شاید برایتان سوال شده باشد که آهن انواع دارد؟ فرق انواع آهن ها چیست؟آهن خام چیست؟ کاربرد آهن خام چیست؟ آهن اسفنجی چیست و چه کاربردی دارد؟ تفاوت آهن اسفنجی با آهن خام چیست؟ ما در این مقاله درباره تفاوت آهن اسفنجی و آهن خام صحبت خواهیم کرد. برای آشنایی بیشتر با ما همراه باشید.
آهن اسفنجی ( DRI )
آهن اسفنجی شکلی از آهن است که می‌توانیم آن را مستقیماً از سنگ آهن از طریق فرآیند احیا تولید کنیم. به همین دلیل است که می‌توان آن را «آهن احیای مستقیم» نیز نامید. در آنجا سنگ معدن در معرض عوامل کاهنده مختلف مانند گاز طبیعی یا گازی که از زغال سنگ ساطع می شود قرار می گیرد. علاوه بر این، ما می توانیم آهن اسفنجی را از بسیاری از انواع کوره ها مانند کوره بلند، کوره زغال سنگ و کوره اکسیژن تولید کنیم.در انگلیسی، به احیای مستقیم سنگ آهن، Direct Reduced Iron میگویند که مخفف این ۳ کلمه، عبارت DRI میباشد. بنابراین هر جا که به نام DRI برخوردید، بدانید که منظور، همان آهن اسفنجی است.
آهن اسفنجی مزایای زیادی نسبت به سایر انواع آهن ذوب شده مشابه دارد. آهن اسفنجی نسبت به آهن خام برتری دارد زیرا از نظر محتوای آهن غنی تر است. به دلیل این خاصیت، کاربردهای زیادی در کوره های برقی دارد. ما می توانیم آهن اسفنجی را به شکل پودری با بسیاری از فلزات دیگر مخلوط کنیم تا انواع محصولات حاوی آهن تولید کنیم.
عیار آهن اسفنجی
عیار و میزان آهن موجود در sponge iron، بین ۸۴ الی ۹۵ درصد می باشد. این بالا بودن عیار آهن اسفنجی باعث شده منبع مناسبی برای تولید آهن و فولاد باشد. آهن اسفنجی از بازیافت کانی آهن یا آهن فرآوری شده که به دمای ذوب نرسیده استُ حاصل می شود. احیا سنگ آهن در ایران اغلب با استفاده از فن آوری میدرکس انجام می شود.
روش های تولید آهن اسفنجی
- روش تولید آهن اسفنجی با استفاده از گاز طبیعی
- تولید آهن با استفاده از زغال حرارتی
- تولید آهن اسفنجی به شیوه احیاء مستقیم میدرکس
۱-روش تولید آهن اسفنجی با اسفاده از گاز طبیعی
فرآیند تولید آهن اسفنجی با استفاده از گاز طبیعی عبارتند از:
- روش H.Y.L اچ-وال-ال
- روشpurofer پروفر
- روش Midrex میدرکس
۲-تولید آهن اسفنجی با استفاده از زغال حرارتی
- فناوری‌های تولید آهن اسفنجی مبتنی بر روش (RHF) Rotary Heart Furnace
- تولید آهن به روش ITmK3
- فن‌آوری تولید آهن اسفنجی در کوره دوار به روش SL/RN
- فرآیند Corex.
۳-تولید آهن اسفنجی به شیوه احیا مستقیم میدرکس
استفاده از این روش به مکان قرارگیری کارخانه تولیدکننده و منابع موجود در دسترس بستگی دارد. بکاربردن منابع زغال سنگ برای احیاسازی، مشکلات آلودگی هوا را نیز به دنبال دارد و همچنین معادن آن به سهولت در دسترس قرار ندارند. بزرگترین تولیدکننده اهن اسفنجی در دنیا، کشور هندوستان است که با تکیه برمنابع زغال سنگ به احیای سنگ آهن می پردازد.
بزرگترین تولید کنندگان آهن اسفنجی در جهان کشور های هندوستان و ایران می باشند.
آهن خام ( pig iron )
چدن یا آهن خام؛ نوعی آهن است که می توانیم با ذوب سنگ آهن همراه با زغال سنگ و سنگ آهک تحت فشار بسیار بالا تولید کنیم. پس از سرد شدن، محصول حاصل که ما آن را چدن می نامیم، شکلی از آهن است که محتوای کربن بسیار بالایی دارد. بنابراین، شکننده و ناپایدار می شود که نمی توانیم مستقیماً در این شکل از آن استفاده کنیم.
با این حال، ما می توانیم این فرم آهن را از طریق ذوب و مخلوط بیشتر برای تولید آهن نرم با کربن بسیار کم، چدن و فولاد که به عنوان مصالح ساختمانی بسیار مفید هستند، تصفیه کنیم. اعتقاد بر این است که آهن خام توسط آهنگران چینی در قرن یازدهم کشف شده است. آهن خام به شکل واقعی آن مفید نیست، اما فرآوری و پالایش بیشتر منجر به تولید آهن و فولاد نرم کم کربن می شود که در کنار هم پرکاربردترین مواد روی زمین هستند. . آهن خام توسط ذوب سنگ آهن در کوره‌های بلند انفجاری و در قالب شمش‌های قابل حمل، به عنوان یک عنصر مورد استفاده در مراحل فرآورش فلزات، ساخته می‌شود.
روش های تولید آهن خام
- روش کوره بلند
- روش قوس الکتریکی
انواع آهن خام
- سفید
- خاکستری
- نیمه خاکستری
آهن خام سفید
اگر آهن خام مذاب سریع سرد شود، گرافیت تشکیل نمی شود. آهن خام تولیدی به این روش، که آهن خام سفید نام دارد، در فولاد سازی کاربرد دارد. مقدار سیلیسیم نوع سفید کم و جنس آن سخت و ترد است.
آهن خام خاکستری
هرگاه آهن مذاب به آهستگی سرد شود، کربن به شکل گرافیت درمی آید. سیلیسیم بالای این آهن، که آهن خام خاکستری نام دارد، باعث تردی می شود.
آهن خام نیمه خاکستری
آهن خام نیمه خاکستری همانطور که از نامش مشخص است، خواصی مابین دو نوع قبلی دارد و در تولید فولاد و چدن استفاده می شود.
معادن سنگ آهن ایران
- اولین معدن سنگ آهن : معدن سنگ آهن چغارت بافق یزد که مهم‌ترین معدن سنگ آهن ایران است. ذخیره بیش از یک سوم سنگ آهن کشور توسط این معدن انجام می شود.
- دومین معدن سنگ آهن : معدن سنگ آهن چادرملو در کویر مرکزی ایران واقع است. این معدن بزرگترین تولیدکننده کنسانتره سنگ آهن می باشد. ذخیره قابل استخراج معدن سنگ آهن چادرملو مقدار ۳۲۰ میلیون تن می باشد. لازم به ذکر است که از عمر ذخایر سنگ آهن معدن چادرملو، ۱۰ سال باقی مانده است یعنی ۱۰ سال دیگر به پایان می رسد.
- سومین معدن سنگ آهن : معدن سنگ آهن گل گهر واقع در شهرستان سیرجان است. برزگترین معدن شناخته شده سنگ آهن خاورمیانه است. چرا که دارای ذخیره احتمالی یک میلیارد تن و ذخیره قطعی ۲۱۹ میلیون تن است. تولیدات درحال حاضر این معدن به صورت گندله، کنسانتره و سنگ دانه بندی شده استخراج می شود.
تفاوت آهن چدن و آهن اسفنجی
آهن چدن گونه ای آهن است که با ذوب کردن سنگ آهن همراه با زغال و سنگ آهک تحت فشار بالا می توان تولید کرد. آهن چدن نوعی از آهن است که دارای محتوای کربن بسیار بالایی است. پس از خنک سازی، محصول، که به عنوان آهن چدن نامیده می شود. آهن چدن بسیار شکننده و ناپایدار است. به دلیل شکننده و ناپایدار بودن نمی توان آهن چدن را به طور مستقیم به این شکل استفاده کرد. ولی آهن اسفنجی را می توان از طریق کاهش مستقیم سنگ آهن تولید کرد. و نیز یکی از تفاوت های بین آهن اسفنجی و آهن چدن می توان به این اشاره کرد که آهن اسفنجی متخلخل است ،ولی آهن چدن متخلخل نیست و نسبتا متراکم است.
نتیجه گیری
هم آهن اسفنجی و هم آهن خام، هر دو شکل ابتدایی از آهن هستند که می توانیم از طریق فرآوری سنگ آهن طبیعی به دست آوریم. تفاوت اصلی بین آهن اسفنجی و چدن خام در این است که ما می توانیم آهن اسفنجی را با احیای مستقیم سنگ آهن از طریق عوامل احیاکننده، تولید کنیم در حالی که تولید آهن خام با ذوب سنگ آهن با زغال سنگ و سنگ آهک در فشارهای بسیار بالا صورت می گیرد.
