تفاوت آهن اسفنجی و گندله چیست؟
آهن اسفنجی و گندله دو ماده
اصلی برای تولید فولاد به شمار می آیند که با یک دیگر تفاوت های بسیاری دارند و
این موضوع تأثیر به سزایی در فولاد اولیه و محصولات نهایی آن خواهد داشت. از این
رو در این مطلب قصد بررسی تفاوت های آهن اسفنجی و گندله را داریم.
در واقع بیشترین تفاوت آن ها در نحوه تولید هر کدام است
که سبب تمایز در کاربرد، خواص و کیفیت نهایی محصول می شود. شکل ظاهری آهن اسفنجی و
گندله و همچنین کاربرد نهایی آن ها به یک دیگر کاملاً شباهت دارد، اما بهتر است
بدانید آهن اسفنجی بدون نیاز به ذوب، اکسیژن آن حذف شده و از طریق احیا مستقیم
تولید می شود. در مقابل گندله از طریق کنستانتره مواد آهنی در کوره های ککی یا
بلند به دست می آید.
در ادامه به بررسی تخصصی تر تفاوت آهن اسفنجی و گندله پرداخته شده است، اما در کل می توان گفت این مواد با نسبت های مختلف، به صورت تنها یا ترکیبی در کوره های ککی یا بلند ریخته شده تا با ذوب آن ها، حرارت لازم برای احیا آهن از سنگ آهن تهیه شده و آهن و فولاد مورد نیاز صنایع به دست آید.
آشنایی با آهن اسفنجی
یکی
از مهم ترین مواد اولیه ای که از طریق احیای مستقیم سنگ آهن استخراج شده از معادن
به دست می آید، آهن اسفنجی نامیده می شود. در واقع فرآیند احیا مستقیم از طریق جدا
کردن ناخالصی های سنگ معدنی آهن و اکسایش این ماده انجام می گیرد و مواد اولیه
مورد نیاز آن سنگ استخراج شده از معادن و زغال سنگ یا گاز طبیعی هستند.
محصول
نهایی آن نیز آهن اسفنجی می باشد که پس از طی مراحل و عملیات هایی نظیر ذوب، احیا،
ریخته گری و ... در واحدهای فولاد سازی، به مواد نیمه نهایی فولادی نظیر شمش، اسلب
یا تختال و ... تبدیل می گردد. در ایران استفاده از این ماده نیز از سال 1389 آغاز
شده است.
آشنایی با گندله
در
ابتدا فرآیند احیا و تولید آهن اسفنجی، سنگ آهن در یک سری دیسک قرار گرفته تا از
تکه های بزرگ به یک سری گلوله های کوچک با نام گندله تبدیل شوند. گندله سنگ آهن در
ابتدا ماده ای خام بوده که پس از پخته شدن در کوره های احیا به آهن اسفنجی تبدیل
می شود. این ماده ها قطری در بازه 6 تا 16 میلی متری داشته و از حدود 64 تا 72
درصد آهن و مواد اضافی برخوردار می باشند. آهن و مواد اضافی دیگر نیز ترکیبات
شیمیایی گندله و خواص متالورژیک آن را مشخص می کنند.
تبدیل سنگ آهن به گندله سبب شده تا محصول نهایی خواص فیزیکی و متالورژیکی بهتری داشته باشد؛ از این رو گندله یک ماده خام برای تولید آهن اسفنجی و سایر مواد اولیه آهنی به شمار می آید.
بررسی
دقیق تفاوت آهن اسفنجی و گندله
به طور کلی گندله و آهن اسفنجی سطح ظاهری
شبیه به یک دیگر دارند، اما آلیاژهای این دو ماده با یک دیگر متفاوت بوده و همین
موضوع سبب تمایز در خواص، کاربردها و اثرگذاری بر قیمت آهن در نهایت خواهد شد. در
واقع ماده اولیه برای تولید آهن اسفنجی، گندله سنگ آهن می باشد.
هر دو ماده از جمله اجزای اصلی شارژ کوره
های فولادسازی شناخته می شوند، اما سطح ظاهری متخلخل آهن اسفنجی سبب آزاد شدن گرما
بیشتری برای ذوب خواهد شد. جدول تفاوت این دو ماده اولیه در ادامه آورده شده و
تفاوت آن ها نیز به شکل تخصصی بررسی شده است:
فرآیند تولید
فرآیند تولید یکی از اصلی ترین موارد در
بررسی تفاوت های گندله و آهن اسفنجی شناخته می شود. به طوری که ساخت گندله به
وسیله کوره های ککی یا بلند انجام شده و ماده اولیه آن سنگ آهن استخراج شده از
معادن مخصوص است. در طی این فرآیند نیز سنگ آهن همراه با مواد سرباره مانند کک و
سنگ آهک ترکیب شده و در دمای بالاتر 1500 درجه سانتی گراد ذوب می شود تا گندله به
دست آید.
این در صورتی است که برای تولید آهن اسفنجی
نیاز به انجام عملیات احیا مستقیم بر روی گندله یا سنگ آهن می باشد. در این فرآیند
اکسید آهن به وسیله گازهایی مانند گاز طبیعی، شهری، دی اکسید کربن و ... ترکیب شده
تا آهن اسفنجی تولید شود. البته لازم به ذکر است، تولید این ماده طی فرآیندهای
مختلفی با استفاده از منابع گازی و زغال سنگ
انجام می گیرد. این فرآیند بدون استفاده از کک و دیگر مواد کربنی انجام گرفته و
سبب تولید آهن اسفنجی با کیفیت بسیار بالا خواهد شد.
بالا بودن کیفیت این ماده سبب افزایش کارایی اسلب فولادی تولید شده از آن خواهد شد و در نهایت ورق های فولادی با کیفیتی تولید می شوند. امروزه استفاده از این فلزات در صنایع مختلف کشور رواج پیدا کرده است و سبب شده تا قیمت روز اسلب فولادی برای تولید کنندگان و مصرف کنندگان این صنایع حائز اهمیت باشد. از جمله محصولات حاصل از این ماده نیز می توان به ورق ها و مقاطع مختلف فولادی اشاره کرد.
حتما ببینید:گندله چیست
خواص
جالب است بدانید از نظر خواص و آنالیز
شیمیایی ترکیبات آهن اسفنجی و گندله با یک دیگر شباهت های بسیاری دارند، اما
بیشترین تفاوت این دو ماده در خلوص و درصد مواد می باشد. این موضوع به ثانویه بودن
آهن اسفنجی و تولید آن از گندله سنگ آهن برمی گردد. از این رو هر دو محصول دارای
عناصری مانند آهن، منیزیم، گوگرد، اکسید سیلیسیم و اکسید آلومینیوم با درصدهای
متفاوت می باشند، اما اصلی ترین تفاوت آن ها در میزان عیار آهن موجود می باشد که
در گندله حدود 68 درصد و در آهن اسفنجی حدود 83 درصد است.
همچنین بهتر است بدانید به علت دارا بودن آهن اسفنجی از یک ساختار و سطح متخلخل، سطح ویژه بیشتری داشته و قابلیت ترکیب با مواد دیگر برای تولید حرارت و سوختن را بیشتر به خود اختصاص می دهد؛ در مقابل میزان استحکام و سختی گندله بیشتر است.
حتما ببینید:آهن اسفنجی چیست
کاربرد
هر دو این مواد برای ساخت فولاد و آلیاژهای
آن در کوره های فولاد سازی به کار برده می شوند، اما باید توجه داشت که آهن اسفنجی
قابلیت جایگزین شدن به عنوان قراضه آهن را نیز دارد و برای تولید بریکت نیز از آن
استفاده می شود.
از این رو کاربردهای گندله سنگ آهن بیشتر
برای ساخت آهن اسفنجی به عنوان جایگزین قراضه آهن و در نتیجه ساخت شمش فولادی،
اسلب، بیلت و بلوم و در نهایت ورق ها و مقاطع فولادی می باشد. همان طور که می
دانید امروزه با کمبود مواد اولیه ای مانند قراضه آهن در صنایع همراه هستیم و همین
موضوع سبب بالا رفتن نرخ مواد اولیه و در نتیجه قیمت ورق های فولادی حاصل از این
مواد نیمه نهایی فولادی شده است.
با این حال می توان گفت محصولات نهایی گندله و آهن اسفنجی دارای یک عیب بزرگ می باشند و آن ضعیف بودن آلیاژهای آهنی و فولادی در برابر خوردگی، رطوبت و زنگ زدگی است. در واقع به همین دلیل است که طی فرآیندهای مختلف، ورق ها و مقاطع فولادی را پوشش می دهند تا استحکام لازم در برابر موارد ذکر شده را پیدا کنند.
حتما بخوانید:تفاوت آهن و چدن
قیمت
تفاوت در قیمت یکی دیگر از
موارد قابل بررسی این مطلب می باشد. در واقع طبیعی است که قیمت گندله مقرون به
صرفه تر از آهن اسفنجی باشد؛ زیرا آهن اسفنجی محصول ثانویه ای است که از طریق
انجام عملیات احیا بر روی گندله به دست می آید. از سوی دیگر خلوص آهن بیشتری در
خود دارد.
با این وجود قیمت گذاری این
مواد اولیه بسته به کارخانه های فولادسازی کشور، نوسانات اقتصادی، قیمت شمش
وارداتی و نرخ فولاد جهانی دارد و همواره در حال تغییر است، اما نرخ آهن اسفنجی
بالاتر از گندله در نظر گرفته می شود.
جمع
بندی
تمامی محصولات فولادی که امروزه در مصارف و
صنایع صنعتی و همچنین زندگی روزمره ما حتی در عنوان قوطی کنسرو استفاده می شوند،
حاصل یک سری مواد اولیه و فرآیندهایی هستند که بر روی آن ها صورت می گیرد. گندله و
آهن اسفنجی دو نوع از مهم ترین این مواد به شمار می آیند که نقش مهمی را در ساخت
مواد اولیه نیمه نهایی فولادی مانند شمش و اسلب ایفا می کنند. در نهایت نیز باید
گفت آهن اسفنجی و گندله هر دو محصول مهمی در تولید آهن و فولاد به شمار می آیند و
به عنوان شارژ و مواد اولیه وارد کوره های فولادسازی می شوند.
همچنین در برخی مواقع آهن اسفنجی در نوع
بریکت نیز مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال تفاوت آهن اسفنجی و گندله در روش
تولید، کاربرد، خواص و قیمت از مهم ترین مواردی است که در این مطلب به آن ها
پرداخته شد. با این وجود بهتر است بدانید قیمت گندله معمولاً از آهن اسفنجی کمتر
می باشد؛ زیرا تولید آهن اسفنجی با وجود داشتن ظاهری متخلخل نیاز به مواد کربنی
مانند زغال سنگ دارد.