Produzione Ferro Spugna (DRI): Processo, Applicazioni e Mercato Globale
Contesto Storico e Attuale
Prima dell'invenzione dell'altoforno, fonte primaria ferro nel mondo = ferro spugna (sponge iron / Directly Reduced Iron - DRI). Oggi usato principalmente come sostituto rottame e materia prima per acciai speciali. Processi: a base carbone o gas.
Produzione Globale
- ~49,5 milioni ton/anno ≈ 3-4% produzione ferro totale.
- Leader: India, Messico, Venezuela, Iran.
- India: maggior produttore, ~11,85 mln ton/anno da 118 impianti.
- USA: 0,21 mln ton/anno.
Processo Produttivo
- Riduzione minerale ferro fisicamente e termicamente stabile.
- Agente riducente: carbonio (carbone non da coke) o gas naturale riformato.
- Impianti basati su: forni rotativi a carbone (coal-based rotary kilns) o reattori ad albero a gas (gas-based shaft furnace).
- Carbone e gas coprono anche fabbisogno energetico.
Processo a Base Carbone
- India: 115/118 impianti a carbone = 65% produzione DRI.
- Pellet DRI più stabili, stoccaggio lungo termine.
- Forno rotativo orizzontale, 800-1.050°C (1.472-1.922°F).
- Scarico purificato magneticamente; DRI separato per taglia (> / < 3 mm).
Processo a Base Gas
- ~95% produzione globale DRI è a gas.
- DRI da gas richiede uso immediato; stoccaggio solo convertendo in HBI (Hot Briquetted Iron).
- Miscela gas: H₂ + CO. Produzione in retorta verticale.
- Gas salgono, scarico scende per gravità → raffreddato per uso/stoccaggio come HBI (nessuna separazione magnetica necessaria).
Applicazioni e Vantaggi
- Sostituto rottame in forni elettrici ad arco (EAF): minor impurità (rame, stagno), controllo composizione acciaio.
- Acciai speciali, acciaio inox, leghe nichel.
- HBI: densificato, maneggiabile, trasportabile via nave, stoccabile all'aperto (bassa ri-ossidazione).