آهن اسفنجی محصول فرایند احیای مستقیم سنگ آهن هست. معمولا ورودی فرایند احیای سنگ آهن حدود 67% هست. یعنی سنگ آهن یا به عبارتی گندله یا کنسانتره با 67% Fe عیارش در فرایند احیا مثلا با روش میدرکس به حدود 91% میرسد.
اما همه این آهن به صورت آزاد وجود ندارد و مقداری به صورت FeO یا اکسید آهن هست. در نتیجه شاخصی وجود داره به نام متالیزاسیون یا درجه آهنی شدن. مثلا درجه آهنی شدن آهن اسفنجی اگر91% باشد و کل آهن ما نیز 91% باشد، ضرب این دو عدد در هم نشان دهنده میزان آهنی است که از آهن اسفنجی ذوب میشود. یعنی 91% × 91% = حدود 83% این یعنی حدودا ما 17% پرت داریم.

 
حالا اگر یک آهن اسفنجی عیار کل آهنش بیشتر باشد، مثلا 92% و درجه آهنی شدنش 94% باشه حدود 86% آهن خالص جذب ذوب میشود، یعنی حدود 14% پرت خواهیم داشت. البته باید این نکته را در نظر گرفت که روش شارژ و مصرف و نوع کوره در میزان آهنی شدن آهن اسفنجی اثر میگذارد و مقدار پرت میتواند بیشتر یا کمتر شود. گاهاً دیده ایم که دوستان میگویند فلان آهن اسفنجی 19% پرت دارد ودیگری 14% پرت دارد. همچنین دیده ایم که دو کارخانه فولادسازی از یک تولیدکننده آهن اسفنجی خرید میکنند ولی یکی ازفولادسازها میگوید آهن اسفنجی 17% پرت دارد و نفر دیگر میگوید 15% پرت دارد. این تفاوت ها به خاطر نوع کوره ها، توان کوره ها، روش شارژ، سایز کوره، مهارت اپراتوری و غیره هست.

حفاظ شاخ گوزنی

درب آکاردئونی

 
اما به طور خلاصه در مورد مزایای کیفی و کمی قراضه نسبت به آهن اسفنجی این موارد را میتوانم عرض کنم:

 
میزان ناخالصی کمتر قراضه (تفاوت بین مثلا 8% پرت در قراضه و مثلا 17% پرت در آهن اسفنجی). و بر اساس این شاخص، طبیعتا با قراضه میشود تولید بیشتر کرد و هزینه های کمتری داشت اگر قیمت هر دو برابر باشد. هرچند به همین دلیل هم هست که قیمت قراضه معمولا از آهن اسفنجی بیشتر است. یکی دیگر از تفاوت های آهن اسفنجی و قراضه در ایران این است که عموما آهن اسفنجی هایی که به روش گازی (مثلا میدرکس) تولید میشود، مثل ارفع، غدیر ایرانیان، سیرجان، کاوه جنوب کیش و غیره، میزان کربن بالایی دارند. یعنی مزیت قراضه بر آهن اسفنجی به شرط کیفیت بالای قراضه آهنی میتواند این باشد که کربن کمتری دارد و نیازی به کنترل کربن نیست. اگر کربن در مذاب بیش از حد استاندارد باشد - که معمولا با اضافه کردن اکسید یا قراضه زنگ زده این اتفاق می افتد - چون اکسید با کربن واکنش میدهد و گاز Co2 ایجاد شده و از کوره خارج شده و کربن کم میشود. هرچند عدم کنترل جنس قراضه ای که در کوره شارژ میشود ممکنه است عناصر مضر دیگری را هم به ذوب اضافه کند، مثل مورد کربن در آهن اسفنجی، باید با صرف زمان و هزینه کاهش داده شود. یک نکته دیگری که معمولا در بعضی از آهن اسفنجی ها دیده میشود بالا بودن میزان گوگرد و خصوصاً فسفر هست. این دو عنصر بسیار برای فولاد مضر هستند. کاهش فسفر و گوگرد در آهن اسفنجی هم از مضرات آن است.

حفاظ شاخ گوزنی

درب آکاردئونی

مصرف آهن اسفنجی در واقع انرژی بالایی آزاد نمیکند. در واقع بالا بودن کربن در آهن اسفنجی و واکنش اون با اکسیژن مذاب باعث افزایش آزاد شدن انرژی میشود که خود این در کل مثبت هست. حتی بالا بودن کربن در آهن اسفنجی میتواند به عمر بیشتر جداره نسوز کمک کنه اما مشکل اصلی آهن اسفنجی سرباره زیادی هست که تولید میکنه و این سرباره هست که باعث خوردگی جداره نسوز میشود.

 
اما در مورد فواید آهن اسفنجی این موارد را میتوان گفت: یک دست بودن آنالیز به طور معمول و امکان برنامه ریزی روی آن. قابلیت شارژ با سیستم های ساده تر شارژ و همچنین ساده تر بودن حمل و نقل. و امکان تولید آن در مناطقی که سنگ آهن و مواد اولیه دیگر وجود داشته باشد.
متاسفانه قراضه رو نمیشود با یک کارخانه تولیدی، تولید کرد اما آهن اسفنجی را می شود تولید کرد و روی میزان تامین آن برنامه ریزی کرد. نکته دیگری هم که معمولا کارخانجات فولاد با اون دست و پنجه نرم میکنند، اکسید شدن آهن اسفنجی و به اصلاح آتش گرفتن آنست. این اتفاق در قراضه نمی افتد و از این جهت حمل و نقل و انبار کردن قراضه ساده تر هست.