آهن اسفنجی، از احیای مستقیم سنگ آهن بدست می آید و اصطلاحا به آن DRI نیز گفته میشود. معمولا عيار آهن اسفنجی بين ۸۴ تا ۹۵ درصد است. احيا موجب حذف يا از بين رفتن اكسيژن در سنگ‌آهن شده و سنگ را به‌صورت شانه عسل يا ساختار متخلخل اسفنجي شكلي درمي‌آورد كه به‌همين دليل به آن آهن اسفنجي مي‌گويند. معمولا آن را به شكل كلوخه يا گندله‌اي شكل توليد مي‌كنند و علاوه بر اين به‌صورت فشرده و بريكت شده نيز توليد مي‌شود كه به آن HBI (آهن بريكت شده گرم) مي‌گويند كه معمولا از طريق فشرده كردن DRI در درجه حرارت حدودا ۶۵۰ درجه سانتيگراد به‌وجود مي‌آيد.
-در کوره های القائی می باشد که استفاده از آهن اسفنجی، در کوره های القائی قادر است که نزدیک به ۵۰ درصد، جایگزین قراضه شود. ولی کاربرد آن در کوره القایی، نیازمند دانش فنی و تجربه می باشد.
ـ آهن اسفنجي جايگزين بهتري براي قراضه در واحدهاي فولادسازي EAF/IF است چون ماهيت هموژن بودن آن، بهره‌وري مطلوب و مصرف كمتر كك است.
ـ آهن اسفنجي را مي‌توان جايگزين قراضه فولادي در كنورتور LD به‌عنوان يك خنك‌كننده كرد.
ـ آتشگر نيست. داراي عناصر مضره يا زائد مانند مس، روي، قلع، كروميوم، تنگستن، موليبدنيوم و غيره كه معمولا در قراضه فولاد موجود است، نيست.
-استفاده از آهن اسفنجی در ریخته گری مداوم صنعت فولاد می باشد. تقریبا در همه روش های تولید فولاد استفاده از آن مقدور می باشد. بسیاری از واحدهای کوچک و بزرگ تولید فولاد در کشور از این روش ها استفاده میکنند.
ـ آهن اسفنجي داراي سولفور و گوگرد كمتري است.
ـ فرآيند DRI داراي توانايي استفاده از زغال نامرغوب با خواص واكنشي خوب است كه براي فولادسازي سنتي غيرقابل قبول است.
ـ استفاده از DRI امكان مصرف قراضه نامرغوب به‌عنوان بخشي از مواد شارژي در فولادسازي الكتريكي بدون تاثير بر كيفيت فولاد را ميسر مي‌سازد.
ـ به‌دليل تركيب مشخص آن، استفاده از DRI/HBI امكان پيش‌بيني دقيق از آناليز نهايي از ابتداي تغذيه مستمر آهن اسفنجي وجود دارد.
ـ به‌دليل اندازه هماهنگ DRI به بهره‌وري افزوده شده است. آهن موجود به‌صورت اكسيد در آهن اسفنجي با حمام كربن واكنش نشان داده كه منتهي به تاثير جوشش شديد شده و موجب انتقال بهتر گرما و شتاب واكنش سرباره/ فلز در طي فولادسازي مي‌شود. به همين دليل همگوني حمام بهبود يافته و منتهي به هيدروژن و نيتروژن كمتري در فولاد مي‌شود.
احیای مستقیم سنگ آهن ، از طریق منابع گازی یا زغال سنگ صورت می پذیرد. انتخاب روش احیای مستقیم سنگ آهن، وابسته به محل قرارگیری کارخانه تولیدکننده و منابع موجود در دسترس می باشد. بعنوان مثال در کشور ایران، با وجود منابع غنی گازی، انتخاب منابع گازی، انتخابی معقولانه تر می باشد و گاز بعنوان ماده احیا کننده مورد استفاده قرار میگیرد. همانطور که میدانید، استفاده از منابع زغال سنگ برای احیاسازی، مشکلات آلودگی هوا را نیز در پی دارد و دسترسی به معادن آن کار آسانی نیست. ولی در حال حاضر بزرگترین تولیدکننده آهن اسفنجی در دنیا، کشور هندوستان می باشد که از منابع زغال سنگ استفاده میکند.
منابع گازی:
– روش میدرکس (Midrex)
– اچ – وای – ال (HYL)
تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس : این روش بعنوان پر استفاده ترین روش های تولید در ایران و جهان می باشد.در این روش، گاز طبیعی وارد واحد شکست گاز میشود، سپس بر اثر حرارت وارد شده و کتالیست های مخصوص به هیدروژن و کربن تبدیل میشود. سپس این هیدروژن و کربن وارد کوره ای که کوره احیا نام دارد و گندله سنگ آهن را در آن گداخته کردیم میشود و با اکسیژن گندله سنگ آهن ترکیب میشود و باعث احیای سنگ آهن می شود.این روش به عنوان کم مصرف ترین روش و پر بازده ترین روش ها در ایران و جهان می باشد. حدود ۸۰ درصد آهن اسفنجی ایران، به این روش تولید میگردد. بعد از آن روش HYL می باشد ولی مصرف بالای برق آن و مشکلات ظرفیتی آن است. بنابراین روش HYL و روش هایی که بر مبنای زغال سنگ هستند، در ایران استفاده نمیشود.