تفاوت آهن اسفنجی و گندله چیست؟
امروزه محصولات آهنی و فولادی و آلیاژهای هر کدام به عنوان اجزایی جدانشدنی از صنایع به شمار می آیند. بهتر است بدانید آهن در گذشته بسیار کمیاب و حتی گران تر از عناصری مانند طلا شناخته می شد، امروزه این فلز به همراه مهم ترین آلیاژ آن فولاد، فرآیند تولید خاصی را طی کرده و نیاز به مواد اولیه مشخصی دارد.
این مواد اولیه شامل
گندله، آهن اسفنجی، بریکت و کنسانتره می باشند که هر کدام از آن ها به نوعی
خانواده آهن به شمار می آیند، اما به علت تفاوت در ترکیبات آن ها، ساختار و خواص
اختصاصی مربوط به خود را دارا می باشند. در واقع این مواد برای شارژ کوره بلند به
درون آن ریخته می شوند تا در زمان ذوب مواد، انرژی لازم برای ذوب آهن و فرآوری
محصولات فولادی تعیین شود.
آهن اسفنجی و گندله از
اصلی ترین انواع این مواد می باشند که بیشترین تفاوت آن ها در نحوه تولید هر کدام
است که سبب تمایز در کاربرد، خواص و کیفیت نهایی محصول می شود. شکل ظاهری این دو
محصول و 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.
هر دو این فلزات برای
تولید آلیاژهای مختلف آهن، یعنی فولاد و محصولات فولادی و چدن به کار برده می شوند،
اما کاربرد آهن اسفنجی در ساخت انواع خود و به عنوان جایگزین مناسب برای قراضه
آهن، بیشتر و گسترده تر می باشد.
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. برای درک بهتر تفاوت این دو ماده بهتر است ابتدا تعریف اختصاری
از هر کدام داشته باشید.
بررسی گندله
یک ماده اولیه برای
تولید آهن و محصولات حاصل از آن گندله نامیده می شود که شکل ظاهری کروی شکل داشته
و از آلیاژ آهن و عناصر تشکیل دهنده دیگری ساخته می شود. این ماده برای ساخت فولاد
استفاده می شود و روش هایی کوره بلند و احیا مستقیم برای به کار گیری آن کاربرد
دارند.
با این وجود بهتر است
بدانید اگر از روش احیا مستقیم استفاده کنند، باید گندله با عیار بیشتری را به کار
ببرند که ناخالصی آن کمتر است؛ در مقابل روش کوره بلند، نیاز به ابعاد بزرگ تری از
گندله با استحکام بیشتری نیز دارد. اندازه این مواد بین 6 تا 16 میلی متر متغیر
بوده و دانه بندی آن نیز بین 0 تا 100 میکرون است.
گندله از طریق کنسانتره مواد آهنی تولید می شوند و در واقع آسیاب شده است، اما کوچک بودن دانه های آن سبب شده تا به راحتی نتوان از آن در واحدهای تصفیه و احیا مستقیم استفاده کرد؛ در نتیجه آهن را طی یک فرآیند به گندله تبدیل می کنند. امروزه قیمت آهن بر نرخ تمامی آلیاژهای آهنی و غیر آهنی اثر دارد، اما جایگزین مناسب آن استفاده از گندله یا آهن اسفنجی است. آهن پس از طی فرآیند مخصوص و تبدیل به گندله، به راحتی در واحد های ذوب و احیا مستقیم مورد استفاده قرار می گیرد. در نهایت گندله نوعی ماده اولیه برای تولید آهن اسفنجی، اسلب و ... است.
حتما ببینید:گندله چیست
بررسی آهن اسفنجی
نام دیگر این ماده، به
آهن احیا مستقیم شهرت یافته است و یک نوع ماده با شکل ظاهری شبیه به گندله، سطح
ظاهری متخلخل و دارای استحکام بسیار بالا می باشد که یکی از اجزای اصلی شارژ کوره
های فولاد سازی به شمار می آید. سطح ظاهری متخلخل آهن اسفنجی سبب شده تا این ماده
در زمان ذوب کوره، گرمای بسیار زیادی را جهت ذوب آزاد کند. ماده اولیه تولید آهن
اسفنجی، گندله است؛ به نوعی می توان گفت آهن اسفنجی یکی از انواع گندله با شکل
ظاهری تغییر یافته می باشد.
استفاده از آهن اسفنجی
مزیت های بسیاری را به همراه دارد که از جمله آن ها می توان به مصرف کمتر انرژی،
کاهش هزینه تولید، کاهش آلاینده ها و برطرف شدن نیاز به قراضه آهن اشاره کرد. این
محصول همراه با قطعات و ضایعات آهنی در کوره های ککی یا بلند برای ذوب آهن قرار
گرفته و محصول نهایی این فرآیند، شمش، اسلب فولادی و بیلت می باشد.
حال برای تولید انواع
ورق ها و مقاطع فولادی و آلیاژی از اسلب فولادی یا در برخی مواقع شمش استفاده می
شود. اسلب یک محصول میان خطی و نیمه نهایی فولادی است که برای تولید انواع ورق های
فولادی استفاده می شود؛ در واقع می توان گفت قیمت روز اسلب فولادی یا تختال در نرخ این
فلزات اثرگذار بوده و البته بسته به کیفیت آهن اسفنجی و هزینه آن متغیر است. با
این حال می توان گفت نرخ مقرون به صرفه ای داشته و به همین علت از آن برای تولید
کلاف های گرم و سرد و پوششی استفاده می شود.
در ادامه به بررسی اختصاصی تفاوت آهن اسفنجی و گندله پرداخته ایم. ممکن است در نظر داشته باشید هر دو این مواد برای تولید محصولات فولادی و آلیاژی به کار برده می شوند، اما تفاوت ساختاری آن ها سبب ایجاد تمایز در کاربردها و افزایش محدودیت در به کار گیری آن ها خواهد شد.
حتما ببینید:آهن اسفنجی چیست
تفاوت گندله و آهن اسفنجی در روش تولید
روش تولید یکی از اصلی
ترین موارد در بررسی تفاوت های گندله و آهن اسفنجی شناخته می شود. همان طور که
اشاره شد، گندله با استفاده از کوره های ککی یا بلند تولید شده و ماده اولیه آن
سنگ آهن 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. بیشترین کاربرد این ماده برای تولید چدن، آهن اسفنجی و سپس فولاد است.
روش تولید آهن اسفنجی
نیاز به انجام عملیات احیا مستقیم گندله یا سنگ آهن دارد. 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 ذغال 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 می شود.
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 ورق های فولادی برای تولید
کنندگان و مصرف کنندگان این صنایع حائز اهمیت باشد. از جمله انواع این ورق ها می
توان به ورق گرم، سرد، پوششی، گالوانیزه و ... اشاره کرد. هر کدام از این محصولات
به تنهایی نوعی آلیاژ فولادی به شمار می آیند و گریدهای مختلف همراه با خواص
متفاوتی را به خود اختصاص می دهند؛ در نتیجه کاربرد هر کدام از ورق های فولادی با
دیگری تمایز دارد.
تفاوت آهن اسفنجی و گندله در خواص
آنالیز در خواص آهن
اسفنجی و گندله نشان دهنده این است که خواص این دو شباهت بسیاری به یک دیگر دارد و
تنها درصد و خلوص آن ها متفاوت است؛ زیرا آهن اسفنجی نوع دیگری از گندله است. 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.
تفاوت گندله و آهن اسفنجی در 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 آهن قراضه را نیز دارد و
برای تولید بریکت نیز از آن استفاده می شود. 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.
برای جلوگیری از این اتفاق، می توان پس از تولید اسلب، ورق های گرم را طی فرآیند نورد گرم تولید کرد؛ پس از آن محصولات اسیدشویی را به دست آورد و با انجام فرآیند گالوانیزاسیون بر روی این شیت ها، ورق های گالوانیزه را تولید کرد که دارای مقاومت ویژه ای در برابر خوردگی، زنگ زدگی، اکسیداسیون و رطوبت می باشند. بهتر است بدانید نرخ آهن اسفنجی در نهایت بر نرخ تمامی این قطعات از جمله قیمت ورق های گالوانیزه اثرگذار است؛ زیرا این مواد همگی در چرخه تولید آلیاژهای آهنی و غیر آهنی قرار گرفته و طبیعی است که علاوه بر خواص و ویژگی های نهایی نرخ آن ها از یک دیگر نیز تأثیر بگیرد. در نهایت نیز بهتر است بدانید نرخ محصولات گالوانیزه با توجه به داشتن این ویژگی و خواص دیگر مقرون به صرفه می باشد.
حتما بخوانید:تفاوت آهن و چدن
جمع بندی
در نهایت 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. تفاوت 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.