بریکت چیست ؟ انواع بریکت آهن اسفنجی
بریکت در واقع همان آهن اسفنجی (Direct Reduced Iron) است با این تفاوت که در زمان تولید به صورت فشرده در آمده است. بریکت های آهن اسفنجی را می توان به سه دسته تقسیم بندی کرد. بریکت گرم آهن اسفنجی ، بریکت سرد آهن اسفنجی و بریکت نرمه آهن اسفنجی. از بریکت امروزه به طور وسیع در واحدهای فولاد سازی در سرتاسر دنیا استفاده می شود.
بریکت چیست؟
بریکت در واقع همان آهن اسفنجی (Direct Reduced Iron) است با این تفاوت که در زمان تولید به صورت فشرده در آمده است. بریکت های آهن اسفنجی را می توان به سه دسته تقسیم بندی کرد. بریکت گرم آهن اسفنجی ، بریکت سرد آهن اسفنجی و بریکت نرمه آهن اسفنجی. از بریکت امروزه به طور وسیع در واحدهای فولاد سازی در سرتاسر دنیا استفاده می شود.
بریکت نوعی ماده فشرده و متراکم است که از فرآوری مواد خام صنعتی یا معدنی به دست می‌آید. در صنعت فولاد، بریکت آهن اسفنجی یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مواد اولیه به شمار می‌رود. این محصول با فشرده‌سازی آهن اسفنجی تولید شده و برای بهبود کیفیت، حمل‌ونقل آسان و کاهش تلفات مواد اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد
آنچه در این مقاله خواهید خواند:
دلایل تولید بریکت آهن اسنفجی
آهن اسفنجی با وجود تمام مزایایی که دارد با معایبی نیز همراه است. یکی از روش هایی که برای کاهش این معایب پیشنهاد شده است فشرده سازی و تولید بریکت از آهن اسنفجی است. برخی از دلایل تبدیل آهن اسنفجی به بریکت عبارتند از:
- آهن اسفنجی ماده ای متخلخل است. همین باعث شده است که در واحد حجم وزن آن پایین باشد و حمل و نقل آن مقرون به صرفه نباشد.
- باز هم به دلیل ساختار متخلخل آهن اسفنجی، قابلیت اشتعال آن بالاست. یعنی آهن اسفنجی می تواند به صورت خود به خود متشعل شود. همین باعث شده است حمل و نقل و نگهداری آن با مشکلاتی همراه باشد و استانداردهای سخت گیرانه ای برای حمل و نقل دریایی آن در نظر گرفته شود.
- پتانسیل اکسید شدن آهن اسنفجی بالاست و اکسید آهن تولید شده می تواند راندمان فرایند تولید فولاد را کاهش دهد.
- استحکام مکانیکی آهن اسفنجی پایین است و در زمان حمل و شارژ به کوره احتمال خرد شدن و تبدیل آن به ذرات ریز وجود دارد. این ذرات در زمان شارژ به صورت گرد و غبار از کوره خارج می شوند و راندمان را کاهش می دهند. ضمن اینکه گرد و غبار ایجاد شده می تواند باعث آسیب به سایر تجهیزات نیز بشود.
با توجه به موارد ذکر شده مشخص است که یکی از راه های کاهش تخلخل آهن اسفنجی، فشرده کردن آن است.
انواع بریکت آهن اسفنجی
بریکت آهن اسفنجی از جمله مواد مصرفی واحدهای فولاد سازی ست. بریکت ها بر اساس دمای آهن اسفنجی در زمان ساخت به دو دسته ی بریکت های گرم و سرد تقسیم می شوند. در بریکت سازی سرد، مواد ورودی به دستگاه در دمای محیط هستند. نوع ماده ی ورودی در این روش می تواند نرمه ی آهن اسفنجی یا آهن اسفنجی باشد. در بریکت سازی گرم عملیات در دمای بیشتر از 650 درجه سانتیگراد انجام می شود. بریکت های تولید شده در این روش از نظر حمل و نقل و ایمنی مناسب تر هستند.
1. بریکت سرد (CBI - Cold Briquetted Iron)
عملیات ساخت بریکت های سرد در دمای محیط انجام می شود. یکی از مزایای مهم تولید بریکت آهن اسفنجی به روش سرد امکان اضافه کردن برخی آلیاژها بر حسب سفارش مصرف کننده به منظور اصلاح ویژگی های آهن اسنفجی ست.این نوع بریکت با استفاده از آهن اسفنجی در دمای محیط و بدون اعمال حرارت بالا تولید می‌شود. در این روش، آهن اسفنجی را با چسب‌ها و مواد افزودنی مخلوط کرده و تحت فشار بالا به شکل بریکت درمی‌آورند.
ویژگی‌های بریکت سرد:
حمل‌ونقل و انبارداری آسان‌تر نسبت به آهن اسفنجی
مقاومت بالا در برابر خرد شدن
قابلیت جایگزینی قراضه آهن در فولادسازی
احتمال ناخالصی بیشتر نسبت به بریکت گرم
2. بریکت گرم (HBI - Hot Briquetted Iron)
در فرآیند تولید بریکت گرم، آهن اسفنجی تا دمای حدود 650 درجه سانتیگراد گرم شده و سپس تحت فشار بالا متراکم می‌شود. این روش باعث بهبود استحکام مکانیکی و کاهش احتمال اکسید شدن محصول می‌شود.
ویژگی‌های بریکت گرم:
چگالی بالا و کاهش تخلخل
مقاومت بیشتر در برابر اکسیداسیون
ایمنی بالاتر در حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی
هزینه تولید بالاتر نسبت به بریکت سرد
3. بریکت نرمه (Fines Briquettes)
این نوع بریکت از گرد و غبار (نرمه) آهن اسفنجی تولید می‌شود که طی فرآیند احیا مستقیم به‌وجود می‌آید. این بریکت از نظر کیفیت نسبت به دو نوع قبلی پایین‌تر است اما همچنان در برخی صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ویژگی‌های بریکت نرمه:
بازیافت گرد و غبار آهن اسفنجی
کاهش هدررفت مواد اولیه
کیفیت پایین‌تر نسبت به بریکت‌های گرم و سرد
بریکت آهن گرم (HBI)
بریکت آهن گرم فرمی از آهن اسفنجی است که در دمای بالاتر از 650 درجه سانتیگراد فشرده شده است و چگالی آن از 5 هزار کیلوگرم در هر متر مکعب بیشتر است.
HBI به منظور حل کردن برخی از مشکلات آهن اسفنجی مانند حمل و نقل به وجود آمد. بریکت گرم از آهن اسفنجی تخلخل کمتری دارد و همین مساله باعث می شود که تمایل پایینتری برای ترکیب با اکسیژن و خود اشتعالی از خود نشان دهد. خوداشتعالی یکی از مشکلات آهن اسفنجی در زمان انبار کردن و حمل و نقل است.
بازار اصلی HBI کوره های قوس الکتریکی ساخت فولاد است اما از آن در کوره های BOF و همچنین کوره بلند نیز استفاده می شود.
بریکت نرمه ی آهن اسفنجی
ذرات آهن اسفنجی که کمتر از 6 میلیمتر هستند به عنوان نرمه شناخته می شوند. وجود این ذرات باعث کاهش راندمان کوره های فولاد سازی می شود. از جمله اقداماتی که در راستای افزایش راندمان کوره ها و همچنین استفاده از مواد جانبی می شود انجام داد جدا کردن نرمه های آهن اسفنجی و تبدیل آن بریکت است. در این روش نرمه های آهن اسفنجی که در مسیر واحد احیای مستقیم و واحد فولاد سازی ایجاد می شود، جدا شده و با آهک و چسب سیلیکات در دستگاه های بریکت زنی فشرده می شود تا به بریکت تبدیل شود. از این بریکت ها در کوره های قوس الکتریکی استفاده می شود.
مزایای استفاده از بریکت آهن اسفنجی
استفاده از بریکت در صنعت فولاد مزایای متعددی دارد که شامل:
کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل به دلیل فشرده بودن و کاهش حجم
کاهش تلفات مواد اولیه در مقایسه با آهن اسفنجی
استحکام مکانیکی بالا و کاهش احتمال خرد شدن
کاهش ریسک اشتعال و اکسیداسیون نسبت به آهن اسفنجی
بهبود عملکرد کوره‌ها با افزایش راندمان ذوب
امکان تنظیم ترکیب شیمیایی و افزایش کنترل روی فرآیند فولادسازی
معایب بریکت آهن اسفنجی
با وجود مزایای زیاد، استفاده از بریکت آهن اسفنجی دارای برخی معایب نیز است:
هزینه تولید بالاتر به‌ویژه در روش تولید بریکت گرم
نیاز به تجهیزات پیشرفته‌تر برای فرآوری و تولید
میزان ناخالصی بیشتر در برخی انواع بریکت نسبت به آهن اسفنجی
وابستگی به فناوری‌های خاص برای تولید و فرآوری
قیمت بریکت آهن اسفنجی
بریکت آهن اسفنجی بسیاری از معایب آهن اسفنجی را ندارد ولی از آنجا که برخی هزینه ها مانند حمل و نقل آهن اسفنجی و انجام عملیات بریکت زنی روی آن انجام شده است طبیعی ست که قیمتی بالاتر از آهن اسفنجی داشته باشد. از طرفی بریکت آهن اسنفجی نیز مانند آهن اسنفجی به صورت فله ای و بدون بسته بندی جابجا می شود و باعث شده است که امکان حمل آن در تناژ بالا مقدور باشد.
عوامل مختلفی در قیمت بریکت آهن اسفنجی تاثیر گذار هستند. نوع بریکت و همچنین آنالیز شیمیایی آن از جمله ی این عوامل هستند. برای تعیین قیمت دقیق بریکت باید نوع کیفیت و آنالیز آن را در اختیار داشت. کارخانه های تولیدکننده بریکت، آنالیز بریکت های تولیدی خود را ارائه می دهند.
بریکت آهن اسفنجی در دو نوع کوره ی قوس الکتریکی و کوره القایی استفاده می شود. در موقع خرید باید نوع و ظرفیت کوره به فروشنده اعلام شود تا متناسب با آن بریکت را پیشنهاد بدهند.
صادرات بریکت آهن اسفنجی
کشور ایران دومین تولید کننده آهن اسفنجی در جهان است و از واردات آن بی نیاز است و با توجه به مازاد تولید، در زمینه صادرات آن نیز فعال است. بر اساس آمار اعلام شده در پنج ماهه نخست سال 1400 بالغ بر 490 هزار تن آهن اسنفجی صادر شده است که در مقایسه با مدت مشابه سال گذشته 190 درصد رشد داشته است. صادرات آهن اسفنجی به صورت بریکت راحتر و مقرون به صرفه تر است و خطرات حمل آهن اسفنجی را نیز ندارد.
نتیجه‌گیری
بریکت آهن اسفنجی به‌عنوان یک ماده اولیه مهم در صنعت فولاد، جایگزین مناسبی برای قراضه آهن و آهن اسفنجی است. این محصول با کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل، بهبود عملکرد کوره‌های فولادسازی و افزایش راندمان تولید، نقش مهمی در زنجیره تأمین فولاد ایفا می‌کند. با این حال، هزینه‌های بالای تولید و نیاز به فناوری پیشرفته، چالش‌هایی هستند که در توسعه این صنعت باید مورد توجه قرار گیرند.
