تفاوت گندله و آهن اسفنجی | بررسی جامع تفاوت ها و کاربردها

گندله و اهن اسفنجی از مواد اولیه رایج جهت ذوب  در کوره های قوس و القایی به شمار می رود. تفاوت گندله و آهن اسفنجی جزو موضوعات پر بحث دنیای امروز محسوب می‌شود. این دو نوع ماده از لحاظ خواص و کاربردهایشان با یکدیگر شباهت‌ها و تفاوت‌های قابل توجهی دارند.

اکنون، ممکن است برایتان سوال شود که تفاوت گندله و آهن اسفنجی چیست؟ گندله، ماده اولیه‌ای است که برای تولید آهن اسفنجی استفاده می‌شود. این فلز، در واقع یک مرحله قبل از به وجود آمدن آهن اسفنجی قرار دارد. گندله دارای غلظت آهن کمتری است و برای برخی کاربردها ممکن است مناسب نباشد. از سوی دیگر، آهن اسفنجی یک فلز باکیفیت بالاست و دارای عیار آهن بالاتری است. این ویژگی باعث می‌شود آهن اسفنجی برای تولید فولاد باکیفیت بالا و مقاومت بیشتر مناسب باشد.

با بررسی دقیق کاربردها و فرق گندله و آهن اسفنجی، می‌توانیم به عنوان صاحبان صنایع، متخصصان صنعت ساخت و ساز و همچنین سازندگان پروژه‌ها، تصمیمات بهتری در انتخاب مواد بگیریم. در این مقاله از کاسپین استیل، به طور جامع و دقیق به بررسی و مقایسه تفاوت گندله با آهن اسفنجی می‌پردازیم.

گندله چیست؟

گندله pellet یک نوع فلز است که در صنعت فولادسازی به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود. گندله از طریق کنسانتره مواد آهنی به‌دست می‌آید و دارای ساختار بلوری خاصی است. این ساختار بلوری ناهموار و متخلخل بوده و شامل توده‌های فلزی با حفره‌ها و فضاهای خالی است. به دلیل این ساختار، گندله دارای خواص مکانیکی کمتری نسبت به فولاد است.

گندله نسبت به فولاد، درصد کربن کمتری دارد و مقدار آن در حدود ۴ تا ۵ درصد است. همچنین، عناصر دیگری مانند سیلیسیوم، منگنز و گوگرد را در ترکیبات خود داراست. این ماده به علت وجود کربن و عناصر دیگر، خواص ضعیفی دارد و به‌طور مستقیم در صنعت به‌کار نمی‌رود. اما گندله می‌تواند به وسیلهٔ فرآیندهای دیگری مانند غربالگری و تفاله‌زنی به فولاد تبدیل شود.

استفاده از گندله در صنعت فولادسازی به دلیل هزینه تولید کمتر آن نسبت به فولاد بسیار رایج است. همچنین، به‌خاطر وزن سبک‌تری که دارد، ممکن است در برخی کاربردها مورد استفاده قرار بگیرد. به‌طور کلی، گندله در صنعت فولادسازی به‌عنوان ماده اولیه در فرآیندهای تصفیه و تولید فولاد استفاده می‌شود و باعث تولید فولاد با خواص و سینترسازی مطلوب می‌شود.

آهن اسفنجی چیست؟

آهن اسفنجی direct reduction iron (DRI) از طریق فرآیندی به نام “احیای مستقیم” تولید می‌شود. در این فرآیند، سنگ آهن به همراه گاز طبیعی یا کک (نوعی سوخت جامد) در یک کوره با حرارت بالا تحت فشار از اکسیژن تصفیه می‌شود. این فرآیند باعث از بین رفتن آلاینده‌های موجود در سنگ آهن و تبدیل آن به فولاد با خلوص بالا می‌شود.

آهن اسفنجی دارای ساختار متخلخل و پر از حفره است که به شکل اسفنج و یا مانند یک مجموعه از توده‌های فلزی ناهمگن در نظر گرفته می‌شود. این ساختار متخلخل باعث می‌شود آهن اسفنجی دارای سطح واکنش بیشتری نسبت به سایر فلزات باشد. این به معنی این است که در فرآیندهای مختلف مانند تصفیه، سینترسازی و تولید فولاد، آهن اسفنجی به‌عنوان یک ماده پرکاربرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، در فرآیند تولید فولاد از طریق کوره قوس الکتریکی، آهن اسفنجی به‌عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود.

مهمترین تفاوت گندله و آهن اسفنجی

همانطور که اشاره کردیم، تفاوت گندله و آهن اسفنجی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در ادامه فرق گندله با آهن اسفنجی را بررسی می‌کنیم.

تفاوت گندله و آهن اسفنجی در ترکیب شیمیایی

یکی از اساسی‌ترین موارد در تفاوت گندله و آهن اسفنجی ترکیب شیمیایی آن‌هاست. در واقع می‌توان گفت عیار آهن در آهن اسفنجی بیشتر از گندله است، آهن اسفنجی شامل مقادیر کمی از عناصر دیگری مانند سیلیسیوم، منگنز، فسفر و کربن نیز است. این عناصر درصد کمی از ترکیبات آهن اسفنجی را تشکیل می‌دهند ولی تاثیر قابل توجهی در خواص فلزی آن دارند.

میزان تفاوت گندله و آهن اسفنجی در مقاومت در برابر ضربه

گندله به دلیل ساختار مولکولی متراکم‌تر، مقاومت بیشتری در برابر ضربات و ضربه‌های مکانیکی دارد. در حالی که آهن اسفنجی به دلیل ساختار متخلخل، انعطاف‌پذیرتر است و می‌تواند ضربات را بهتر جذب کند و مقاومت کمتری دارد. بنابراین، می‌توان گفت تفاوت گندله و آهن اسفنجی در موضوع مقاومت در برابر ضربه جزو تفاوت‌های اصلی در نظر گرفته می‌شود.

مقدار تفاوت گندله و آهن اسفنجی در مقاومت در برابر زنگ‌زدگی

از دیگر تفاوت‌های گندله و آهن اسفنجی، مقاومت در برابر زنگ‌زدگی است. یکی از مشکلات گندله، زنگ‌زدگی است. در صورتی که گندله با رطوبت و هوای مرطوب در تماس باشد، ممکن است زنگ بزند و خراب شود. اما آهن اسفنجی به دلیل فضاهای خالی بین لایه‌های فلزی، مقاومت بهتری در برابر زنگ‌زدگی دارد.

مقدار تفاوت گندله و آهن اسفنجی در ساختار میکروسکوپی

گندله ساختار کریستالی دارد که از دانه‌های بزرگتر و یکنواخت تشکیل شده است. در حالی که آهن اسفنجی ساختار پوسته‌ای دارد که شبیه به اسفنج است و شامل دانه‌های کوچک و پراکنده است. این ساختار میکروسکوپی تاثیر زیادی در خواص مکانیکی این دو نوع فلز دارد.

تفاوت گندله و آهن اسفنجی در خواص مکانیکی

گندله، مقاومت و سختی بیشتری نسبت به آهن اسفنجی دارد. اما آهن اسفنجی به دلیل ساختار پوسته‌ای خود، انعطاف‌پذیری و جذب انرژی بیشتری دارد. به همین دلیل، آهن اسفنجی در برخی کاربردها که نیاز به جذب ضربه و انعطاف است، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تفاوت گندله و آهن اسفنجی از نظر نحوه تولید

فرآیند تولید گندله با استفاده از کوره‌های بلند قوس الکتریکی (EAF) انجام می‌شود. در این روش، قطعات فلزی مورد استفاده به صورت قطعات جزئی (ناخالصی‌ها، فولادهای قدیمی و …) به کوره اضافه می‌شوند و پس از ذوب شدن، به وسیلهٔ یک پمپ به یک قالب شیبدار منتقل می‌شوند. در قالب شیبدار، مواد ضدسایش مانند کروم و نیکل به آن اضافه می‌شوند تا خواص مکانیکی و مقاومت گندله بهبود یابد. سپس، گندله به صورت نیمه‌جامد خنک شده و به مراحل فرآوری بعدی از قبیل کوبیده شدن و ریخته‌گری می‌رود.

در مقابل، آهن اسفنجی یک فلز پیچیده‌تر است که به صورت مرحله‌ای از گندله تولید می‌شود. این فرآیند با استفاده از کوره‌های کک انجام می‌شود. در این روش، مواد اولیه شامل سنگ آهن، کک (نوعی زغال فشرده شده) و مواد جانبی دیگر به کوره اضافه می‌شوند. با اعمال حرارت بالا، سنگ آهن به مذاب تبدیل می‌شود و در طول کوره به آهن اسفنجی تبدیل می‌گردد. سپس، آهن اسفنجی به مراحل فرآوری بعدی از جمله خنک کردن، خرد کردن و پالایش می‌رود تا به شکل نهایی خود برسد.

تفاوت گندله و آهن اسفنجی از نظر قیمت

تفاوت گندله و آهن اسفنجی از نظر قیمت بستگی به عوامل مختلفی دارد. گندله و آهن اسفنجی هر دو موادی هستند که در صنایع مختلف استفاده می‌شوند، اما قیمت آهن اسفنجی ممکن است بالاتر از گندله باشد. این امر به دلیل دو عامل اصلی است.

اولاً، آهن اسفنجی مشتق شده از گندله است و در فرآیند تولید آن مراحل بیشتری نسبت به گندله وجود دارد. این مراحل شامل تصفیه و فرآیندهای دیگر است که هزینه‌های اضافی در تولید آهن اسفنجی ایجاد می‌کند. ثانیاً، آهن اسفنجی عیار آهن بالاتری نسبت به گندله دارد. یعنی در هر واحد وزنی آن، مقدار بیشتری آهن وجود دارد. این ویژگی باعث می‌شود آهن اسفنجی قیمت بالاتری نسبت به گندله داشته باشد.

کدام یک برای تولید فولاد بهتر است؟ گندله یا آهن اسفنجی؟

هر دو در صنعت فولادسازی استفاده می‌شوند. تفاوت گندله و آهن اسفنجی را در هر پروژه‌ای باید در نظر داشت اما می‌توان گفت، برای تولید فولاد، آهن اسفنجی بهترین گزینه است. فولاد، یک آلیاژ از آهن و کربن است و آهن اسفنجی دارای عیار آهن بالاتری نسبت به گندله است. از سوی دیگر، آهن اسفنجی در فرآیند تولید عناصر زغال‌سنگ و سایر آلاینده‌ها را به طور موثری از خود جدا می‌کند. این امر باعث می‌شود فولاد تولید شده از آهن اسفنجی کیفیت بهتری داشته باشد و مشکلاتی مانند خوردگی و زنگ‌زدگی را کاهش دهد و همچنین فرآیند آلیاژسازی آن به زمان کمتری نیاز داشته باشد.

همچنین، آهن اسفنجی به دلیل فرآیندهای تصفیه و پالایش بیشتر، دارای خلوص و استحکام بالاتری است. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند فولاد تولید شده از آهن اسفنجی مقاومت بالا، استحکام قابل توجه و پایداری در برابر فشار و کشش را داشته باشد.

بنابراین، برای تولید فولاد، آهن اسفنجی بهترین گزینه است. ویژگی‌های بهتر آهن اسفنجی مانند عیار آهن بالاتر، جداسازی موثر آلاینده‌ها و خلوص بیشتر، فولادی باکیفیت و مقاومت بالا را فراهم می‌کنند.

گندله بهتر است یا آهن اسفنجی؟

در کل، نمی‌شود گفت که گندله بهتر است یا آهن اسفنجی. زیرا همانطور که گفتیم آهن اسفنجی در فرآیندهای پیچیده‌تری از گندله تولید می‌شود. هرکدام خصوصیات و کاربردهای ویژه خود را دارند. بهتر است با توجه به نیازهای پروژه، مشاوره و بررسی‌های لازم را انجام دهید تا به یک تصمیم‌گیری درست قبل از خرید برسید. همچنین آگاهی از تفاوت گندله و آهن اسفنجی به صاحبان صنایع کمک می‌کند تا تصمیمات بهتری برای خرید بگیرند.

به طور خلاصه، گندله و آهن اسفنجی از لحاظ ساختار و خواص مکانیکی با یکدیگر متفاوت هستند. در حالی که گندله دارای ساختار خام و خواص ضعیف‌تری است، آهن اسفنجی با ساختار متخلخل و خواص مکانیکی قوی‌تر، در کاربردهایی که نیاز به استحکام بیشتر و وزن کمتر است، ترجیح داده می‌شود.