الحديد الإسفنجي

الحديد الإسفنجي، المعروف أيضًا باسم الحديد المختزل مباشرًا (DRI)، هو منتج معدني يُستخرج من اختزال خام الحديد في حالته الصلبة مباشرةً. على عكس الطرق التقليدية في الأفران العالية التي تستخدم مراحل انصهار، يُنتج الحديد الإسفنجي دون ذوبان الخام، مما يجعله بديلاً موفرًا للطاقة وصديقًا للبيئة في صناعة الحديد. يُشتق اسم “الحديد الإسفنجي” من مظهره المسامي الشبيه بالإسفنج نتيجة إزالة الأكسجين من الخام.

تتم عملية إنتاج الحديد الإسفنجي باستخدام عوامل اختزال مثل الغاز الطبيعي أو الفحم غير الكوكيني لإزالة الأكسجين من خام الحديد (عادةً على شكل كريات أو كتل). تتم عملية الاختزال هذه في فرن دوار أو فرن عمودي عند درجات حرارة تتراوح بين 800 و1200 درجة مئوية. يتكون المنتج الناتج بشكل أساسي من الحديد المعدني، مع وجود بعض الشوائب المتبقية وأكسيد الحديد غير المختزل.

واحدة من المزايا الرئيسية للحديد الإسفنجي هي ارتفاع محتوى الحديد فيه وجودته المتجانسة، مما يجعله مادة خام ممتازة لأفران القوس الكهربائي (EAF) وأفران الحث. يُعد الحديد الإسفنجي بديلاً فعالًا للخردة الفولاذية، خاصة في المناطق التي تقل فيها توفر الخردة أو تكون جودتها غير مستقرة. يتيح استخدام الحديد الإسفنجي في صناعة الفولاذ تحكمًا أفضل في التركيب الكيميائي للمنتج النهائي، مما يؤدي إلى تحسين جودته.

حاز الحديد الإسفنجي على شعبية كبيرة في الدول النامية بسبب انخفاض متطلبات الاستثمار الرأسمالي وملاءمته للمصانع الفولاذية الصغيرة والمتوسطة الحجم. يُستخدم بشكل واسع في إنتاج المنتجات الفولاذية الطويلة مثل قضبان التسليح، وأسلاك القضبان، والأقسام الهيكلية. بالإضافة إلى ذلك، يدعم الحديد الإسفنجي الحفاظ على الطاقة وتقليل الانبعاثات مقارنةً بطرق صناعة الحديد التقليدية.

تعتمد جودة الحديد الإسفنجي على عدة عوامل، منها نوع خام الحديد المستخدم، وعملية الاختزال، والمعايير التشغيلية. تشمل مؤشرات الجودة الرئيسية معدل التمعدن، ومحتوى الكربون، وتركيب الشوائب. كما أن التعامل السليم والتخزين المناسب ضروريان لمنع إعادة الأكسدة أو الاشتعال الذاتي، وهو ما قد يحدث بسبب المساحة السطحية العالية والنشاط الكيميائي للحديد الإسفنجي.

.