امکان کاهش آهن را بدون نیاز به ذوب سنگ معدن فراهم کرده است. از آنجایی که آهن را می توان به صورت گلوله و حتی پودر درآورد، یک جایگزین اقتصادی و مفید برای ضایعات فلزی است که گاهی اوقات توسط تولیدکنندگان فولاد استفاده می شود. زمان و منابع مورد نیاز برای تولید آهن اسفنجی حداقل است، بنابراین می توان به سرعت در مقادیر زیاد تولید کرد، واقعیتی که تنها بر مزایای این نوع فرآورده های آهنی می افزاید.
عکس آهن اسفنجی
شاید بخواهید بدانید آهن اسفنجی چه شکلی دارد با توجه به اینکه در اینجا عکس آهن اسفنجی وجود ندارد می توانیم شکل ظاهری آن را توصیف کنیم. شکل ظاهری آهن اسفنجی مورد مصرف کارخانه ها به صورت قطعات کروی و مانند اسفنج است و به همین خاطر به آهن اسفنجی معروف شده است.
آهن اسفنجی دارای درجه خلوص بالایی از آهن می باشد. به همین خاطر یکی از دلایل رایج بودن و استفاده گسترده آن کمبود ضایعاتی همچون ضایعات آهنی باشد. همان طور که اشاره کردیم به روش احیای مستقیم سنگ آهن، آهن اسفنجی گفته می شود.
یعنی بر اساس این روش آهن اسفنجی بدون ذوب کردن سنگ آهن، تولید می شوند. پس ریشه کلمه انگلیسی آهن های اسفنجی، احیای مستقیم سنگ های آهن می‌باشد. شکل آهن اسفنجی تاثیر زیادی در فرآیند آن دارد. امروزه ذوب آهن اسفنجی در کوره های القایی یکی از فرآیندهای اصلی در تولید فولاد می باشد. در این فرآیند مواد اولیه (آهن اسفنجی و ضایعات) با القای جریان های الکترومغناطیسی ذوب می شوند.
آهن اسفنجی دارای حفره های کوچک و متخلخل است. یکی از پارامترهای موثر بر عملکرد کوره القایی در ذوب آهن اسفنجی، شکل هندسی آهن اسفنجی است. حالت معمول آن کروی است که پس از شارژ شدن در کوره، فاصله های بین آنها باقی می ماند. این فضاها بر عملکرد کوره تاثیر منفی می گذارد. نتایج نشان می دهد که استفاده از آهن اسفنجی خرد شده منجر به کاهش 28 درصدی زمان ذوب و کاهش 26 درصدی در مصرف انرژی می شود.
آهن اسفنجی دارای خصوصیات بسیاری ست که آن را از آهن قراضه جدا می کند. این نوع آهنگ گوگرد و فسفر کمتری دارد و به دلیل عیار بالاتر کیفیت فلزکاری آن بالاتر می‌باشد از طرف دیگر این محصول نسبت به آهن قراضه ضایعات کمتری خواهد داشت.
تولید این نوع آهن در واحدهای کوچک روش احیای مستقیم در مقایسه کوره بلند به صرفه تر است. در نتیجه می توان گفت هزینه تولید آن پایین تر می باشد. از دیگر مزیت های آهن اسفنجی می توان به تولید سریعتر آن در مقایسه با آهن قراضه اشاره کرد. حمل و انبار کردن آهن اسفنجی در حالت بریکت راحتتر است. بنابراین در این زمینه نیز تا حدی هزینه ها کاهش پیدا می کنند در نتیجه استفاده از آهن اسفنجی مقرون به صرفه تر خواهد بود.
