پودر آهن اسفنجی

مشخصات پودر آهن اسفنجی

اکنون به معرفی بیشتر پودر آهن اسفنجی که یکی از پرکاربرد ترین انواع پودر فلزات می باشد خواهیم پرداخت.

آهن اسفنجی ظاهری مانند قطعات کروی، متخلخل و شکلی اسفنجی دارد که به همین علت به آن آهن اسفنجی گفته می شود. آهن اسفنجی عیار بالای آهن دارد که با توجه به کمبود ضایعات آهن، افزایش قیمت و مشکلات زیست محیطی رواج پیدا کرده است. عیار و میزان آهن موجود در آهن اسفنجی مقدار زیادی است که عیار بالای آهن اسفنجی موجب شده منبع مناسبی برای تولید آهن و فولاد باشد. این ماده از بازیافت کانی‌ آهن طبیعی یا فرآوری شده که به دمای ذوب نرسیده است، حاصل می شود.

فرمول شیمیایی آهن اسفنجی

پودر آهن اسفنجی از آهن و ناخالصی های دیگر از جمله کربن، فسفر، سولفور، سیلیس و منگنز تشکیل شده است. لازم به ذکر است درصد آهن کلی طبق آنالیز انجام شده 86 درصد تعیین شده است.

روش های تولید پودر آهن اسفنجی

واکنش ‌های کربوترمیک زیر سنگ ‌آهن را به آهن کاهش می ‌دهند. هماتیت با کاهش مونوکسید کربن و هیدروژن به مگنتیت تبدیل می ‌شود:

3 Fe₂O₃ + CO → 3 Fe₃O₄ + CO₂

3 Fe₂O₃ + H₂ → 2 Fe₃O₄ + H₂O

مگنتیت با کاهش مونو کسید کربن و هیدروژن به اکسید آهن تبدیل می ‌شود:

Fe₃O₄ + CO → 3 FeO + CO₂

Fe₃O₄ + H₂ → 3 FeO + H₂O

اکسید آهن با کاهش مونو کسید کربن و هیدروژن به آهن اسفنجی تبدیل می‌ شود:

FeO + CO → Fe + CO₂

FeO + H₂ → Fe + H₂O

کربن دار کردن سمنتیت را تولید می‌ کند:

3 Fe + CH₄ → Fe₃C + 2 H₂

3 Fe + 2 CO → Fe₃C + CO₂

3 Fe + CO + H₂ → Fe₃C + H₂O

معروف‌ ترین روش ‌های تولید آهن اسفنجی عبارتند از:

• استفاده از گاز طبیعی
• استفاده از زغال حرارتی
• شیوه احیای مستقیم میدرکس
• استفاده از روش HYL

روش گاز طبیعی و زغال حرارتی

در روش استفاده از گاز طبیعی و زغال حرارتی، اکسیژن موجود در انواع سنگ‌ های آهن جدا شده که این روند در دمای کمتر از 1200 درجه سانتی گراد انجام می شود. هنگام حرکت سنگ‌ آهن به همراه زغال که از قبل گرم شده به آهن احیای مستقیم (DRI) تبدیل می‌ شود. سپس مواد به خنک‌ کننده دوار تخلیه شده، در آن جا خنک می‌ شوند و در انتها به سیستم جداسازی و جابه‌ جایی برده می ‌شوند. آهن اسفنجی پس از ذوب در طی فرآیند ریخته ‌گری به سه محصول شمش، تختال (اسلب) و میلگرد تبدیل شده که جزء محصولات پرکاربرد هستند.

همچنین لازم به ذکر است در کشورهایی که ذخایر گازی زیادی دارند اغلب از روش گاز طبیعی استفاده می شود.

روش میدرکس

در این روش گندله سنگ آهن را با گازهای شکسته شده احیا کرده سپس گاز طبیعی وارد واحد شکست گاز (ریفرمر) شده و در اثر حرارت کاتالیزورها شکسته شده و به هیدروژن و مونوکسید کربن تفکیک می شود. هنگامی که این مواد وارد کوره احیاء شده و با اکسیژن موجود در گندله مذاب ترکیب می شوند، سنگ آهن احیا می شود.

فرآیند HYL

فرآیند اچ وای ال در گذشته تا به امروز دچار تغییراتی شده است. این فرآیند ابتدا بر اساس احیا مستقیم مرحله ای و با استفاده از کوره و تخلیه انجام می شده است. امروزه نسل چهارم کوره های اچ وای ال با هدف حذف باکس ریفرمر وارد بازار شده اند.

گندله سنگ آهن

گندله سنگ آهن در واحد احیا در کوره شارژ شده و توسط گاز ریفرم شده از شکل اکسید سنگ آهن به آهن احیا شده تبدیل می شود.

بریکت

به بلوک های فشرده شده از گرد و غبار زغال سنگ یا دیگر مواد ترکیبی نظیر آهن اسفنجی، خاک آهن اسفنجی، پلیسه ها یا خرده های آهن، بریکت گفته می شود. بریکت آهن اسفنجی به ۳ شکل زیر وجود دارد:

انواع بریکت:

• بریکت گرم آهن اسفنجی
• بریکت نرمه آهن اسفنجی
• بریکت سرد آهن اسفنجی

فرآیندهای مهم جهت کاهش نرخ اکسایش

• حفاظت در سیلو توسط گاز خنثی
• حفاظت طبیعی در انبار سرپوشیده
• حفاظت توسط سیلیکات سدیم
• حفاظت توسط بریکت سازی

بریکت سازی باعث کاهش تخلخل و سطح ویژه و افزایش دانسیته و مقاومت به سایش در آهن احیای مستقیم (DRI) می شود. بریکت سازی بهترین روش کاهش نرخ اکسیداسیون آهن اسفنجی هنگام ذخیره سازی و حمل و نقل آن به شمار می آید. دلیل توسعه صنعت بریکت سازی آهن اسفنجی، تولید محصولی با خواص خوب، قابلیت ذخیره سازی و جابجایی آسان می باشد. این تغییرات سبب می شود که نرخ اکسایش آهن اسفنجی و میزان نرمه ایجاد شده در هنگام حمل و نقل آن کم شود که مزیت های اقتصادی زیادی دارد. به علت افزایش دانسیته بریکت نسبت به آهن احیای مستقیم، عملکرد شارژ ورودی به کوره فولادسازی بهبود پیدا می کند.

تفاوت پودر آهن اسفنجی با گندله آهن

سنگ آهن خرد شده به همراه سایر ماده های افزودنی، گندله نامیده می شود. از گندله در تولید آهن به روش قدیمی در کوره های بلند یا سایر تکنیک های احیا مستقیم استفاده می شود. در حالی که پودر آهن اسفنجی، ذرات کروی شکل و متخلخل آهن با عیار بالا می باشند. کلمه اسفنجی نیز از همینجا گرفته شده است.

همانطور که گفته شد، استفاده از پودر آهن اسفنجی به دلایلی از قبیل کم بودن ضایعات آهن و بالا رفتن قیمت آن و همچنین آثار منفی بر محیط زیست بصورت روزافزون در حال افزایش است.

کاربرد آهن اسفنجی

از جمله کاربردهای آهن اسفنجی در صنعت می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنایع آهن و فولاد (ایجاد آهن فرفورژه یا فولاد فرآوری ‌شده)
• واحدهای فولادسازی به جای بهره گیری از ضایعات
• صنایع تولید اسلحه و ابزارهای آهنی
• ساخت انواع شمش فولادی در کوره‌ های قوس الکتریکی
• به عنوان خنک کننده در کوره های اکسیژنی
• جایگزینی ضایعات آهن
• کوره القایی
• صنایع چدن

مزایای پودر آهن اسفنجی

• مناسب سرمایه ‌گذاری اولیه
• جایگزین مناسب برای قراضه آهن در واحدهای فولادسازی
• عامل خنک کننده در واحدها و کوره ‌های اکسیژنی
• مناسب جهت کاهش هزینه
• تسهیل بازیافت
• درصد آهن بالا
• کیفیت فلزکاری بالا
• میزان گوگرد و فسفر کم
• فاقد عناصر زائد موجود در قراضه آهن
• توجیه اقتصادی مناسب روش احیای مستقیم نسبت به روش کوره های بلند
• سهولت ذخیره و حمل کردن آهن اسفنجی نسبت به آگلومره یا همان خوراک کوره های بلند

نقاط ضعف پودر آهن اسفنجی

• دارای مقداری ناخالصی سیلیسی است که در فرآیند ساخت فولاد باید از بین رود.
• سرعت اکسیداسیون و زنگ زدگی بیشتر از فولاد در صورت عدم محافظت
• تولید محصولی با ترکیب شیمیایی متفاوت
• مراحل تولید طولانی
• تنوع مراحل تولید

بسته بندی و نگهداری آهن اسفنجی

فرآیند ذخیره سازی و حمل و نقل پودر آهن اسفنجی مشکل و نیازمند تدابیر ایمنی است. تدابیر مناسب برای جلوگیری از اکسیداسیون و افت خواص فلزی در هنگام نگهداری و حمل و نقل این محصول امری مهم محسوب می شود.

شرکت توربو صنعت به عنوان تامین کننده انواع پودر فلزات و مواد شیمیایی، پودر آهن اسفنجی را در دبه های 25 کیلوگرمی یا در کیسه های جمبو (کیسه های برزنتی) 1000 کیلوگرمی به سراسر کشور ارائه می دهد.

تاریخچه آهن اسفنجی

تولید آهن اسفنجی و کار کردن با این ماده در ابتدا در خاورمیانه و اروپا رواج داشت، که تا سده شانزدهم نیز از آن استفاده می شد. با توجه به شواهد موجود از روش شکوفه نیز در چین استفاده می شد، اما چین کوره های انفجاری را برای به ‌دست آوردن چدن تا ۵۰۰ سال پیش ‌از میلاد ایجاد کرده بود. مزیت استفاده از روش کوره آهن خالص این است که آهن در دمای کمتر از کوره در حدود ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد حاصل می شود. مشکل اصلی این کوره ها نسبت به کوره های انفجار این است که مقادیر کمتری را در یک زمان تحت عملیات ساخت قرار می دهند.

تاریخچه تولید پودر آهن اسفنجی در ایران

تولید و استفاده از پودر آهن اسفنجی در ایران از سال 1389 آغاز شد که کمبود آهن قراضه برای تولید آهن خام را نداشتیم. به این دلیل امکان کاهش راندمان کوره‌ های تولید آهن خام وجود داشت و همه براین باور بودند که این ماده برای کوره‌ های القایی مناسب نبوده و کمتر از آن استفاده می شد. استفاده از این آهن در ابتدا واکنش ‌های منفی را به همراه داشت زیرا وجود فسفر و گوگرد در آهن احیای مستقیم در مقایسه با قراضه، آنالیز ذوب آن را برهم می زد و سبب طولانی شدن زمان ذوب می شد. کارخانه ‌ها با روش شارژ این ماده آشنایی کامل را نداشتند واین باعث سخت‌ تر شدن کار می شد.

لیست قیمت پودر آهن اسفنجی

با عرض پوزش کلیه قیمت ها در حال بروزرسانی می باشد، لطفا جهت استعلام قیمت خرید با واحد فروش تماس حاصل نمایید.

* قیمت آهن اسفنجی در ایران مانند آهن آلات و دیگر محصولات مرتبط دچار نوسان می ‌شود. عوامل موثر بر نوسان قیمت این محصول عبارتند از:

• نوسانات تحت تاثیر بازارهای خارجی
• تعطیلی موقت یا دائمی کارخانه های تولید کننده
• کمبود آهن قراضه
• کمبود ضایعات