در دنیای امروز صنعت فولاد بعنوان یکی از ارکان اصلی توسعه اقتصادی و صنعتی کشورها شناخته می شود. با توجه به نیاز روزافزون به فولاد و فرآورده های فولادی، روش های تولید این ماده حیاتی نیز به طور مداوم در حال تحول و بهبود است. یکی از نوآوری‌های مهم در این زمینه، تولید بریکت آهن اسفنجی است که بعنوان یک منبع کارآمد و با کیفیت برای تولید فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. بریکت که از فرآیند احیای مستقیم سنگ آهن به دست می آید، دارای ویژگی‌هایی است که آن را از سایر منابع آهن متمایز می کند. این مقاله به بررسی مفهوم، فرایند تولید، مزایا و کاربردهای بریکت می پردازد و اهمیت آن را در صنعت فولاد سازی و متالورژی مورد تحلیل قرار می دهد. با آشنایی بیشتر با این محصول، می توانیم نقش آن را در تحقق اهداف پایدار و کاهش آلودگی در صنایع فلزی بهتر درک کنیم.
بریکت چیست؟
بریکت آهن اسفنجی محصولی است که از فرایند احیای مستقیم سنگ آهن به دست آمده و در فرآِیند تولید فشرده شده و قالب‌گیری می‌شود. در این فرآیند سنگ آهن به همراه گازهای احیا کننده مانند گاز طبیعی یا گاز هیدروژن در دماهای پایین تر از دماهای ذوب، تحت تاثیر قرار می‌گیرد. این واکنش باعث حذف اکسیژن از سنگ آهن و تولید آهن اسفنجی می‌شود که به شکل دانه‌های متخلخل و نرم است. پس از تولید، این آهن اسفنجی بصورت بریکت (پرس شده) در می آید که به راحتی قابل حمل و ذخیره‌سازی است. بریکت آهن اسفنجی بعنوان یک منبع غنی از آهن، به ویژه در کوره های قوس الکتریکی و فرآیندهای تولید فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. این محصول به دلیل فرآیند تولید خود، دارای کیفیت بالایی است و می تواند بعنوان یک جایگزین مناسب برای قراضه فولادی و سایر منابع آهن در صنایع متالورژی و فولاد سازی عمل کند. انواع بریکت‌های آهن اسفنجی شامل بریکت گرم آهن اسفنجی، بریکت سرد آهن اسفنجی و بریکت نرمه آهن اسفنجی است. امروزه از بریکت در صنایع فولاد و آهن استفاده می شود. اما اگر علاقمندید با مفهوم آهن قراضه نیز آشنا شوید می توانید مقاله آهن قراضه چیست را مطالعه کنید.
ویژگی های بریکت
خلوص بالا: بریکت آهن اسفنجی دارای درصد بالایی از آهن )بیش از ۹۰٪( است که آن را برای تولید فولاد مناسب می‌سازد.
محتوای کربن پایین: نسبت به دیگر منابع آهن، بریکت آهن اسفنجی دارای محتوای کربن کمتری است که باعث کاهش آلودگی و بهبود کیفیت فولاد تولیدی می شود.
قابلیت ذوب آسان: ساختار متخلخل و نرم بریکت آهن اسفنجی باعث می شود که این ماده به راحتی در کوره ذوب شود و زمان ذوب را کاهش دهد.
کاهش آلودگی محیط زیست: فرایند تولید بریکت آهن اسفنجی نسبت به روش های سنتی تولید آهن، آلودگی کمتری ایجاد می کند و به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک می کند.
حمل و نقل آسان: بریکت ها به دلیل شکل فشرده و استاندارد خود، به راحتی قابل حمل و ذخیره سازی هستند.
سازگاری با فرایندهای مختلف: این محصول می تواند در کوره های قوس الکتریکی و دیگر فرایندهای تولید فولاد مورد استفاده قرار گیرد، که آن را به گزینه ای انعطاف پذیر تبدیل می کند.
پایداری اقتصادی: با توجه به تقاضای بالای بازار برای فولاد و محصولات فولادی، بریکت آهن اسفنجی بعنوان یک منبع پایدار و اقتصادی برای تامین نیازهای صنعتی شناخته می شود.
انواع بریکت های آهن اسفنجی
بریکت های آهن اسفنجی بعنوان یکی از منابع اصلی تامین آهن در صنعت فولاد سازی، به چندین نوع تقسیم می شوند که هر یک ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در ادامه به توضیح سه نوع اصلی بریکت آهن اسفنجی می پردازیم: بریکت گرم، بریکت سرد و بریکت نرمه.
بریکت گرم آهن اسفنجی (Hot DRI)
بریکت گرم آهن اسفنجی، محصولی است که بلافاصله پس از فرآیند احیا در دماهای بالا تولید می شود. این بریکت ها معمولا در دماهایی بالاتر از ۶۰۰ درجه سانتی گراد تولید می شوند. به دلیل دمای بالای تولید، این بریکت ها دارای حرارت و رطوبت بیشتری هستند. بریکت گرم معمولا دارای خلوص و کیفیت بالاتری است که باعث افزایش کیفیت فولاد تولیدی می شود. این نوع بریکت به طور عمده در کوره های قوس الکتریکی استفاده می شود و به دلیل دمای بالای آن، نیاز به زمان کمتری برای ذوب دارد.
بریکت سرد آهن اسفنجی (Cold DRI)
بریکت سرد آهن اسفنجی پس از فرآیند احیا در دماهای پایین تر و بدون حرارت دهی اضافی تولید می شود. این بریکت ها معمولا در دماهای زیر ۱۰۰ درجه سانتی گراد تولید می شوند. به دلیل تولید در دماهای پایین، این بریکت ها معمولا خنک تر و خشک تر هستند. همچنین بریکت سرد به راحتی قابل ذخیره‌سازی و حمل و نقل است و خطر اکسیداسیون کمتری دارد. این نوع بریکت بیشتر برای ذخیره سازی طولانی مدت و همچنین در فرایندهای تولید فولاد استفاده می شود.
بریکت نرمه آهن اسفنجی (DRI Fines)
بریکت نرمه آهن اسفنجی شامل ذرات ریز و خرد شده ای است که از فرایند تولید آهن اسفنجی به دست می آید. این ذرات معمولا کوچک تر از ۶ میلی‌متر هستند. به دلیل اندازه کوچک، این نوع بریکت معمولا نیاز به فشرده سازی بیشتری دارد تا بتواند به شکل مناسب درآید. این نوع بریکت نیز دارای محتوای بالای آهن است اما ممکن است نسبت به دیگر انواع، کیفیت کمتری داشته باشد. بریکت نرمه بیشتر برای استفاده در کوره های قوس الکتریکی و همچنین بعنوان یک ماده اولیه برای تولید دیگر محصولات فولادی مورد استفاده قرار می گیرد.
دلایل تولید بریکت آهن اسفنجی
آهن اسفنجی با وجود تمام مزایایی که دارد با معایبی نیز همراه است. یکی از روش هایی که برای کاهش این معایب پیشنهاد شده است فشرده سازی و تولید بریکت از آهن اسنفجی است. برخی از دلایل تبدیل آهن اسنفجی به بریکت عبارتند از:
- آهن اسفنجی ماده‌ای متخلخل است. همین باعث شده است که در واحد حجم وزن آن پایین باشد و حمل و نقل آن مقرون به صرفه نباشد.
- باز هم به دلیل ساختار متخلخل آهن اسفنجی، قابلیت اشتعال آن بالاست. یعنی آهن اسفنجی می تواند به صورت خود به خود متشعل شود. همین باعث شده است حمل و نقل و نگهداری آن با مشکلاتی همراه باشد و استانداردهای سخت گیرانه ای برای حمل و نقل دریایی آن در نظر گرفته شود.
- پتانسیل اکسید شدن آهن اسنفجی بالاست و اکسید آهن تولید شده می تواند راندمان فرایند تولید فولاد را کاهش دهد.
- استحکام مکانیکی آهن اسفنجی پایین است و در زمان حمل و شارژ به کوره احتمال خرد شدن و تبدیل آن به ذرات ریز وجود دارد. این ذرات در زمان شارژ به صورت گرد و غبار از کوره خارج می شوند و راندمان را کاهش می دهند. ضمن اینکه گرد و غبار ایجاد شده می تواند باعث آسیب به سایر تجهیزات نیز بشود.
- با توجه به موارد ذکر شده مشخص است که یکی از راه‌های کاهش تخلخل آهن اسفنجی، فشرده کردن آن است.
تفاوت بریکت و آهن اسفنجی
بریکت آهن اسفنجی و آهن اسفنجی هر دو محصولاتی مرتبط با فرایند تولید آهن هستند، اما تفاوت های مهمی در شکل، کاربرد و فرایند تولید آنها وجود دارد. آهن اسفنجی که بعنوان آهن مستقیم احیا شده (DRI) نیز شناخته می شود، بصورت ذرات یا پودر ریز تولید می شود و از احیا مستقیم سنگ آهن با استفاده از گاز طبیعی یا کک به دست می آید؛ این ماده معمولا دارای خلوص بالاست و در کوره های قوس الکتریکی یا کوره های بلند بعنوان ماده اولیه در فرایندهای فولاد سازی استفاده می شود. در مقابل، بریکت آهن اسفنجی نسخه فشرده و قالب گیری شده این ماده است که برای تسهیل حمل و نقل و ذخیره سازی طراحی شده است. این بریکت ها به دلیل شکل منظم و قابل حمل بودن، به راحتی قابل جابجایی هستند و در فرایندهای صنعتی به کار می روند. به عبارت دیگر، در حالی که آهن اسفنجی بیشتر بعنوان ماده اولیه در تولید فولاد مورد استفاده قرار می گیرد، بریکت آهن اسفنجی به دلیل ویژگی های فیزیکی اش قابلیت های بیشتری در زمینه حمل و نقل و ذخیره سازی دارد.
برای اطلاع از قیمت فولاد و انواع فرآورده های فولادی می توانید از مشاوره تخصصی کارشناسان ما در شرکت فراز فولاد آسمان بهره مند شوید.
