آهن اسفنجی چیست و چه کاربردی در ریخته گری دارد؟

آهن احیا شده به طور مستقیم (DRI) یا همان آهن اسفنجی محصول احیای مستقیم کانی آهن در حالت جامد توسط کربن مونواکسید و هیدروژن ناشی از گازهای طبیعی یا زغال سنگ است. اغلب کارخانه های احیای مستقیم بر پایه ی گاز، بخشی از کارخانه های یکپارچه ی کوچک ساخت فولاد هستند که در مجاورت کارخانه ی فولاد کوره قوس الکتریکی واقع شده اند. آهن اسفنجی هم می تواند به صورت داغ، وارد کوره ی قوس الکتریکی شود و هم به صورت سرد. برخی از کارخانه های تولید فولاد، آهن اسفنجی را از کارخانه های احیای مستقیم خود به کارخانه های کوچک تر خود در جاهای دیگر می فرستند و حجم کوچکی از این آهن اسفنجی نیز به اشخاص ثالث فروخته می شود. در هند کوره های کوچک بسیاری وجود دارند که آهن اسفنجی را تولید می کنند و از زغال سنگ به عنوان منبع انرژی و احیا بهره می برند. برخی از صنایع تولید آهن اسفنجی محدود به کارخانه های کوچک می شوند ولی بازار تجاری داخلی بزرگی وجود دارد که در آن هند 57 درصد از فولاد خام خود را در کوره های قوس الکتریکی تولید می کند. در این مقاله از آهن 724 به بررسی دقیق تر آهن اسفنجی می پردازیم و کاربرد آن را در ریخته گری بیان می کنیم. در سایت آهن 724 می توانید قیمت روز انواع آهن آلات از جمله قیمت میلگرد, تیرآهن، ورق، قوطی و پروفیل را مشاهده نمایید.

ساختار و ویژگی های آهن اسفنجی چیست

آهن های اسفنجی به طور کلی از مواد زیر با درصدهای ارائه شده تشکیل می شوند:

• آهن: 86.1 تا 93.5 درصد
• کربن: 1 تا 4.5 درصد
• گوگرد: 0.001 تا 0.03 درصد
• پنتا اکسید فسفر: 0.005 تا 0.09 درصد
• کلوخه سنگ: 3.9 تا 8.4 درصد

ویژگی های خاص آهن اسفنجی عبارت است از:

• اندازه: 4 تا 20 میلی متر
• چگالی ظاهری: 3.4 تا 3.6 تن بر متر مکعب
• چگالی توده: 1.6 تا 1.9 تن بر متر مکعب

استفاده از آهن اسفجی در ریخته گری و ساخت فولاد

تولید فولاد در کوره های قوس الکتریکی در حال گسترش در سطح جهان است. 5 سال گذشته، رشد چشمگیری را در تولید و استفاده از آهن اسفنجی در کوره های قوس الکتریکی به خود دیده است. آهن اسفنجی نباید به عنوان جانشین باطله در نظر گرفته شود. اتفاقا بر عکس، باید به آن به عنوان منبعی از آهن تصفیه شده ای که می تواند به عنوان مکمل مورد استفاده قرار گیرد، نگاه شود. آهن اسفنجی ماده ای با مقدار آهن بالا و پس ماندهای کم است که برای تولید آهن با کیفیت و محصولات فولادی در انواع گسترده ای از کوره ها مورد استفاده قرار می گیرد. آهن اسفنجی در حالت سرد حمل و نقل می شود ولی در کارخانه های یکپارچه می تواند در حالت داغ مستقیما وارد کوره ی قوس الکتریکی گردد (دمای تخلیه ی کوره بین 650 تا 700 درجه ی سانتی گراد است). مقادیر مورد استفاده ی آهن اسفنجی برای هر کارخانه ی ریخته گری متفاوت است و بستگی به موجودی باطله ی در محل، امکانات تولید، شیوه ی متالورژی و ترکیب مواد محصول فولادی دارد.

مزایای استفاده از آهن اسفنجی در کوره های قوس الکتریکی

• محتوای حاوی پس ماند بسیار پایین
• تحلیل های شیمیایی قابل پیش بینی، یک شکل و تصدیق شده
• تعادل های قابل پیش بینی توده و گرما
• محتوای کربن می تواند متناسب با نیاز کوره های قوس الکتریکی تغییر یابد
• توانایی کنترل بهتر آن نسبت به باطله
• می تواند به طور پیوسته به خورد کوره داده شود
• در کارخانه های یکپارچه می تواند در حالت داغ وارد کوره شود.
• کف کردن بهتر تفاله ها
• کنترل میزان نیتروژن در فولاد
• ثبات در عمل ذوب