گندله و آهن اسفنجی هر دو جزء مهمی از صنعت فولاد هستند، اما تفاوت‌های زیادی در نحوه تولید، کاربرد و ویژگی‌های آنها وجود دارد که تأثیر زیادی بر فرآیند تولید فولاد دارد. هرکدام از این محصولات نقشی خاص در تبدیل سنگ آهن به فولاد دارند و از این نظر تفاوت‌های آنها می‌تواند بر انتخاب روش‌های تولید و هزینه‌ها تاثیر بگذارد. در این مقاله از هایرون، قصد داریم به مقایسه دقیق این دو ماده و نحوه تأثیرگذاری آنها در فرآیند تولید فولاد بپردازیم.
| ویژگی | گندله | آهن اسفنجی |
| روش تولید | از سنگ آهن فرآوری شده و مواد افزودنی ساخته می‌شود | از احیای مستقیم سنگ آهن بدون ذوب آن به دست می‌آید |
| کاربرد | ماده اولیه برای تولید آهن در کوره بلند | ماده اولیه برای تولید فولاد در کوره قوس الکتریکی |
| درصد آهن خالص | پایین‌تر (حدود ۶۵%) | بالاتر (بیش از ۸۰%) |
| ساختار | متخلخل و به شکل گلوله | متخلخل و اسفنجی شکل |
| مزایا | قیمت پایین‌تر، حمل و نقل آسان‌تر | درصد آهن خالص بالاتر، خلوص بیشتر، مناسب برای تولید فولاد با کیفیت بالا |
| معایب | درصد آهن خالص پایین‌تر، نیاز به فرآوری بیشتر | قیمت بالاتر، نیاز به تجهیزات خاص برای تولید |
گندله ماده‌ای است که به‌عنوان تغذیه‌کننده برای کوره‌های احیای مستقیم سنگ آهن استفاده می‌شود. این ماده به شکل گلوله‌های کوچک تهیه می‌شود و در فرآیند تولید فولاد به روش‌های کوره بلند و احیای مستقیم کاربرد دارد. به طور کلی، گندله‌سازی یک مرحله واسطه‌ای بین استخراج سنگ آهن از معادن و تبدیل آن به فولاد در کارخانه‌ها است که نقش کلیدی در فرآیند تولید فولاد ایفا می‌کند.
آهن اسفنجی، که به‌عنوان DRI (Iron Direct Reduced) یا آهن احیای مستقیم نیز شناخته می‌شود، محصولی است که از احیای سنگ آهن در شرایط خاص و بدون ذوب آن تولید می‌شود. این فرآیند معمولاً با استفاده از گازهای کاهنده، مانند گاز طبیعی یا زغال‌سنگ، انجام می‌گیرد و موجب جدا شدن اکسیژن از سنگ آهن می‌شود. نام “آهن اسفنجی” به دلیل ساختار متخلخل و پر از حفره‌های آن است که شباهت زیادی به گندله دارد. این ساختار باعث افزایش سطح تماس و بهبود واکنش‌های شیمیایی در مراحل بعدی فرآیند تولید فولاد می‌شود. به همین دلیل، آهن اسفنجی به‌طور گسترده‌ای در صنایع فولادسازی استفاده می‌شود و در فرآیندهای مختلف از جمله کوره‌های بلند و احیای مستقیم فولاد نقش کلیدی ایفا می‌کند.
در فرایند تولید محصولات فولادی، از گندله‌های متخلفی از جمله گندله‌های آهنی و اسفنجی به عنوان مواد اولیه استفاده می‌کنند. هر یک از این دو محصول به عنوان یکی از اصلیترین مواد اولیه در تولید زنجیره‌های فولادی شناخته می‌شوند، اما با این حال تفاوت‌های نیز با یکدیگر دارند که در ادامه قصد داریم آنها را مورد بررسی قرار دهیم:
یکی از اصلیترین تفاوت‌های میان گندله آهنی و اسفنجی در فرایند تولید آنهاست! آهن اسفنجی از احیای مستقیم اکسید آهن به‌دست می‌آید و در حقیقت، نتیجه تغییر ساختاری و واکنش‌های شیمیایی گندله است. این فرآورده به دو شیوه اصلی تولید می‌شود که یکی از طریق گاز طبیعی در روش‌هایی مانند میدرکس، HYL و Purofer و دیگری با استفاده از زغال‌سنگ احیا شده در فرآیندهایی همچون Jindal DRC و SL/RN است. در این میان، روش میدرکس به‌دلیل کارایی بالا و گستردگی استفاده، متداول‌ترین شیوه تولید آهن اسفنجی محسوب می‌شود.
با بررسی مراحل تولید، مشخص می‌شود که گندله در گام نخست تولید شده و سپس طی فرآیند احیا، به آهن اسفنجی تبدیل می‌شود. این محصول به‌عنوان ماده اولیه در صنایع فولادسازی، نقش کلیدی در تولید انواع مقاطع و محصولات فولادی دارد.
در نگاه اول کاربرد اصلی هر دو نوع گندله آهنی و اسفنجی، تولید فراورده‌های فولادی است؛ اما در صحبتی کمی تخصصی‌تر می‌توان به این موضوع پی برد که آهن اسفنجی به‌عنوان یکی از بهترین جایگزین‌ها برای آهن قراضه شناخته می‌شود و به دلیل خواص ویژه‌ای که دارد، در صنایع مختلف کاربرد زیادی پیدا کرده است. این نوع آهن نه‌تنها به‌عنوان ماده اولیه در تولید فولاد استفاده می‌شود، بلکه در فرآیندهای تولید آهن فرفوژه و بریکت، که هر دو از انواع فولادهای فرآوری شده و با کیفیت بالا هستند، نیز به‌طور گسترده‌ای به کار می‌رود.
استفاده از آهن اسفنجی در این فرآیندها به دلیل ویژگی‌های خاص آن، از جمله خلوص بالاتر و ساختار یکنواخت‌تر، موجب بهبود کیفیت محصولات نهایی و افزایش کارایی در تولید فولاد می‌شود.
تحلیل دقیق ترکیبات گندله و آهن اسفنجی نشان می‌دهد که ساختار شیمیایی این دو ماده تا حد زیادی به هم شباهت دارد، اما تفاوت‌هایی در درصد و میزان خلوص عناصر مختلف مشاهده می‌شود. بر اساس داده‌های بدست آمده، برخی ترکیبات در آهن اسفنجی در مقایسه با گندله درصد بالاتری دارند. این تفاوت‌ها به‌طور عمده به‌دلیل فرآیند تغییر شکل گندله به آهن اسفنجی و تأثیرات آن بر ترکیب شیمیایی این محصول است.
در این رابطه لازم به ذکر است که مقدار آهن در گندله حدود ۶۵ درصد است، در حالی که در آهن اسفنجی این مقدار حداقل ۸۳ درصد می‌رسد. همچنین، ترکیب عناصر دیگری مانند منیزیم، گوگرد، اکسید سیلیسیم و اکسید آلومینیوم در این دو محصول تفاوت‌های قابل توجهی دارد. این تغییرات به دلیل تفاوت‌های فرآیند تولید و تغییرات شیمیایی در تبدیل گندله به آهن اسفنجی است.
همانند سایر مقاطع فولادی، قیمت‌گذاری هر دو این محصولات تحت تأثیر سیاست‌های کارخانه و شرایط بازار است. با این حال، چون فرآیند تولید آهن اسفنجی پیچیده‌تر است و به تکنولوژی پیشرفته‌تری نیاز دارد، معمولاً قیمت آن مقداری بالاتر است. این پیچیدگی‌ها باعث افزایش هزینه‌های تولید و در نتیجه قیمت نهایی آهن اسفنجی می‌شود.
با توجه به مواردی که در قسمت‌های قبلی مطلب مورد بررسی قرار گفت، پاسخ به سوال ذکر شده کمی دشوار بنظر می‌رسد، زیرا هر دو ماده برای فرآیند تولید فولاد ضروری و مکمل یکدیگر هستند. در واقع، هیچ‌یک از این دو محصول بدون وجود دیگری نمی‌تواند به‌طور مستقل عمل کند و هرکدام در مراحل مختلف زنجیره تولید فولاد نقش حیاتی دارند.
برای تولید فولاد، ابتدا آهن اسفنجی باید تولید شود که این فرایند بدون تولید گندله امکان‌پذیر نخواهد بود. به همین دلیل، برای فرآوری فولاد و تولید شمش، آهن اسفنجی حاصل از گندله یک ماده ضروری به شمار می‌آید.
بی شک، کاربرد گسترده صفحات فولادی در صنایع مختلف در سال‌های اخیر نشان دهنده توانایی یک کشور در عرصه فناوری و تولیدات است. کشور ایران نیز مانند اغلب کشورهای ...
ورق فولاد ضد زنگ، یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع مختلف است؛ این ماده به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی و زنگ زدگی، در صنایعی که در ...
میلگرد از اساسی‌‌ترین مصنوعات خام صنعتی به شمار می‌رود. در بسیاری از صنایع سازه، قطعه‌سازی و ماشین‌سازی میلگرد اصلیترین خوراک خام به شمار می‌رود.میلگرد در صنایع ساخت و ...
میلگرد ساده یا میلگرد بدون آج از مهمترین محصولات فولادی است که در بازار آهن آلات عرضه می‌شود؛ این نوع از میلگردها دارای هیچگونه آج و یا برآمدگی بر ...