فرآیند تولید آهن اسفنجی

آهن اسفنجی از طریق احیای سنگ آهن به آهن فلزی از طریق واکنش با کربن به شکل زغال سنگ و غیره در حدود 1100 درجه سانتیگراد تشکیل می شود. آهن اسفنجی همچنین به عنوان آهن احیا شده مستقیم، آهن فلزی شده یا آهن بریکت شده داغ نیز شناخته می شود.

آهن اسفنجی در صنعت آهن و فولاد به عنوان جایگزینی برای قراضه در کوره های القایی و قوس الکتریکی استفاده می شود. در طول سال ها، کمبود قراضه ذوب گران قیمت، آهن اسفنجی را به یک ماده اولیه مهم برای تولید فولاد با کیفیت بالا تبدیل کرده است.

این فرآیند یکی از قدیمی ترین روش های احیای مستقیم است و ساختار آن بر اساس یک کوره سیمان افقی است. در این روش، زغال سنگ حرارتی (به عنوان عامل احیا کننده) با سنگ آهن مخلوط می شود و آهن اسفنجی در یک کوره افقی تولید می شود.

• ورودی سنگ آهن: در فرآیند میدرکس یا HYL، به طور کلی توصیه می شود از گندله های پخته شده با کیفیت بالا با حداکثر حدود 30٪ کلوخه سنگ آهن استفاده شود. تا 100٪ از کلوخه ها را می توان در این فرآیند استفاده کرد و از برخی انواع گندله های خام نیز استفاده خواهد شد. استفاده از سنگ مگنتیت توصیه نمی شود زیرا به سنگ آهن هماتیت با عیار بالا نیاز دارد.
• عامل احیا کننده: مزیت این روش امکان استفاده از زغال سنگ حرارتی با کیفیت نسبتاً پایین به عنوان عامل احیا کننده است. زغال سنگ در کوره گاز مونوکسید کربن تولید می کند که اکسید آهن را احیا می کند. با وجود دمای نسبتاً بالا در کوره، سرعت واکنش نسبتاً کم است و کوره ظرفیت کمی خواهد داشت. هیچ گاز هیدروژنی در این فرآیند وجود ندارد.
• نوع کوره احیا: کوره افقی دوار که در فشار کمی بالاتر از فشار اتمسفر کار می کند. کوره دوار اصلی شامل بخش پیش گرمایش و ناحیه احیا است که گازهای ناشی از واکنش در دمای حدود 1000 درجه سانتیگراد تخلیه می شوند و سیستم های بازیافتی پیش بینی نشده است، به همین دلیل این انرژی معمولاً برای تولید برق استفاده می شود. قسمت خنک کننده کوره یک محفظه کاملاً جداگانه است که از بیرون توسط آب خنک می شود.
• دمای احیا: حدود 1000 تا 1100 درجه سانتیگراد.
• تاریخچه فرآیند: از سال 1980.
• موقعیت فرآیند: تثبیت شده و تجاری شده.
• ظرفیت بهینه: تقریباً 100 تا 150 هزار تن در هر ماژول.
• سهم بازار: حدود 23٪ از کل تولید آهن اسفنجی.