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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).