تاریخ صنعت فولاد یک سری از نقاط عطف بسیار مهم را در طول زمان داشته است، که به تحولات گسترده در تولید آهن و فولاد منجر شده است. یکی از مهم‌ترین این نقاط عطف، تولید آهن اسفنجی و بریکت است که به طور چشمگیری صنعت فولاد را تحت تاثیر قرار داده است. تولید بریکت آهن اسفنجی نه تنها باعث کاهش خطرات ایمنی، بهداشتی و زیست‌محیطی مرتبط با تولید این محصول اساسی شده است، بلکه باعث بهبود فرآیند تولید و کاهش مدت‌زمان آن نیز گردیده است. در این مقاله، سعی شده است به سؤالاتی همچون “بریکت چیست؟” و “کاربرد بریکت چیست؟” پاسخ داده شود تا مخاطبان بتوانند با مزیت‌ها و روش‌های مختلف بریکت‌سازی، از جمله بریکت سرد و گرم، آشنا شوند.
بریکت چیست ؟
بریکت چیست ؟ بریکت یکی از تجهیزاتی است که در صنعت فولاد از کاربردهای مختلفی برخوردار است. صنعتگران با برخی از اقدامات و انجام فرآیندهای فشرده‌سازی بر روی محصولاتی مانند آهن اسفنجی، خرده‌های آهن، پلیسه و… می‌توانند بریکت را تولید کنند. در واقع بریکت همان آهن اسفنجی است که به صورت فشرده به وجود آمده است. برای آشنایی بیشتر با اینکه آهن اسفنجی چیست، مقالات مربوط به این فراورده فولادی را مطالعه کنید.
بریکت سازی در صنعت فولاد و آهن به طور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد. از موارد کاربرد آن می توان به بریکت سازی زغال سنگ، بریکت سازی کک و بریکت سازی آهن اسفنجی اشاره نمود. در این مقاله به بررسی بریکت آهن اسفنجی می پردازیم.
بریکت آهن اسفنجی محصولی است که در بسیاری از واحدهای فولادسازی دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند بریکت سازی آهن اسفنجی با توجه به دمای آهن اسفنجی ورودی به ماشین بریکت زنی، به دو گروه بریکت سازی سرد و گرم تقسیم بندی می شود.
ویژگی‌های بریکت چیست ؟
یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد بریکت، امکان افزودن مواد افزودنی نظیر کربن و عناصر آلیاژی است که این ویژگی امکان کاربردهای متنوعی را به وجود می‌آورد. می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- افزایش کیفیت بار فلزی در کوره بلند و کاهش مصرف کک
- جایگزینی قراضه در کوره‌های القایی و قوس الکتریکی
- تولید فولاد آلیاژی با کربن و ناخالصی‌های پایین
- قابل‌استفاده در مواد معدنی
- قابل‌استفاده در ساخت فولاد
دلایل تولید بریکت آهن اسفنجی
تولید بریکت با هدف های خاصی انجام می شود که در ادامه به چند مورد از دلایل ساخت بریکت اشاره میکنیم.
- یکی از دلایل مهم و اصلی تولید بریکت، رفع یا کاهش معایب موجود در آهن اسفنجی است. در واقع زمانی که عملیات فشرده سازی را بر روی آهن اسفنجی انجام می دهند، عیوب آن تا حد زیادی کاسته شده و در نهایت بریکت آهن اسفنجی تولید می شود.
- آهن اسفنجی دارای منافذ و خلل است. به دلیل این ویژگی، از نظر حجمی وزن پایینی داشته و در نتیجه جابجایی آن از نظر اقتصادی به صرفه نخواهد بود. به همین علت این محصول را تبدیل به بریکت آهن اسفنجی می کنند.
- آهن اسفنجی خاصیت مشتعل شدن دارد و به سرعت دچار حریق می شود. به همین علت صنعتگران در نگهداری و حفاظت از آن با مشکلات مختلفی رو به رو هستند. برای کاهش خطرات ناشی از نگهداری آهن اسفنجی آن را به بریکت تبدیل می کنند.
- یکی از خاصیت های مهم آهن اسفنجی اکسید پذیری بالای آن می باشد. این خاصیت موجب کاهش عملکرد درست در صنعت فولادسازی می شود. بسیاری از تولیدکنندگان به همین دلیل در صنایع خود از بریکت آهن اسفنجی استفاده کنند.
انواع بریکت چیست ؟
بریکت هایی که در فرآیند تولید، از آهن اسفنجی تولید می شود را بریکت های آهن اسفنجی می گویند. بریکت آهن اسفنجی، که امروزه در بسیاری از واحدهای فولادسازی به کار می‌رود، به دو نوع سازی گرم و سرد تقسیم می‌شود.
بریکت سازی سرد و گرم بر اساس دمای آهن اسفنجی که وارد دستگاه بریکت زنی می شود ، تعیین می گردد. در فرآیند تولید بریکت سازی سرد، مواد ورودی در دمای محیط به ماشین بریکت زنی وارد می‌شود و این فرآیند باعث تولید بریکت‌های نرمه آهن اسفنجی و بریکت‌های سرد آهن اسفنجی می‌شود.
اما در بریکت سازی گرم فرایند بریکت سازی در دمای بیش از۶۵۰درجه سانتی گرد تولید می شود. برای حمل و نقل این نوع بریکت، شناخته شده ترین و ایمن ترین بریکت می باشد.
در ادامه به بررسی انواع بریکت آهن اسفنجی میپردازیم :
- بریکت گرم آهن اسفنجی
- بریکت سرد آهن اسفنجی
- بریکت نرمه آهن اسفنجی
در حوزه تولید بریکت، سه نوع اصلی شامل بریکت گرم آهن اسفنجی، بریکت نرمه آهن اسفنجی و بریکت سرد آهن اسفنجی به کار می‌روند. این تقسیم‌بندی بر اساس نوع و دمای فرآیند تولید بریکت انجام می‌شود.
بریکت گرم آهن اسفنجی
در بریکت سازی به روش گرم که با دمای بالا در حدود 650 درجه سانتی گراد تولید می‌شوند و به عنوان بریکت گرم آهن اسفنجی شناخته می‌شوند. این بریکت‌ها با دارا بودن چگالی بالا و استحکام مکانیکی مناسب، مقاومت به اکسیداسیون بالا و ایمنی در حمل و نقل جزء مهم ترین نوع بریکت‌ها هستند. در تولید بریکت گرم آهن اسفنجی، در حقیقت خطوط بریکت زنی گرم آهن اسفنجی اغالب با هدف صرفه جویی در مصرف انرژی در نزدیکی واحد احیاء مستقیم مستقر می شوند.
بریکت سرد آهن اسفنجی
بریکت سرد آهن اسفنجی که در دمای محیط تولید می‌شود، به عنوان یک گزینه با قابلیت‌های منحصر به فرد به بازار عرضه می‌شود. این نوع بریکت با داشتن ویژگی‌های خود از جمله سهولت در حمل و نقل و استفاده در شرایط مختلف فرآیندها مورد توجه قرار میگیرد.
بریکت نرمه آهن اسفنجی
شارژ اصلی ورودی خط تولید بریکت نرمه آهن اسفنجی، نرمه آهن اسفنجی می باشد نه خود آهن اسفنجی. حین فرآیند تولید آهن اسفنجی در حقیقت در واحد احیاء مستقیم، درصدی از آهن اسفنجی تولید شده به شکل آهن اسفنجی زیر سرندی و درصدی نیز به شکل غبار آهن اسفنجی از خط تولید به عنوان ضایعات واحد احیاء مستقیم خارج می شود.
نرمه آهن اسفنجی دارای درصدی آهن اسفنجی شکسته و درصدی نرمه و خاکه است. غبار آهن اسفنجی نیز محصول کاملا غبار از آهن اسفنجی با آنالیز نزدیک به این محصول می باشد.
از بریکت نرمه آهن اسفنجی در واحدهای احیای مستقیم، برای کوره فولادسازی استفاده می‌شود تا ابعاد زیر و کوچک آن باعث کاهش راندمان و تولید افزایش تلفات شود.
تفاوت بریکت با آهن اسفنجی چیست؟
برخی از تفاوت‌های مهم بین بریکت و آهن اسفنجی عبارتند از:
قابلیت ذخیره
بریکت‌ها به دلیل فشرده‌سازی و قالب‌گیری آسان، امکان ذخیره‌سازی آنها بسیار بالاست. این خاصیت به تأثیر زیادی بر انباره‌سازی و حمل و نقل آنها دارد. به عبارت دیگر، بریکت‌ها به راحتی می‌توانند در محل‌های مختلف نگهداری شده و از آنها استفاده شود. در مقابل، آهن اسفنجی به دلیل تخلخل بالا، قابلیت ذخیره کمتری دارد و نیاز به فضای بیشتری دارد.
هزینه راه‌اندازی خط تولید
راه‌اندازی خط تولید بریکت به دلیل فشرده‌سازی و فرآیند ساخت نسبت به آهن اسفنجی هزینه بالاتری دارد. این امر باعث می‌شود تا تنها تولیدکنندگان با توان مالی مناسب بتوانند این فرآیند را آغاز کنند. در حالی که تولید آهن اسفنجی با هزینه راه‌اندازی کمتری همراه است و امکان ورود به این صنعت برای شرکت‌های کوچکتر را فراهم می‌کند.
ترکیب و آلیاژها
بریکت‌ها قابلیت ترکیب با سایر عناصر آلیاژی مانند کربن و سایر مواد را دارند. این ویژگی به تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا خواص مختلفی به بریکت افزوده و آن را به نیازهای خاص خود تنظیم کنند. در مقابل، آهن اسفنجی در ترکیب خود دارای تخلخل بالایی است که این ترکیب با فولاد ترکیب شود، منجر به افزایش درصد ناخالصی آهن می‌شود.
حمل و نقل
تخلخل بالای آهن اسفنجی باعث می‌شود حمل و نقل آن به‌صرفه نباشد. از طرفی، بریکت‌ها به دلیل فشرده‌سازی، وزن و حجم کمتری دارند که حمل و نقل آنها را به‌صرفه‌تر می‌کند و هزینه‌های مرتبط با حمل و نقل را کاهش می‌دهد.
اکسیداسیون و استحکام مکانیکی
آهن اسفنجی به دلیل تخلخل و ساختار خاص خود، دارای پتانسیل اکسیداسیون بالاست. این خاصیت موجب کاهش راندمان تولید می‌شود. همچنین، آهن اسفنجی استحکام مکانیکی کمتری نسبت به بریکت دارد و در حین حمل و نقل یا شارژ شدن ممکن است متلاشی شود.
تفاوت روش تولید
تفاوت روش‌های تولید آهن اسفنجی و بریکت در ویژگی‌ها و مراحل تولید آنها مشهود است. در ادامه به توضیح تفاوت‌های اصلی بین روش‌های تولید آهن اسفنجی و بریکت پرداخته می‌شود.
تولید آهن اسفنجی با سه روش زغال حرارتی، گاز طبیعی و میدرکس صورت میگیرد که هریک ویژگی‌های خاصی برای فراورده به همراه دارند. این در حالی است که در تولید بریکت از سه روش گرم، نرمه و سرد استفاده می‌شود. تفاوت اصلی بین این دو روش در دما و فشار استفاده شده، که این تفاوت‌ها ویژگی‌های منحصر به فردی به بریکت‌ها و آهن اسفنجی می‌بخشد. این تفاوت‌ها نشان‌دهنده این است که هر کدام از این مواد برای مصارف خاص خود مزایا و محدودیت‌هایی دارند.
بریکت سرد چه تفاوتی با بریکت گرم دارد؟
بریکت‌های آهن اسفنجی به دو صورت سرد و گرم تولید می‌شوند و هرکدام از این انواع ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی دارند.
بریکت سرد
- روش تولید: در تولید بریکت سرد، مواد اولیه در دمای محیط وارد ماشین بریکت زنی می‌شوند.
- دمای تولید: دمای کمتری نسبت به بریکت گرم دارد.
- کاربرد: بریکت سرد معمولاً در صنایعی استفاده می‌شود که نیاز به دمای پایین‌تری دارند و امکان حمل و نقل آسان‌تری دارند. همچنین ممکن است در صنایعی که نیاز به محصولات با خصوصیات مختلف دمایی باشد، به کار رود.
بریکت گرم
- روش تولید: بریکت گرم از فرآیند تولید آهن اسفنجی با دمای بالا (بیش از 650 درجه سانتیگراد) به‌دست می‌آید.
- دمای تولید: دمای بالاتر این نوع بریکت باعث می‌شود که فشردگی بیشتری نسبت به بریکت سرد داشته باشد.
- کاربرد: بریکت گرم به دلیل فشردگی بالاتر و خصوصیات فیزیکی بهتر، در صنایع فولادسازی برای نورد و تولید فولاد به‌کار می‌رود. همچنین این نوع بریکت به عنوان یک منبع آهن اسفنجی با کیفیت برتر در بازار جهانی شناخته می‌شود.
در نتیجه، انتخاب بین بریکت سرد و گرم بستگی به نیازها و کاربردهای خاص هر صنعت و واحد فولادسازی دارد.
مزایای استفاده از بریکت آهن اسفنجی
استفاده از بریکت آهن اسفنجی به دلیل مزایای فوق، به عنوان یک ماده سوختی اقتصادی و کارآمد، در صنعت‌های مختلف به‌ویژه صنعت فولادسازی توصیه می‌شود. مهم‌ترین مزیت بریکت آهن اسفنجی، قیمت مناسب‌تر آن نسبت به آهن آهن اسفنجی است.
- سرعت پایین اکسیداسیون
- سهولت در انبار کردن و امکان ذخیره سازی آن در محیط کوچکتر
- امکان آلیاژسازی آن در زمان تولید
- درجه فلزی بیش از ۹۶ درصد
- مقاومت در برابر اشتعال
- استحکام مکانیکی بالا و عدم تولید غبار در زمان استفاده
- قیمت مناسب‌تر نسبت به آهن اسفنجی
- کیفیت معادن فلزی در بریکت حفظ می‌شود
- افزایش کیفیت بار فلزی با استفاده از بریکت
- کاهش مصرف کک در فرآیند تولید
- کاربرد گسترده در صنعت فولادسازی
کاربرد بریکت چیست؟
مزایای متعدد بریکت آهن اسفنجی باعث شده که کاربردهای گسترده‌ای در صنعت فولاد داشته باشد. در ادامه، با انواع کاربردهای بریکت آشنا می‌شوید:
- جایگزین قراضه آهن در کوره‌های قوس الکتریکی و القایی
- افزایش کیفیت محصول و کاهش مصرف کک در کوره‌های بلند
- جایگزین قراضه آهن در کنورتور فولادسازی به عنوان خنک‌کننده
- امکان تولید فولاد آلیاژی از آن به دلیل میزان کربن و ناخالصی پایین
قیمت بریکت آهن اسفنجی
قیمت بریکت آهن اسفنجی تحت تأثیر عوامل متعددی قرار میگیرد که باید در نظر گرفته شوند. این عوامل شامل نوع بریکت، آنالیز شیمیایی آن، نوع و ظرفیت کوره تولید، نقل و انتقالات، شرایط بازار و تقاضا، وضعیت اقتصادی جهان و سایر عوامل بازاری می‌شوند. نوع بریکت آهن اسفنجی از اهمیت زیادی برخوردار است. بریکت در دو نوع کوره قوس الکتریکی و کوره القایی تولید می‌شود و هر یک از این نوع‌ها ویژگی‌ها و کیفیت مختلفی دارند که بر اساس آن، قیمت تعیین می‌شود.
آنالیز شیمیایی بریکت نیز در تعیین قیمت تأثیرگذار است. محتوای شیمیایی شامل درصد عناصر مختلف مانند آهن، کربن، سیلیکا و دیگر عناصر موجود در بریکت است. ظرفیت و نوع کوره مورد استفاده نیز به عنوان یک فاکتور مهم در تعیین قیمت محسوب می‌شود. نوع و ظرفیت کوره‌ها با توجه به تکنولوژی پیشرفته و ظرفیت بالا یا پایین ممکن است قیمت را تحت تأثیر قرار دهند.
هزینه حمل و نقل بریکت از محل تولید به مقصد نیز عاملی مهم در تعیین قیمت است. فاصله جغرافیایی و روش حمل و نقل از جمله عوامل تعیین‌کننده هزینه حمل محصول می‌باشند. وضعیت بازار جهانی و تقاضا برای بریکت نیز در تعیین قیمت تأثیرگذار است. افزایش تقاضا یا کاهش آن ممکن است باعث تغییرات در قیمت بازار شود.
عوامل خارجی نیز در تعیین قیمت مؤثر هستند؛ این شامل شرایط اقتصادی جهان و نرخ ارز است. برای دقت بیشتر در تعیین قیمت بریکت آهن اسفنجی، نیاز به درنظر گرفتن تمامی این عوامل و مشاوره با صاحبان کارخانه‌ها یا فروشندگان معتبر است.
آهن اسفنجی یا بریکت؛ در آخر کدام را انتخاب کنیم؟
تفاوت‌ها بین آهن اسفنجی و بریکت اطلاعات مهمی را برای انتخاب بهترین گزینه در صنعت فولاد فراهم می‌کنند. بریکت با امکان ذخیره‌سازی آسان و امکان ترکیب با سایر عناصر آلیاژی مانند کربن، گزینه مناسبی برای برخی کاربردها است. از طرفی، آهن اسفنجی به عنوان یک ماده بدون مواد زائد در کوره‌ها عمل می‌کند.
هزینه بالای راه‌اندازی خط تولید بریکت ممکن است برخی از تولیدکنندگان را به دشواری مواجه کند. در عین حال، آهن اسفنجی به عنوان یک محصول بدون مواد زائد و در ساختار خاصی که از ترکیب با فولاد بهره می‌برد، به چالش‌های خاص خود دارد. تفاوت در ترکیب و ساختار نهایی این دو محصول نشان‌دهنده نیاز به انتخاب دقیق در تطابق با نیازهای خاص هر صنعت است. همچنین، تفاوت‌های درجه حرارت و ترکیب شیمیایی نقش مهمی در انتخاب برای کاربردهای خاصی دارند.
در نهایت، تجربه و مشاوره با کارشناسان صنعت فولاد می‌تواند در انتخاب بین آهن اسفنجی و بریکت بهترین تصمیم را فراهم آورد. از این رو، هماهنگی با کارشناسان مجرب و شناخت دقیق از نیازهای صنعتی می‌تواند مسیر صحیح را برای استفاده بهینه از این مواد فراهم کند.
تولید بریکت در ایران
امروزه ایران، هند و چین از اصلی‌ترین تولیدکنندگان آهن اسفنجی در جهان هستند که ماده اولیه تولید بریکت آهن اسفنجی است.
تولید بریکت آهن اسفنجی به هر دو روش سرد و گرم در کشور ما انجام می‌شود و ایران یکی از معدود کشورهای خاورمیانه است که تکنولوژی تولید بریکت گرم را دارد. حدود نود درصد بریکت تولید شده در ایران به کشورهای همسایه مانند سوریه و عمان صادر می شود.