摘要  本文从球团厂生产的世界先进水平的分析出发，论述了在我国建设现代化球团厂应重视的几个方面的问题。

关键词  现代化球团厂 建设 技术水平

1  前  言

    球团矿的生产在世界上已有五十年以上的历史，到上世纪80年代初已达到全盛时期。其理论研究、生产工艺和装备技术都相当成熟。近二十年来，由于世界钢铁产量总量的变化不大，其发展处于停滞的状态。近年来，由于直接还原铁生产的迅速发展和高炉中球团矿的使用量增加又有了扩大生产规模的契机，预计到2002年，世界球团矿产能将增加1800万t。

  随着优质球团矿生产的成功，膨胀、低温还原粉化和高炉布料过程中的滚动问题的克服，球团矿在高炉冶炼中的优越性越来越明显。因而，在高炉炼铁原料中的用量和比例都有较大幅度的提高。根据球团矿供应的可能和现有造块设备的能力状况，在当前高炉炼铁技术最先进的西欧，其球团矿的用量比例平均已高达30％～70％。如瑞典的SSAB厂，从精品战略和缩短钢铁生产工艺流程和环境保护的目的出发，采用了100％使用球团矿的高炉炉料结构。高炉炼铁合理的炉料结构是一个非常重要的精料课题，同时也是一个动态的概念。它随着原料供应的状况和炉料性质的变化而变化，不是一成不变的。

  我国所产铁矿石基本上都是细磨的磁铁精矿，而且目前基本上都供烧结使用，仅有少部分用来生产球团矿。使用烧结法还是球团法造块，也要根据铁原料的性质不同来选择。细磨的铁精矿采用球团法更为合理，不管是从产品质量和技经指标来看，均是如此。球团烧结法仍然属于烧结范围。从高炉合理炉料结构发展的趋势和细磨铁精矿合理的造块工艺出发，我国应大力发展球团矿生产。从当前我国的现实情况看，建设球团工厂也已为许多企业所重视。但经验和实践的教训也告诉我们，新建球团厂的产品必须是优质的；同时建设球团厂要坚持技术上高起点，瞄准世界先进水平，紧追直赶。也只有这样才能彻底改变我国球团矿生产的落后面貌。

2         球团生产的世界先进水平

2．1高质量的产品

    目前国际上优质球团矿的可参照的主要质量指标有(有一定的近似性)：

    TFe≥65％：

    FeO≤1．0％；

    SiO₂≤3．0％；

    S≤0．04％；

    P≤0．05％；

    球团粒度8～18 mm占98％以上；

                             <5 mm<0．5％：

  抗压强度≥2500N／个球；

  转鼓指数(ISO)+6．3 mm≥95％；

  抗磨指数一0．5 mm≤4％；

  膨胀指数<13．2％

  以上的质量指标主要体现球团矿物理和化学性质。对于球团矿的高温冶金性能也应十分重视。在生产和试验中，也应进行不断的研究和改进生产工艺，提高球团矿的高温冶金性能，如瑞典LKAB公司的橄榄石球团矿的生产就是一个很好的例子。

  只有高质量的产品才能满足高炉炼铁的要求，才能为高炉炼铁改善技术经济指标和球团矿生产企业带来更好的经济效益。这也是建设球团厂的最根本宗旨。为满足高炉炼铁的要求，发展多品种的球团矿生产也是十分必要的。

2．2高作业率

    国外球团厂在早期发展阶段，由于设备事故较多，因而作业率偏低一些。但随着使用材质档次的提高和设备性能的优化，特别是在高温作业下基本可做到“无检修设备”的目标，因而工厂作业率大幅度提高，在正常生产年高达97％～98％，最高为99％；大修年为95％。

    目前我国球团厂的作业率指标起码也应达到90．4％(330天)以上。只有在较高作业率的情况下，才能充分发挥设备的能力，实现较好经济效益。很难想像，一个低作业率的球团厂能取得好的效益。所以必须在提高作业率上下功夫，特别是在高温设备上下功夫，“舍得花钱”采用高等级材料，以确保其性能优越。这也是国外先进球团厂设计建设的根本经验。

2．3低能耗

    燃耗在整个工序能耗中所占的量最大，也在很大程度上影响着球团矿的生产成本和环境保护(CO₂的排放量)。因而降低燃耗是一项极为关键的指标。当今最先进的燃耗指标是：210000 kJ／t。燃耗的高低虽然和原、燃料的种类有很大的关系，但一般讲，其能耗指标也应在420000 kJ／t以下。

2．4高劳动生产率

    影响劳动生产率最大的因素是生产规模，特别是单系统的规模。链篦机一回转窑工艺目前单系统最大为400万t／a，而带式焙烧机单系统规模更大(≥500万t／a)。一般这样的大规模球团厂，单系统的生产定员仅为32人或更少。四班三运转，每班仅8人。

    为了实现以上目标，因而在球团厂的建设中应十分重视以下几个问题。

3     现代化球团厂建设中必须重视的几个问题

3．1实行精料

    原、燃料的质量要优，以尽最大可能地满足优质球团矿生产的质量要求，同时也对球团生产工艺的优化有着极为重要的影响。

    (1)铁精矿的品位要高，SiO2的含量要低(一般为TFe≥65％；SiO2≤3％)。从高炉实现精料和降低渣量的要求出发，目前世界球团矿生产，其含铁品位都在65％左右，甚至更高(自熔性的偏低些)。那么铁精矿的含铁品位也必定是在65％以上。根据我国高炉炼铁公认的经验：入炉原料铁品位提高l％，高炉焦比降低2．5％，产量增加3．0％。由此可看出提高球团矿的铁品位是何等重要。如所用铁精矿的品位低，生产的球团矿品位也低，这种球团矿就不会为高炉冶炼所欢迎。用于直接还原的球团矿的铁品位就更高了，一般应在67％以上。目前我国铁精矿的磨矿粒度普遍较粗；铁品位普遍较低，这是仅从减少选矿成本的局部利益出发的。这种做法是由于把铁精矿用于烧结，对原料要求不精，忽视了后部的高炉炼铁生产和总体效益而形成的错误做法，必须予以彻底改变。

    (2)铁精矿的粒度要细，水分要低。国外用于制造球团矿所用的精矿的磨矿粒度一般为一200目(0．074 mm)占90％以上，乃至采用325目或更细的磨矿。如果铁精矿的磨矿细度达不到要求，水分含量也较高，将严重影响所造生球的质量。这样就会给球团焙烧过程造成不利，并严重地影响成品球团矿的质量。我国目前不少球团矿生产所用的铁精矿磨矿粒度为一200目70％～80％左右，为了使生球强度达到要求，就大量添加膨润土，致使球团矿原本不高的含铁品位又降低了。

    (3)必须使用优质粘结剂和其他添加剂。国外球团生产所用优质膨润土的用量，一般在0．7％一1．0％。用量很少，但功效十分明显，大大的改善了生球质量和满足了焙烧过程的需要。而在目前我国球团矿生产中，由于精矿粒度粗和粘结剂质量的不优，膨润土的用量高达5％一6％。势必损失了成品球团矿的铁品位，这是多么可惜。因而，寻求优质的膨润土和采用活化膨润土的方法，也是当前球团技术需要解决的问题。

    (4)合适的燃料。目前我国最有可能用于球团矿焙烧的燃料是煤。但并不是所有的煤都是合适的。为了保证焙烧球团矿的质量，对煤也要作一定的选择，尽可能采用适合于球团矿焙烧的煤种，并选择到较合适的煤源，为此必须做好选煤和煤的试验研究工作。

3．2必须采用先进、合理、完善的工艺和热工制度

    今天我们建设球团厂，特别是生产商品球团，不但生产的成品球团矿应是优质的，而且工厂的技术经济指标也应是先进的，这样才具有竞争的能力。因而在建设球团厂中，所采用的工艺必须是先进、合理、完善的，而且在今后的几十年内也不落后。

    球团矿的生产工艺在世界上已十分成熟，什么样的工艺先进、完善、合理也是很明显的，我们应该很好的借鉴和学习。竖炉球团工艺由于产量规模小，原料要求严(磁铁精矿)、成品质量低和必须使用高热值煤气等缺点，在世界上已不断萎缩，乃至拆除。虽然国内竖炉球团在技术上有了较大进步，但仍不能从根本上克服竖炉工艺存在的缺陷。带式焙烧机工艺和链篦机一回转窑工艺成为目前世界上普遍采用的两大工艺。至于是采用带式焙烧机工艺，还是采用链篦机一回转窑工艺要视具体情况而定。在用煤作燃料和原料来源比较复杂的情况下，链篦机一回转窑工艺似乎更合适些。当然，在原料供应十分充足稳定和有煤气供应的情况下，采用带式焙烧机工艺也是很合适的。另外，有了先进的生产工艺，还必须十分重视造球和焙烧的热工制度。

  (1)“造好球”是球团焙烧的基础

  没有质量好的生球，再好的焙烧工艺和技术也不可能生产出优质的球团矿。因而要十分重视造球这一工艺环节。为此，要选择好的造球方法和设备，做到合理加水，严格控制生球水分，不断提高造球工艺的技术水平。

  (2)优化热工制度是焙烧球团的关键

  球团矿焙烧过程的热工制度，特别是干燥、预热段的热工制度直接影响着成品球团矿的质量。热工制度的确定，应以避免球团矿的破裂、粉碎和提高球团矿质量(改善抗压、抗磨指标)为目的；另外热工制度的优劣也直接影响着焙烧球团矿的能耗指标，主要体现在球团干燥、预热、焙烧和冷却过程中合理的风温、风速、风量、风压的确定。应尽可能地减少漏风和热损失，并充分利用废气余热。为了实现高料层的操作技术，实现能源的优化利用和提高于燥球、预热球的质量，一般都应采用鼓风干燥技术和“多段多室”的热工制度。这些技术在国外先进的球团厂都已是成熟的和行之有效的。

3．3必须采用可靠、高效的设备

     在先进、合理、完善的工艺确定后，必须采用可靠、高效的设备。好的工艺是靠好的设备来实现的，设备一旦出了事，生产就无法正常进行，更谈不上生产优质球团矿和改善各项技术经济指标了。各类球团矿制造和生产设备如：造球机、布料机、带式焙烧机、链篦机、回转窑、冷却机等，在设计、材料选用、制造工艺和安装等项工序中都有很高的技术含量和严格的质量要求。球团焙烧是在1250℃的高温下进行，对设备提出了很高的要求。在一些关键的部分，更需要采用高等级的材料和较高的投入，只有这样才能保证生产的正常进行。

3．4讲求规模效益，实行大型化

    大型化仍然是今天球团矿制造业发展的方向。在原料条件许可的情况下，集中资金建设大型的(特别是单系统)球团矿生产装置，实现自动化，对提高球团矿质量，提高劳动生产率，改善技术经济指标，求得较好的经济效益仍然是至关重要的技术手段和发展的必由之路。不管是带式焙烧工艺，还是链篦机一回转窑工艺，其大型化后的规模效益是十分明显的。小规模、工艺不完善，装备水平低下，虽然也能生产出球团，但其产品质量低，能耗高，定员多，因而其经济效益低下，这决不是我们所期望的。

    实现大型化，为设备的现代化创造了条件；在实现装备现代化的条件下，才有可能同时实现自动化和信息化。

4     结  语

    在我国发展球团矿产业，必须瞄准世界先进水平，紧起直追，努力赶上。建设现代化的球团生产厂必须从原料、工艺、设备和自动化水平上，实行技术上的高起点。