توجیه تولید آهن اسفنجی در ایران

با توجه به آن‌چه گفته شد، در ایران تولید فولاد از طریق آهن‌اسفنجی توجیه مناسب‌تری داشته، لذا به بررسی بیشتر آن می‌پردازیم. لازم به ذکر است تولید فولاد از طریق احیای مستقیم و کوره‌های الکتریکی در راستای سیاست‌های شرکت ملی فولاد و وزارت صنایع نیز بوده است. بر این اساس، با استفاده از آمار، به بررسی وضعیت آهن‌اسفنجی در جهان و کشورهای پیش‌رو در این زمینه می‌پردازیم. بر اساس اطلاعات World Steel، هندوستان بزرگ‌ترین تولیدکننده‌ آهن اسفنجی در دنیا می‌باشد. این کشور از مجموع تولید ۹/۶۴ میلیون تن آهن اسفنجی دنیا در سال ۲۰۰۷، حدود ۱/۱۸ میلیون تن یعنی حدود ۲۸‌درصد از کل تولید را به خود اختصاص داده است. ونزوئلا با ۱۲‌درصد، ایران با حدود ۵/۱۱‌درصد (۵/۷ میلیون تن در سال) و مکزیک با حدود ۱۰‌درصد در جایگاه‌های بعدی قرار دارند. حدود ۸۰‌درصد آهن اسفنجی جهان در کشورهای مذکور به علاوه عربستان سعودی، ترینیداد، روسیه و مصر تولید می‌شود. دلیل اصلی آمار بالای تولید آهن‌اسفنجی در چند کشور محدود، به ذخایر گاز و زغال‌سنگ (حرارتی)، به عنوان عوامل اصلی جهت تولید انرژی مورد نیاز فرآیند احیای مستقیم مربوط می‌شود.در کشور هند، حدود ۷۰‌درصد تولید آهن اسفنجی با استفاده از زغال‌سنگ (حرارتی یا کک نشو) و حدود ۳۰‌درصد با استفاده از گاز (در ۷ کارخانه) تولید می‌گردد. روش‌های استفاده از زغال‌سنگ در فرآیند احیای مستقیم در هند متنوع می باشد .
تعداد کارخانه‌های بزرگ تولیدکننده آهن‌اسفنجی با کمک زغال‌سنگ در هند حدود ۵۵ کارخانه و تعداد کارخانه‌های کوچک که هرکدام بین ۱۰ هزار تا ۳۰ هزار تن در سال تولید دارند، بیش از ۳۰۰ کارخانه تخمین زده می‌شود. همچنین در کشور ونزوئلا آمار تولید آهن‌اسفنجی نشان می‌دهد تنها ۵‌درصد از کل تولید این کشور با استفاده از زغال‌سنگ به دست می‌آید و ۹۵‌درصد تولید بر روش‌هایی مبتنی است که از گاز طبیعی استفاده می‌کنند.همچنین با بررسی کشور مکزیک، که دارای ذخایر عظیم گاز بوده و پس از ونزوئلا و ایالات متحده سومین دارنده ذخایر اثبات شده نفت و گاز در نیمکره غربی است، به این نتیجه می‌رسیم که در این کشور آهن‌اسفنجی به طور ۱۰۰‌درصد با استفاده از روش گازی تولید می‌شود.
با وجود آن‌که تولید آهن‌اسفنجی در سال‌های اخیر، به کمک زغال‌سنگ در هندوستان توسعه یافته است، اما موارد زیر احتمالا مسیر گسترش استفاده از این فرآیند را تغییر خواهد داد:

-استفاده از زغال‌سنگ در جایی مقرون به صرفه است که گازطبیعی در اختیار نباشد و ذخایر زغال‌سنگ قابل استحصال باشند.
-با توجه به آن‌که معادن زغال‌سنگ هرساله هزینه‌های بیشتری برای استحصال طلب می‌کند، توجیه اقتصادی استفاده از آن در آینده‌ زیر سؤال خواهد رفت.
-تولید آهن‌اسفنجی به کمک زغال‌سنگ سهم زیادی در آلودگی محیط زیست و انتشار گازهای گلخانه‌ای خواهد داشت. این موضوع دولت هند را نیز بر آن داشته تا کنترل بیشتری بر این صنعت داشته باشد. با توجه به آن‌چه گفته شد، دولت هند سیاست‌های گسترده‌ای را در جهت توسعه‌ استفاده از گازطبیعی دنبال می‌کند، و از طرفی جهت جلوگیری از آسیب به محیط زیست بر قوانین سخت‌گیرانه خواهد افزود. چنین به نظر می‌رسد که سرعت گسترش استفاده از روش زغال‌سنگ، در آینده کند شده و در هند نیز، این صنعت جای خود را به روش گازی خواهد داد .

لازم به ذکر است معادن سنگ آهن با توجه به نوع معدن سه محصول عمده تولید می کند .سنگ آهن دانه بندی ریزدانه (Fine) و درشت دانه (Lump) و کنسانتره آهن .
سنگ آهن ریز دانه و درشت دانه تبدیل به آگلومره شده(کلوخه ای شکل) و قابلیت شارژ در کوره بلند را خواهد داشت . با توجه به اینکه شارژ آهنی در کوره بلند از بالای کوره صورت می پذیرد در صورت تولید بیش از حد معینی گرد و غبار ،کوره کارایی خود را از دست می دهد لذا نمی توان سنگ آهن ریز دانه تزریق کرد لذا می بایست حتماً به گلوخه ی همان آگلومره تبدیل شود .
کنسانتره تولید شده که ابعاد میکرونی دارد در واحد های گندله سازی به گندله (محصولی فندوقی شکل) تبدیل شده وبا شارژ در کوره احیای مستقیم به آهن اسفنجی تبدیل می شود .آهن اسفنجی تولید شده به واحد فولادسازی منتقل شده در آنجا در کوره های الکتریکی به همراه درصدی آهن قراضه ذوب شده و در قسمت ریخته گری مداوم به شمش فولادی(بیلت ، بلوم یا تختال ) تبدیل می شود .