آهن اسفنجی که به عنوان آهن کاهش یافته مستقیم (DRI) نیز شناخته می شود، نوعی فرآورده آهنی است که با کاهش گلوله های سنگ آهن یا سایر مواد آهن دار با استفاده از گاز احیا کننده مانند گاز طبیعی یا زغال سنگ تولید می شود. محصول به دست آمده یک ماده آهنی متخلخل و اسفنج مانند است که می تواند به عنوان ماده اولیه در تولید فولاد استفاده شود.
فرآیند تولید آهن اسفنجی از گلوله های سنگ آهن شامل چندین مرحله است:
- گندله سازی : ریزدانه های سنگ آهن با چسب مخلوط می شوند و به صورت گلوله در می آیند و سپس برای تقویت آنها تا دمای بالا حرارت می دهند.
- کاهش: گلوله های سنگ آهن به یک کوره احیاء وارد می شوند، جایی که در حضور یک گاز کاهنده مانند گاز طبیعی یا زغال سنگ تا دمای بالا (حدود 1000 درجه سانتیگراد) گرم می شوند.
- واکنش احیاء: گلوله های سنگ آهن تحت یک واکنش احیا قرار می گیرند که در آن اکسیژن از اکسید آهن خارج می شود و در نتیجه آهن اسفنجی تشکیل می شود.
- خنک کردن: آهن اسفنجی سرد شده و سپس از کوره تخلیه می شود.
مزایای تولید آهن اسفنجی از گلوله های سنگ آهن عبارتند از:
- بهره وری انرژی: این فرآیند در مقایسه با روش های سنتی کوره بلند از نظر انرژی کارآمدتر است.
- انتشار کمتر : این فرآیند در مقایسه با روش های سنتی تولید فولاد، انتشار کمتری تولید می کند.
- انعطاف پذیری: آهن اسفنجی را می توان به عنوان ماده اولیه در فرآیندهای مختلف تولید فولاد از جمله کوره های قوس الکتریکی و کوره های القایی استفاده کرد.
آهن اسفنجی به دست آمده را می توان در کاربردهای مختلفی استفاده کرد، از جمله:
- تولید فولاد: آهن اسفنجی را می توان به عنوان ماده اولیه در تولید فولاد به تنهایی و یا در ترکیب با آهن قراضه استفاده کرد.
- کاربردهای ریخته گری: آهن اسفنجی را می توان در کاربردهای ریخته گری مانند تولید محصولات چدن استفاده کرد.
- متالورژی پودر: از آهن اسفنجی می توان برای تولید پودرهای آهن استفاده کرد که می توان از آن در کاربردهای مختلفی از جمله متالورژی پودر استفاده کرد.