آهن اسفنجی یکی از پرمصرف‌ترین ماده اولیه در صنعت فولاد است که به عنوان سوخت در کوره‌ها استفاده می‌شود. این ماده از احیای مستقیم سنگ آهن و طی فرآیند‌های خاص تولید می‌شود. ترکیبات و نحوه تولید این ماده، سبب شده است تا در معرض آتش گرفتن باشد. عوامل مختلفی احتمال آتش گرفتن آهن اسفنجی را افزایش می‌دهد. اما شما می‌توانید به کمک یکسری راهکارهای اساسی، از بروز چنین مشکلی جلوگیری کنید. در ادامه این مطلب از فولاد رامیار صنعت، به بررسی دلیل آتش گرفتن آهن اسفنجی و راهکارهای جلوگیری از آن بپردازیم.
آهن اسفنجی چیست؟
آهن اسفنجی که به گندله متخلخل نیز شناخته می‌شود، ماده‌ای کروی شکل است که از احیای مستقیم سنگ آهن تولید می‌شود. این ماده اولیه فولادی بافت اسفنجی مانندی دارد و به همین دلیل آهن اسفنجی نامیده شده است.
ساختار آهن اسفنجی
در ترکیب آهن اسفنجی می‌توانید عناصری همچون آهن، کربن، فسفر، گوگرد، اکسید منیزیم، اکسید آلومینیوم و سیلیس را مشاهده کنید. برای بررسی خطرات کار با آهن اسفنجی، بهتر است فرمول شیمیایی ترکیبات این ماده را مورد بررسی قرار دهیم:
C + O2 = CO2
CO2 + C = 2CO
Fe2O3 + CO = Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO = FeO + CO2
FeO + CO = Fe (Metallic) + CO2
بررسی خطرات کار با آهن اسفنجی
با توجه به ترکیبات بالا، از خطرات مختلف آهن اسفنجی می‌توان به اکسیداسیون، زنگ زدگی و آتش گرفتن اشاره کرد. برای جلوگیری از اکسیداسیون و زنگ زدگی این ماده اولیه فولادی دو راه حل اساسی وجود دارد که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد:
- اولین راهکار برای جلوگیری از اکسید شدن این ماده، استفاده سریع از آن در فرآیند فولادسازی است. دومین راهکار نیز ایجاد یک لایه محافظتی به کمک افزودن عناصر دیگر به این ماده است.
- شما می‌توانید برای جلوگیری از آتش گرفتن آهن اسفنجی، موادی مثل گاز خنثی، سیلیکات سدیم و آهن به آهن اسفنجی اضافه کرده و در نهایت آن را در محیطی سرپوشیده نگهداری کنید.
خطرات کار با آهن اسفنجی ناشی از عوامل مختلف
آهن اسفنجی با وجود نقش حیاتی در صنعت فولاد، در مراحل تولید، حمل‌ونقل و استفاده می‌تواند خطرات مختلفی را به همراه داشته باشد. در بخش شیمیایی و زیست‌محیطی، انتشار گازهای مضر مانند مونوکسید کربن (CO) و دی‌اکسید کربن (CO₂) و آلودگی آب و خاک از طریق مواد شیمیایی و فلزات سنگین از مهم‌ترین تهدیدها محسوب می‌شوند.
از نظر فیزیکی نیز دمای بالای فرآیند تولید می‌تواند منجر به سوختگی و آسیب‌های پوستی و چشمی شود، به‌ویژه اگر از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده نشود. خطرات بهداشتی و تنفسی همچون استنشاق گرد و غبار حاصل از آهن اسفنجی یا مسمومیت با مونوکسید کربن نیز سلامت کارگران را تهدید می‌کند. علاوه بر این، خطر آتش گرفتن آهن اسفنجی و انفجار به‌دلیل تجمع گازها و تماس با مواد آتش‌زا، از جمله خطرات جدی این ماده است.
در فرآیند حمل‌ونقل نیز احتمال سقوط بار، ریزش مواد و تصادفات ناشی از تجهیزات سنگین وجود دارد. برای کاهش این خطرات، رعایت اصول ایمنی صنعتی، استفاده از تجهیزات حفاظتی، تهویه مناسب و آموزش کارگران از اهمیت بالایی برخوردار است.
مزایای استفاده از آهن اسفنجی در کوره‌های فولادی چیست؟
همانطور که که گفتیم آهن اسفنجی به صورت گسترده به عنوان سوخت کوره‌های فولادی استفاده می‌شود. از مزایای استفاده از آهن اسفنجی در کوره می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جایگزین مناسب برای ضایعات آهن ( در مطلب " ضایعات آهنی یا آهن قراضه چیست؟ " به صورت کامل این محصول را معرفی کرده‌ایم. )؛
- امکان تولید به صورت مستقیم از گاز طبیعی و بدون نیاز به جداسازی ناخالصی‌ها؛
- عدم آسیب‌رسانی به محیط زیست؛
- عیار بالاتر نسبت به آهن خام؛
- حمل و نقل آسان؛
- صرفه اقتصادی؛
دلیل آتش گرفتن آهن اسفنجی چیست؟
آهن اسفنجی به دلیل ترکیبات و ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی خاصی که دارد، تمایل بالایی به اکسیداسیون مجدد و گا‌هاً احتراق دارد. احتمال رخ دادن این اتفاق به ویژه در محیط‌های حاوی اکسیژن، بسیار بالاتر است. در فرآیند احیای مستقیم سنگ آهن یا Direct Reduced Iron، اکسیژن از سنگ آهن خارج شده و محصول نهایی به صورت کروی‌های متخلخل در می‌آید. حفره‌های روی سطح آهن اسفنجی سبب افزایش سطح ویژه شده و همین مسأله آن را آماده احتراق و آتش سوزی خواهد کرد.
در مطلب " لیست تولیدکنندگان آهن اسفنجی " به صورت کامل به معرفی بهترین تولیدکنندگان این محصول پرداخته‌ایم.
در ادامه دلیل آتش گرفتن آهن اسفنجی را به صورت کامل بررسی میکنیم:
1. قرارگرفتن در محیط حاوی اکسیژن
اکسیژن یکی از عامل‌های اصلی برای احتراق هر نوع ماده‌ای است. در واقع بدون وجود اکسیژن، احتمال احتراق وجود ندارد. با قرار گرفتن آهن اسفنجی در معرض اکسیژن، احتمال آتش گرفتن آن افزایش می‌یابد.
2. افزایش دما و حرارت
دمای بالا نیز می‌تواند دلیل آتش گرفتن آهن اسفنجی باشد. در فصول گرم و در مکان هایی که دمای هوا و محیط در آنجا زیاد است، احتمال آتش گرفتن این ماده بسیار زیاد است.
3. وجود ناخالصی در ترکیبات آهن اسفنجی
وجود ناخالصی در ترکیبات آهن اسفنجی باعث افزایش خطر آتش سوزی خواهد شد. ناخالصی‌ها می‌تواند شامل کربن، سولفور، سیلیس، سرب و کادمیوم باشد. در مطلب " تفاوت آهن اسفنجی و بریکت " می توانید اطلاعات بیشتری در مورد این دو محصول و ساختار آهن اسفنجی کسب کنید.
4. شرایط نگهداری نامناسب
شرایط نگهداری آهن اسفنجی نقش زیادی در سلامت و کیفیت آن دارد. قرار دادن آهن اسفنجی در یک محیط نامناسب و بدون ایمنی کافی، احتمال آتش سوزی را تشدید خواهد کرد.
راهکارهای اساسی پیشگیری از آتش گرفتن آهن اسفنجی
در ابتدای مطلب به معرفی و بررسی دلیل آتش گرفتن آهن اسفنجی پرداختیم. اما با رعایت یکسری تکنیک‌های ساده می‌توان از احتمال آتش گرفتن آهن اسفنجی جلوگیری کرد. این راهکار‌ها عبارت است از:
1. نگهداری آهن اسفنجی در محیط بسته و بدون اکسیژن
یکی از راه‌های جلوگیری از این حادثه، نگهداری آن در محیط‌های بسته و بدون اکسیژن است.
2. نگهداری آهن اسفنجی در دمای پایین
با کنترل دمای محیطی که آهن اسفنجی در آن قرار دارد، می‌توان از آتش گرفتن آن جلوگیری کرد.
3. خرید آهن اسفنجی با خلوص بالا
همانطور که گفتیم یکی از دلایل آتش گرفتن این محصول، وجود ناخالصی در ترکیبات آن است. با خرید آهن اسفنجی خالص و با ترکیبات اصولی، از آتش سوزی جلوگیری خواهید کرد.
4. کنترل رطوبت محیط
افزایش رطوبت می‌تواند فرآیند اکسیداسیون آهن اسفنجی را تشدید کند. برای جلوگیری از بروز چنین اتفاقی میزان رطوبت محیط را کنترل کنید.
5. تهویه مناسب محیط
محیطی که در آن از آهن اسفنجی نگهداری می‌کنید و همچنین شرایط حمل و نقل آن باید از تهویه مناسبی برخوردار باشد. در غیر اینصورت احتمال آتش گرفتن آهن اسفنجی افزایش خواهد یافت.
6. استفاده از پوشش محافظ
از در زمان حمل و نگهداری آهن اسفنجی، بهتر است از پوشش محافظ استفاده کنید. این پوشش مانع از تماس آهن اسفنجی با هوا شده و در نتیجه فرآیند اکسیداسیون رخ نمی‌دهد. برای پوشاندن سطح آهن اسفنجی می‌توانید از سدیم، آهک، دولومیت یا کربنات سدیم استفاده کنید.
7. کاهش زمان نگهداری
هرچه مدت زمان نگهداری از آهن اسفنجی کوتاه‌تر باشد، احتمال آتش گرفتن و اکسید شدن آن نیز کاهش خواهد یافت.
8. تفکیک مواد قابل اشتعال
برای پیشگیری از آتش گرفتن آهن اسفنجی بهتر است که مواد قابل اشتعال را از اطراف آن دور کنید. بهتر است در محل نگهداری آهن اسفنجی، از مواد نسوز و مقاوم در برابر حرارت استفاده کنید.
9. کنترل گرد و غبار
گرد و غبار معلق در محیطی که آهن اسفنجی قرار دارد، می‌تواند منجر به آتش گرفتن آن شود. به همین دلیل به کمک دستگاه‌های تهویه مناسب، بهتر است گرد و غبار را کنترل کنید.
جمع بندی
در این مطلب به بررسی دلایل آتش گرفتن آهن اسفنجی به صورت کامل پرداختیم. همانطور که گفتیم دلایلی نظیر قرار گرفتن آهن اسفنجی در مجاورت اکسیژن، افزایش دما، ناخالصی در ترکیبات و شرایط نگهداری نامناسب می‌تواند احتمال آتش گرفتن این ماده اولیه را تشدید کند. اما در این بین با رعایت یکسری اصول و نکات می توانید از بروز این حادثه جلوگیری کنید. از راهکارهای اساسی که از آتش گرفتن اهن اسفنجی جلوگیری می‌کند، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نگهداری آهن اسفنجی در محیط بسته و بدون اکسیژن
- نگهداری آهن اسفنجی در دمای پایین
- خرید آهن اسفنجی با خلوص بالا
- کنترل رطوبت محیط
- تهویه مناسب محیط
- استفاده از پوشش محافظ
- کاهش زمان نگهداری
- تفکیک مواد قابل اشتعال
- کنترل گرد و غبار
شما می‌توانید برای خرید آهن اسفنجی در برندهای مختلف، با کارشناسان ما در فولاد رامیار صنعت و با شماره 03155057 تماس بگیرید.
سوالات متداول
آهن اسفنجی چیست؟
آهن اسفنجی که با نام گندله آهن نیز شناخته می‌شود، یکی از مواد اولیه در صنعت فولادسازی است و می‌تواند جایگزین مناسبی برای قراضه آهن باشد.
چرا آهن اسفنجی مستعد آتش‌سوزی است؟
به دلیل سطح متخلخل، آهن اسفنجی به‌راحتی با اکسیژن واکنش نشان می‌دهد که این فرآیند گرمازا است. در نتیجه، دمای آن افزایش یافته و ممکن است منجر به آتش‌سوزی شود.
چگونه می‌توان از آتش‌سوزی آهن اسفنجی جلوگیری کرد؟
برای پیشگیری از آتش‌سوزی آهن اسفنجی، می‌توان از گازهای خنثی در محل نگهداری، سیلیکات سدیم، پوشش آهکی و همچنین روش بریکت‌سازی استفاده کرد.
