آهن اسفنجی (Direct Reduced Iron – DRI)

آهن اسفنجی که با نام DRI (Direct Reduced Iron) نیز شناخته می‌ شود، یکی از مهم‌ ترین مواد اولیه در صنعت فولادسازی مدرن است. این محصول از طریق فرآیند احیای مستقیم سنگ‌ آهن و بدون نیاز به ذوب کامل تولید می‌ شود. در این فرآیند، اکسیژن موجود در اکسیدهای آهن حذف شده و آهن فلزی با ساختاری متخلخل و اسفنجی شکل ایجاد میشود؛ به همین دلیل به آن «آهن اسفنجی» گفته می‌ شود.

آهن اسفنجی معمولاً دارای:

• درصد فلزشدگی (Metallization) ۸۵ تا ۹۵٪

• عیار کل آهن بالای ۸۸٪
  است و به صورت کلوخه‌ ای، گندله‌ ای یا بریکت گرم (HBI) عرضه میشود.

فرآیند تولید آهن اسفنجی

تولید آهن اسفنجی از طریق فناوری احیای مستقیم و عمدتاً به دو روش انجام میشود:

روش گازمحور (Gas-Based DRI)

در این روش از گاز طبیعی برای تولید گازهای احیاکننده (CO و H₂) استفاده میشود. سنگ‌ آهن در کوره‌ های عمودی و در دمای حدود ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌ گراد احیا می‌ شود.

مزایا:

• مصرف انرژی کمتر نسبت به کوره بلند

• انتشار CO₂ کمتر

• کیفیت یکنواخت محصول

• مناسب برای کشورهایی با منابع گاز طبیعی

روش زغال‌سنگ‌محور (Coal-Based DRI)

در این روش از زغال‌ سنگ در کوره‌ های دوار استفاده میشود و بیشتر در کشورهایی با منابع زغال‌ سنگ رایج است.

انواع محصولات آهن اسفنجی

✔️ آهن اسفنجی کلوخه‌ ای یا گندله‌ ای (DRI)
✔️ بریکت گرم (HBI – Hot Briquetted Iron) با چگالی بالا و ایمنی بیشتر در حمل‌ و نقل
✔️ بریکت سرد (CBI) در برخی واحدهای تولیدی

کاربردهای آهن اسفنجی

آهن اسفنجی نقش کلیدی در تولید فولاد ایفا میکند و مهم‌ ترین کاربردهای آن عبارت‌ اند از:

• استفاده در کوره‌ های القایی

• مصرف در کوره‌ های قوس الکتریکی (EAF)

• جایگزینی بخشی از قراضه فولادی (تا حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد)

• تولید شمش فولادی، میلگرد، تیرآهن و سایر مقاطع فولادی

• تولید فولادهای آلیاژی با کنترل دقیق ترکیب شیمیایی

استفاده از آهن اسفنجی موجب کاهش ناخالصی‌ هایی مانند مس و قلع شده و کیفیت فولاد نهایی را افزایش میدهد.