提高高炉炉料中球团矿配比、促进节能减排王维兴中钢金属学会1•优化炼铁炉料结构的原则：高炉炼铁炉料是由烧结矿、球团矿和块矿组成，各高炉要根据不同的生产条件，决定各种炉料的配比，实现优化炼铁生产和低成本。
世界各国、各钢铁企业没有一个标准的炼铁炉料结构；都要根据各企业的具体情况制定适宜的炉料结构；同时还要根据外界情况的变化，进行及时调整。
2017年中钢协会员单位高炉的炉料中平均有13%左右的球团矿，78%烧结矿，9%块矿。
1.1要根据各企业具体生产条件下，实现科学高炉炼铁操作（满足炼铁学基本原理），完成环境友好、低成本生产的目的。
1.2实现低成本炼铁的方法：优化配矿、优化高炉操作、设备维护完好、生产效率高。
1.3实现咼产低耗就要咼炉入炉矿含铁品位咼，有优质的炉料，包括高质量烧结矿要实现高碱度（1.8~2.2倍）；但炼铁炉渣碱度要求在1.0~1.1倍，炉料就需要配低碱度的球团矿（或块矿）。
1.4高炉生产长期稳定顺行是关键，实现低燃料比，要求原燃料质量要好（入炉铁品位要高、冶金性能好、低MgO和AI2O3、低渣量、焦炭质量好、含有害杂质少等），成分稳定，粒度均匀等。
1.5实现资源合理利用，充分利用本地矿产资源，合理回收利用企业含铁尘泥等。
建议将含有害杂质高的烧结机头灰、高炉布袋灰，加石灰混合，造球，干燥，给转炉生产用，切断炼铁系统有害杂质的循环富集。
1.6球团工艺相比烧结工艺的优越性1）产品冶金性能一般来说，烧结矿综合冶金性能优于球团矿，因此，高炉炼铁炉料中以高碱度烧结矿（在1.8〜2.2倍）为主。
但是，炼铁炉渣碱度要求在1.0 左右，必须搭配一部分酸性球团矿，这样结构炉料的冶金性能才最优，使高炉生产正常进行。
球团矿的缺点是膨胀率高，易粉化。
目前，北美和欧洲一些高炉使用100%自熔性球团矿，冶金性能完全能满足高炉炼铁的要求，也取得了较好的高炉生产指标。
2）生产运行费用球团工序能耗是烧结的2/3，环保治理费用低，铁品位比烧结高5〜9个百分点（原料品位、碱度相同条件下），炼铁生产效益高10 元/t 。
3）环保球团工艺主废气源比烧结工艺低一半，环保治理投资低，容易达到国标，工厂清洁生产。
4）投资中国经验，球团投资比烧结高30%〜50%大型化后，会降低。
2.球团生产技术球团生产工艺主要有三种：竖炉球团；带式焙烧机球团；链蓖机回转窑球团。
2.1三种球团生产工艺比较：竖炉生产能耗高，产品质量不稳定, 是属于要淘汰的设备（国家已提出要淘汰8m2以下的竖炉）；带式焙烧机球团是生产球团的技术发展方向，可使用赤铁矿，能耗低，产品质量好、稳定，但需要有天然气，生产规模大、投资高；目前，我国生产球团矿是以链蓖机回转窑球团工艺为主。
三种球团生产工艺比较见下表：2.2目前，我国竖炉球团产量占球团总产量的35.97%;带式焙烧机球团产量占总产量的5.39%；链蓖机回转窑球团产量占球团总产量的58.63%。
2.3. 球团矿的品种：氧化球团矿：酸性球团矿（碱度在0.3~0.8区间的球团矿质量是最不好的）是当前我国生产球团矿的主体。
中性球团矿（碱度在1.0左右）供使用100%球团矿高炉冶炼用碱性球团矿含镁球团矿（烧结生产不添加白云石，可提高烧结矿质量，对高炉生产有利）含钒钛球团矿，可对高炉冶炼有护炉作用。
含炭球团矿（冷压工艺生产的，在高温下易粉化）金属化球团矿（是直接还原铁），可用于电炉冶炼的原料。
3•努力提高高炉球团矿配比，是炼铁技术发展的大方向：3.1提高炼铁炉料球团矿配比，可有效地促进炼铁入炉矿含铁品位的提高。
据统计，2017年重点钢铁企业球团矿含铁品位为63.60%,烧结矿含铁品位为55.79%;球团矿含铁品位比烧结矿高7.81%。
高炉多用球团矿可有效地提高入炉矿含铁品位。
3.2. 炼铁提高入炉铁品位，促进降低燃料比、增加产量。
炼铁学理论是，入炉矿含铁品位提高1%,高炉燃料比下降1.5%，生铁产量增长2.5%,减少渣量1.5%。
如果炼铁100%使用球团矿，要比使用烧结矿，燃料比下降11.52%,生铁产量增长19.2%。
这个效益是十分可观的。
3.3. 提高炼铁炉料球团矿配比，促进炼铁系统节能减排。
据统计，2017年7月重点钢铁企业球团工序能耗为25.41kgce/t,烧结工序能耗为48.52kgce/t;球团工序能耗比烧结低23.11kgce/t。
如果用一顿球团矿代替一顿烧结矿炼铁，就会使炼铁系统降低23.11kgce/t的能耗。
3.4. 提高炼铁炉料球团矿配比，会降低污染物排放，降低对烧结烟气治理费用。
烧结生产会产生大量的SQ、NO X、二噁英、粉尘等有害物质。
2012年国家公布了对烧结烟气综合治理的标准（GB28662-2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》），指标基本上与国际先进水平接轨了。
这会加大钢铁企业对环保治理的成本（约50元/吨烧），企业要付出较大的代价（环保投资和运行费）。
如用球团代替烧结，既可以减少或没有污染物排放，大大减少了污染物治理费用。
球团生产废气源量排放比烧结生产烟气量低一半，球团生产废气中含有二噁英、CO2和SQ，N X O等比烧结生产少（详见表3），环保治理简单容易，工厂清洁。
生产球团用天然气，不用煤炭，减少排放CO2和SQ，NXO少，相应降低了环保治理费用。
表3 炼铁系统吨产品废气污染物排放因子情况单位：kg/t产品目前，一些地区政府已提出要降低本地区的污染物排放总量，希望钢铁企业停止烧结生产（欧美已这么去做了）；我国也将面临这个问题。
3.5中国铁矿资源是贫、杂、难选。
为提咼我国铁矿使用效率，必须要进行细磨、加强选矿。
这样，我国的铁矿粉是细粒度的居多，有一半铁精粉是适合于去生产球团矿。
但是，历史原因（上世纪50年代，我国全面学习苏联，大量建设烧结机），使我国炼铁的炉料结构一直是以烧结矿为主。
这种局面一直没有得到根本的改善。
现在，我们应尽快转变观念，加强对球团生产的基础理论研究，促进球团生产的发展，促进钢铁工业的节能减排。
太钢的精矿粉-320网目在90%,是适应生产球团矿，但他们选择生产烧结矿，是技术路线的错误。
目前，我国球团质量与国际先进水平相比，存在较多差距：球团含铁品位低（约低5%）含SiQ高，配加皂土多，抗压强度低（生球质量不好），工序能耗高等。
国外已淘汰了竖炉生产球团工艺，大量使用带式焙烧机工艺生产球团矿（适应使用各种类型铁矿、球团质量优越、能耗低），但燃料用天然气的居多。
3.6球团矿有还原膨胀和粉化问题，对高炉生产有较大影响。
使用高比例球团矿，在高炉操作上要有所调整，特别是布料规律，控制煤气流分布等。
4•要开展的工作：组织科研、大学、企业开展自熔性球团生产的技术攻关、机理研究。
这方面我国缺乏理论和实践的支撑；大型高炉使用高比例球团矿的生产经验不足，要开展系列研究等。
要大力推广一批烧结、球团生产先进技术，关键共性技术，促进炼铁系统的节能减排，清洁生产。
5•我国球团生产情况：5.1球团矿产量：目前，我国球团生产能力在2.5亿吨/年，2011年达到2.04亿吨，2017 年为1.7亿吨，富余0.8亿吨的生产能力；每年约进口2000万吨的高质量球团矿。
5.2球团矿生产成本比烧结矿贵据统计，使用进口铁精粉生产球团矿，比使用国产矿要贵（国产铁精矿采购成本570.73元/吨，进口铁精矿采购成本592.72元/吨，进口矿比国产矿贵21.99元/吨），影响了高炉使用球团矿的积极性。
太钢、本钢、沙钢、唐钢、鞍钢等企业的球团矿价格比烧结矿高，如下面表述：2017年使用国产铁精粉生产球团矿、烧结矿的生产成本（元/吨，）如下：球团矿烧结矿球团矿生产成本比烧结矿贵单位：元/吨太钢686.61517.57169.04本钢548.62526.6521.83唐钢655.83605.5350.30柳钢834.79834.790马钢705.40628.7272.68沙钢724.22635.7488.48725.59675.2650.33鞍钢752.36614.98137.38玉武集团831.73744.0187.72各企业之间数据相差较大，是生产具体情况不同；企业之间的铁矿含铁品位、矿种配比、生产技术，操作技术、设备状况等差异大；使用国产矿与进口矿有较大差别，要做具体分析，才能得出科学的判断。
5.3据统计，多年来，全国有100多座高炉球团矿配比在20%以上，部分高炉球团矿配比见下面情况：高炉炼铁炉料结构，%烧结球团块矿入炉铁品位渣比kg/t2017 年宝钢4号4747m357251860.04257宝钢1号5050m3 7851759.30 277.7鞍钢2号3200m370.6327.52 1.8558.64338本钢1号4350m371.4928.50057.29本钢6号2600m372.1427.86057.88兴澄1号1280m350.1246.32 4.058.77397酒钢1号450m369.5927.16 3.1155.61太钢3号1800m370.1829.82059.78300略阳1号415m364.2635.270.5856.29362 2016 年烧结球团块矿入炉铁品位渣比1 号79.1 6.9 14.0 59.33鞍钢320073.2323.87 2.9058.56332宝钢八一67.5129.86 2.6356.78336北营新2号320081.9118.0057.89350西林126055.040.20 3.8058.54387酒钢7号2500m369.5626.79 3.6553.62450.5太钢5号4350m366.2632.16 1.5859.64304武钢8号4117m366.7422.3710.8957.56351.7首迁3号4073m361.8029.859.1258.793152015 年烧结球团块矿入炉铁品位渣比kg/t宝钢1号4997m372.1314,6713.1959.41296宝钢3号4350m365.4621.6312.9059.52280.5宝钢4号4747m367.4318.8513.7159.56284.4武钢8号4117m365.9424.589.4757.56351.7马钢A号4000m371.6917.2911.0258.08318.5沙钢5800m372.0213.9014.0558.82296太钢5号4350m36931059.64304太钢6号4350m369.330.7059.36306首迁3号4073m361.429.88.858.79315京唐1号5500m365.2629.23 5.3159.99285.2京唐2号66.1428.65 5.2159.96288鲅鱼圈1号74.4119.73 5.8658.57357本钢435068.5225.84 5.6458.18304包钢7号73.2715.2311.4858.8932977.41 10.35 12.23 58.18 3293200 75.70 8.25 16.50 58.63 336兴澄320074.5312.3013.1858.63302韶钢320080.2 3.416.457.81288酒钢320062.0837.91053.62450.5酒钢320080.4615.20 2.6055.05405.6莱钢3200 83.44 10.12 6.44上述情况表明，使用球团比例较高的高炉，均可实现高入炉矿品位，渣比较低5.4国外部分高炉炉料结构情况：高炉烧结球团块矿燃料比渣比韩国浦项4350m376.1 4.719.2493291韩国浦项5600 m376.4 4.919.7492291韩国光阳4600m379.8 4.715.5506.6韩国光阳5500 3m79.6 6.513.9495瑞典钢铁公司0.5099.5036kg/t146加拿大多法斯科100德国不莱梅4852205芬兰罗塔鲁基73.726.3203比利时希德玛871330259说明国外高炉的入炉铁品位高，渣比低，会给高炉带来好的效益。