Sắt xốp có cấu trúc lổ rỗng với hàm lượng carbon thấp nhờ quá trình hoàn nguyên quặng sắt bằng than gầy. Sắt xốp có cấu trúc phân tử phức hợp, bền vững và chứa ít tạp chất, thường được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào để luyện thép bằng lò điện, là tác nhân làm mát trong quá trình luyện thép bằng lò chuyển đổi (converter). Ngoài ra, nó còn được sử dụng để tinh luyện bột sắt ở giai đoạn hoàn nguyên thứ cấp.
Trong những năm gần đây, các sản phẩm cơ khí có xu hướng nhỏ, gọn, tinh xảo, đa chức năng và phong phú về chủng loại. Về mặt kỹ thuật, yêu cầu này đồng nghĩa với việc phải gia tăng tỉ lệ của các nguyên tố phi kim và các kim loại khác trong các sản phẩm này. Nói một cách khác, chất lượng thép cần phải được cải thiện. Thực tế cho thấy, sắt phế liệu dùng để nấu luyện trong các lò điện được thu gom từ nhiều nguồn khác nhau với đủ các loại thành phần tạp chất. Hệ quả là việc nấu luyện thép bằng sắt phế liệu gặp rất nhiều khó khăn. Tuy nhiên, những khó khăn này có thể được khắc phục nhờ sử dụng sắt xốp với tỉ lệ thích hợp từ 30-50%, nhờ đó tăng tính đồng nhất và cải thiện đáng kể tính chất vật lý của thép. Do vậy, sắt xốp không chỉ là chất phụ gia để luyện ra thép chất lượng cao mà còn là nguyên liệu tốt nhất trong công nghệ luyện kim. (Công ty đúc thép ống Tianjin công bố việc sử dụng tỉ lệ trộn sắt xốp lên đến 50%).
Theo một nghiên cứu khác, việc trộn sắt xốp với tỉ lệ 30-50% đã tăng hiệu suất nung chảy của sắt phế liệu trong các lò điện thêm 10-25% và công suất tăng thêm 25-30%. Một thử nghiệm còn chỉ ra cách làm này có thể tiết kiệm 27% năng lượng tiêu thụ/tấn, 28% thời gian và 22% lượng oxy. Đồng thời lý tính của sản phẩm được cải thiện đáng kể. Thực tế này cho thấy với tỉ lệ trộn sắt xốp phù hợp không những cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn tiết kiệm được chi phí sản xuất và điện năng. Thực tế cho thấy, sắt xốp là vật liệu lý tưởng cho các lò điện, hiện đang được các nước phát triển sử dụng rất phổ biến.
Trong kế hoạch “Năm năm lần thứ 9” của Trung Quốc, việc tối ưu hóa ngành công nghiệp luyện kim đã chuyển hướng tập trung vào chất lượng và lợi nhuận chứ không còn chạy theo số lượng như trước đây. Nếu nguyên liệu thô vẫn phụ thuộc nhiều vào sắt phế liệu thì sẽ rất khó để cải thiện chất lượng thép. Lý do là gần 100% lượng tạp chất vô ích và có hại (Sn, As, Cu, v.v) vẫn nằm trong sắt phế liệu. Theo một báo cáo của Mỹ, trong vòng 25 năm qua, hàm lượng Đồng (Cu) trong thép carbon tăng lên 20%, hàm lượng Nichrome tăng lên 120% và hàm lượng Thiếc tăng lên 200%. Vì vậy, nếu chỉ sử dụng sắt phế liệu để nấu luyện sẽ rất khó để cải thiện chất lượng thép. Trong bối cảnh này, sắt xốp là giải pháp hiệu quả nhất để giải quyết các tồn tại nói trên. Do vậy, việc sử dụng sắt xốp vào việc nấu luyện thép chất lượng cao và thép đặc chủng là vô cùng cần thiết, đặc biệt trong việc chế tạo đường ống dẫn dầu và khí, thép cho công nghiệp ô tô, đóng tàu, nhà máy điện hạt nhân và các thiết bị quân sự v.v. Nói một cách khác, để tinh luyện được thép đặc chủng và thép chất lượng cao, sử dụng sắt xốp là con đường tối ưu.
Application of Direct Reduced Iron
DRI is a kind of porous material of low carbon iron by reducing from refined iron powder. DRI has steady chemical elements but lower impurities. Direct reduced iron is mainly used as raw material of steel making in electric stove, cooling agent of steel making in converter, or for use of powder metallurgy after secondary reduction.
