بریکت اهن محصولی فشرده‌شده از آهن اسفنجی است که به‌صورت قطعاتی منظم و جامد تولید می‌شود. این فرآورده در نتیجه فشرده‌سازی اهن اسفنجی تحت فشار بالا و گاهی دمای بالا به‌دست می‌آید و با هدف بهبود ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آهن اسفنجی ساخته می‌شود.
بیشتر بدانیم : کانال قیمت لحظه ای آهن آلات
بریکت آهن به دو نوع بریکت گرم و بریکت سرد تقسیم می‌شود. بریکت گرم از فشرده‌سازی آهن اسفنجی در دمای بالا (حدود ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد) تولید می‌شود و دارای چگالی و مقاومت مکانیکی بالاتری است. در مقابل، بریکت سرد در دمای محیط تولید می‌شود و نسبت به نوع گرم، چگالی و استحکام کمتری دارد. تبدیل آهن اسفنجی به بریکت باعث کاهش تخلخل و افزایش پایداری آن در برابر اکسید شدن و رطوبت می‌شود. این ویژگی‌ها، بریکت را به شکل مناسبی از آهن برای استفاده در فرایندهای صنعتی تبدیل کرده است.
انواع بریکت آهن
بریکت آهن از نظر فرآیند تولید و شرایط دمایی به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. این دو نوع شامل بریکت گرم (HBI) و بریکت سرد (CBI) هستند.
بریکت گرم که به آن HBI یا Hot Briquetted Iron گفته می‌شود، از فشرده‌سازی آهن اسفنجی داغ در دمای بالا (معمولاً حدود ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد) تولید می‌گردد. در این روش، آهن اسفنجی بلافاصله پس از خروج از واحد احیا، در حالی که هنوز داغ است، تحت فشار بالا فشرده شده و به شکل بریکت‌های فشرده با چگالی بالا در می‌آید. به دلیل دمای بالا در فرآیند تولید، بریکت گرم دارای چگالی، استحکام مکانیکی و پایداری بالاتری نسبت به نوع سرد است و در برابر اکسید شدن و جذب رطوبت مقاومت بیشتری دارد. این نوع بریکت به‌ویژه برای حمل‌ونقل طولانی‌مدت و صادرات مناسب‌تر است.
نوع دوم، بریکت سرد یا CBI که مخفف Cold Briquetted Iron است، از فشرده‌سازی آهن اسفنجی در دمای محیط و بدون اعمال حرارت زیاد تولید می‌شود. در این روش، ابتدا آهن اسفنجی پس از سرد شدن جمع‌آوری شده و سپس در دستگاه‌های فشرده‌سازی، تحت فشار بالا به بریکت تبدیل می‌شود. این نوع بریکت چگالی کمتری نسبت به نوع گرم دارد و بیشتر در مصرف داخلی کاربرد دارد. هرچند که مقاومت مکانیکی آن کمتر است، اما نسبت به آهن اسفنجی پودری از پایداری بیشتری برخوردار است و برای انبارداری و حمل‌ونقل در مسافت‌های کوتاه مناسب‌تر است.
در مجموع، تفاوت اصلی بین این دو نوع بریکت در دمای فرآیند تولید، میزان چگالی و مقاومت آن‌ها در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت و اکسیژن است.
بریکت نرمه آهن اسفنجی
بریکت نرمه نوعی بریکت آهن است که از نرمه آهن اسفنجی تولید می‌شود. نرمه‌ها، ذرات ریز و پودری‌شکل آهن اسفنجی هستند که در هنگام حمل‌ونقل، ذخیره‌سازی یا غربال‌گری آهن اسفنجی به‌وجود می‌آیند و به دلیل اندازه بسیار کوچک، به‌صورت مستقیم قابل استفاده در کوره‌های فولادسازی نیستند.
برای استفاده از این ذرات، آن‌ها را تحت فشار بالا (و گاهی دمای بالا) فشرده کرده و به شکل بریکت نرمه درمی‌آورند. این فرآیند باعث تبدیل نرمه‌های پراکنده به قطعات فشرده و قابل استفاده می‌شود. تولید بریکت نرمه، علاوه بر جلوگیری از هدررفت مواد اولیه، به بهبود راندمان و کاهش آلودگی محیطی نیز کمک می‌کند.
بریکت نرمه از نظر خواص فیزیکی ممکن است کمی متفاوت از بریکت‌هایی باشد که از آهن اسفنجی سالم تولید شده‌اند، اما همچنان می‌تواند در فرآیندهای فولادسازی به‌ویژه در کوره‌های القایی یا قوس الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد. تولید بریکت از نرمه‌ها، یکی از روش‌های مهم بازیافت و بهره‌وری بهتر در زنجیره تولید فولاد به‌شمار می‌رود.
دلایل تولید بریکت آهن اسفنجی
تولید بریکت از آهن اسفنجی به دلایل مختلف فنی، اقتصادی و ایمنی انجام می‌شود. در ادامه مهم‌ترین دلایل تولید بریکت آهن اسفنجی توضیح داده شده است:
یکی از دلایل اصلی تولید بریکت آهن اسفنجی، افزایش چگالی ظاهری و کاهش تخلخل آن نسبت به آهن اسفنجی معمولی است. آهن اسفنجی به‌دلیل ساختار متخلخل خود، بسیار واکنش‌پذیر بوده و در تماس با هوا و رطوبت، به‌سرعت دچار اکسید شدن می‌شود. با فشرده‌سازی و تبدیل آن به بریکت، مقاومت آن در برابر اکسیداسیون و رطوبت افزایش می‌یابد. همچنین، به‌دلیل اندازه و وزن یکنواخت بریکت‌ها، فرآیند حمل‌ونقل، انبارداری و بارگیری آسان‌تر و ایمن‌تر می‌شود.
دلیل دیگر تولید بریکت، کاهش خطر اشتعال خودبه‌خود در زمان ذخیره‌سازی و جابجایی آهن اسفنجی است. آهن اسفنجی به‌ویژه در شرایط رطوبتی و اکسیژن بالا ممکن است به‌صورت خودبه‌خود آتش بگیرد، اما بریکت به دلیل ساختار فشرده و کاهش سطح تماس با هوا، ایمنی بیشتری دارد. همچنین، بریکت نسبت به نرمه‌ها و ذرات ریز آهن اسفنجی که هنگام تولید یا جابجایی ایجاد می‌شوند، کمتر دچار گردوغبار شده و آلودگی محیطی کمتری دارد.
از دیدگاه صنعتی، تولید بریکت باعث می‌شود که ذرات ریز یا نرمه‌های آهن اسفنجی که به‌تنهایی قابل استفاده نیستند، به ماده‌ای قابل بازیافت و مفید تبدیل شوند. این کار منجر به افزایش بهره‌وری مواد اولیه و کاهش ضایعات می‌شود.
در نهایت، بریکت آهن اسفنجی با داشتن ویژگی‌های یکنواخت و قابل کنترل از نظر ترکیب شیمیایی و اندازه، عملکرد پایدارتری در کوره‌های قوس الکتریکی و القایی ارائه می‌دهد و باعث افزایش کیفیت فولاد تولیدی می‌شود.
تفاوت بریکت و آهن اسفنجی
تفاوت بین بریکت و آهن اسفنجی در چندین جنبه فنی، فیزیکی و کاربردی قابل بررسی است. در ادامه، این تفاوت‌ها توضیح داده شده‌اند:
آهن اسفنجی ماده‌ای متخلخل و سبک است که از احیای مستقیم سنگ‌آهن بدون ذوب به‌دست می‌آید و به شکل گلوله‌های نامنظم یا کروی‌شکل دیده می‌شود. این ماده به‌دلیل سطح تماس زیاد با هوا و رطوبت، بسیار واکنش‌پذیر بوده و به‌سرعت اکسید می‌شود یا حتی در شرایط خاص، ممکن است خودبه‌خود مشتعل گردد. از طرفی، به‌علت تخلخل بالا و چگالی پایین، حمل‌ونقل و انبارداری آهن اسفنجی با دشواری‌ها و ریسک‌های زیادی همراه است.
در مقابل، بریکت آهن از فشرده‌سازی آهن اسفنجی، نرمه آهن یا ترکیب آن‌ها تولید می‌شود و به‌صورت قطعاتی منظم، فشرده و با چگالی بالا ساخته می‌شود. ساختار متراکم بریکت باعث می‌شود که در برابر اکسید شدن و رطوبت مقاوم‌تر باشد و در فرآیند حمل و نگهداری، ایمنی بیشتری داشته باشد. همچنین، بریکت به دلیل حجم کمتر در واحد وزن، فضای کمتری اشغال می‌کند و فرآیند بارگیری، دپوسازی و استفاده از آن در کوره‌های صنعتی، ساده‌تر و منظم‌تر است.
از لحاظ اقتصادی نیز، تبدیل آهن اسفنجی یا نرمه‌های آن به بریکت باعث کاهش ضایعات، افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل و نگهداری می‌شود. به همین دلیل، در بسیاری از واحدهای فولادسازی، به‌ویژه برای صادرات یا مسافت‌های طولانی، ترجیح داده می‌شود که به‌جای آهن اسفنجی، از بریکت به‌عنوان ماده اولیه استفاده شود.
در نتیجه، تفاوت اصلی بین این دو ماده در شکل فیزیکی، چگالی، پایداری در برابر عوامل محیطی و نحوه استفاده صنعتی آن‌هاست، در حالی‌که از نظر ترکیب شیمیایی، هر دو منبع مشابهی از آهن را فراهم می‌کنند.
کاربرهای بریکت آهن
بریکت آهن کاربردهای متعددی در صنعت فولاد دارد و به‌عنوان یکی از مواد اولیه مهم در فرآیندهای ذوب و تولید فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه، کاربردهای اصلی بریکت آهن توضیح داده شده است:
مهم‌ترین کاربرد بریکت آهن در کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) است، جایی که به‌عنوان جایگزین یا مکمل قراضه آهن به‌کار می‌رود. در این کوره‌ها، از بریکت به‌منظور تأمین آهن مورد نیاز برای ذوب و تولید فولاد استفاده می‌شود، زیرا دارای ترکیب شیمیایی یکنواخت‌تری نسبت به قراضه است و کنترل بهتری بر کیفیت فولاد نهایی ایجاد می‌کند. همچنین در کوره‌های القایی که برای ذوب فولاد در مقیاس کوچک‌تر یا در کارگاه‌های ریخته‌گری به‌کار می‌روند، بریکت به‌عنوان ماده‌ای با قابلیت ذوب یکنواخت و پایدار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از دیگر کاربردهای بریکت، استفاده در واحدهای فولادسازی صادرات‌محور است، چرا که بریکت به‌دلیل مقاومت بالا در برابر اکسید شدن و شکل منظم، برای حمل‌ونقل دریایی و صادرات گزینه‌ای بسیار مناسب‌تر نسبت به آهن اسفنجی خام محسوب می‌شود. همچنین در صنایعی که نیاز به مواد اولیه با چگالی بالا و حجم کمتر دارند، بریکت آهن به‌دلیل تراکم بالای آن به‌خوبی پاسخگوی این نیاز است. در برخی موارد نیز، بریکت آهن از نرمه‌های آهن اسفنجی تولید می‌شود و از این طریق، ضایعات تولید کاهش یافته و مواد بازیافتی وارد چرخه تولید می‌شوند.
در مجموع، بریکت آهن به‌عنوان یک ماده اولیه تمیز، پایدار و قابل اعتماد، در بسیاری از فرآیندهای تولید فولاد جایگاه ویژه‌ای دارد و نقش مؤثری در بهبود کیفیت، صرفه‌جویی در منابع و افزایش بهره‌وری خطوط ذوب و فولادسازی ایفا می‌کند.
مزایای استفاده از بریکت آهن
مزایای استفاده از بریکت آهن در صنعت فولادسازی بسیار گسترده و قابل توجه است و باعث بهبود عملکرد فنی، کاهش هزینه‌ها و افزایش ایمنی در فرآیند تولید می‌شود. در ادامه، این مزایا به‌صورت کامل توضیح داده شده‌اند:
یکی از مهم‌ترین مزایای بریکت آهن، چگالی بالای آن نسبت به آهن اسفنجی معمولی است که باعث می‌شود در حجم کمتر، مقدار بیشتری آهن تأمین شود و فضای کمتری برای ذخیره‌سازی اشغال گردد. این ویژگی در حمل‌ونقل نیز بسیار مؤثر است، زیرا وزن بیشتری از بریکت در هر واحد حجم بارگیری می‌شود و در نتیجه هزینه‌های حمل کاهش می‌یابد. ساختار فشرده بریکت باعث می‌شود مقاومت آن در برابر اکسید شدن، جذب رطوبت و اشتعال خودبه‌خود بسیار بیشتر باشد که ایمنی ذخیره‌سازی و جابه‌جایی را افزایش می‌دهد.
از نظر عملکرد در کوره، بریکت آهن به‌دلیل شکل یکنواخت و ساختار متراکم خود، ذوب یکنواخت‌تری نسبت به آهن اسفنجی و قراضه ارائه می‌دهد که موجب کاهش نوسانات دمایی و افزایش کنترل بر ترکیب فولاد نهایی می‌شود. همچنین، بریکت معمولاً دارای درصد خلوص بالاتر و مقدار عناصر ناخالصی کمتری است که این موضوع به بهبود کیفیت محصول نهایی کمک می‌کند. استفاده از بریکت، به‌ویژه بریکت گرم، باعث افزایش راندمان انرژی در کوره‌های قوس الکتریکی و القایی می‌شود، چرا که انرژی کمتری برای رسیدن به دمای ذوب نیاز است.
از دیگر مزایای مهم، امکان بازیافت نرمه‌های آهن اسفنجی و تبدیل آن‌ها به بریکت قابل استفاده است. این فرآیند باعث کاهش ضایعات، حفظ منابع و بهبود بهره‌وری در چرخه تولید می‌شود. در نهایت، شکل منظم و استحکام بالای بریکت باعث می‌شود که بارگذاری آن در کوره سریع‌تر، آسان‌تر و منظم‌تر باشد، که این خود به کاهش زمان توقف و افزایش بهره‌وری در واحدهای تولیدی منجر می‌شود.
در مجموع، استفاده از بریکت آهن به‌عنوان ماده اولیه در فولادسازی، مزایایی چون صرفه‌جویی در انرژی، کاهش هزینه‌ها، ارتقاء کیفیت فولاد، افزایش ایمنی و بهینه‌سازی فرآیند تولید را به همراه دارد.