آهن اسفنجی (Direct Reduced Iron – DRI) نوعی آهن است که از احیای مستقیم سنگ‌آهن بدون ذوب شدن به دست می‌آید. این ماده جایگزینی برای قراضه آهن در صنایع فولادسازی محسوب می‌شود و به دلیل خلوص بالاتر، مصرف انرژی کمتر و کاهش آلاینده‌ها در فرایند تولید فولاد اهمیت زیادی دارد.
فرایند تولید آهن اسفنجی
آهن اسفنجی از احیای سنگ‌آهن (به‌صورت گندله یا کلوخه) در دمای بالا و در محیطی با گاز احیاکننده (عمدتاً شامل گاز طبیعی) تولید می‌شود. این فرایند به دو روش اصلی انجام می‌شود:
1. روش گازی: احیا با گاز طبیعی حاوی CO و H₂ (مانند فرایندهای میدرکس و HYL).
2. روش زغالی: احیا با زغال‌سنگ حرارتی (مانند فرایند SL/RN).
ویژگی‌ها و مزایای آهن اسفنجی
✅ خلوص بالای آهن (حدود 85-95%)
✅ کاهش مصرف انرژی نسبت به روش‌های سنتی
✅ کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای
✅ کاهش وابستگی به قراضه آهن
✅ استفاده مستقیم در کوره‌های قوس الکتریکی و القایی
کاربردهای آهن اسفنجی
• تولید فولاد در کوره‌های قوس الکتریکی
• جایگزین قراضه آهن در کارخانه‌های فولادسازی
• تولید فولاد خام برای صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساختمان‌سازی، و تولید لوازم صنعتی
معایب و چالش‌ها
❌ اکسید شدن سریع در تماس با هوا (به دلیل تخلخل بالا)
❌ مشکلات حمل‌ونقل و نگهداری به دلیل اشتعال‌پذیری
❌ نیاز به تجهیزات ویژه برای جلوگیری از اکسید شدن
تفاوت آهن اسفنجی با چدن و قراضه
• چدن: حاوی مقدار زیادی کربن (بیش از 2%) و شکننده است.
• قراضه آهن: ناخالصی بیشتری دارد و تهیه آن وابسته به بازیافت فلزات است.
• آهن اسفنجی: خلوص بالا، قابلیت کنترل ترکیب شیمیایی، و مناسب برای تولید فولادهای باکیفیت‌تر.
جمع‌بندی
آهن اسفنجی یکی از مهم‌ترین مواد اولیه در صنعت فولادسازی مدرن است که به دلیل مزایای زیست‌محیطی، بهره‌وری بالا و کیفیت مناسب، جایگاه مهمی در تولید فولاد ایفا می‌کند.
