第1章　绪论

1.1　烧结、球团在钢铁工业中的地位

铁矿石经过采矿、选矿之后呈块状和粉末状态存在，尚不能完全满足高炉炼铁精料方针的需求。精料是高炉炼铁的基础。国内外炼铁生产实践表明，高炉炼铁技术水平如何，精料技术的影响率占70%，其他因素占30%，包括高炉操作、装备水平和现代化管理技术等。

现代高炉炼铁流程见图1-1，炉料包括：铁矿石、烧结矿、球团矿、焦炭、石灰石、萤石、锰矿、碎铁等。随着炼铁科技的发展，现在高炉炼铁已基本不使用萤石和锰矿；石灰石和白云石原则上也不直接加入高炉，而是在烧结配料中使用；铁矿石一般也不直接加入高炉，而是加工成烧结矿或球团矿。在采用科学的生产工艺技术和装备之后，高炉炼铁就能够实现优质、高产、低耗、长寿、高效益，进而提高钢铁产品的市场竞争力。

图1-1　现代高炉炼铁流程（未包括蒸汽、水、电等）

炼铁系统工序能耗占钢铁工业总能耗的70%，所以说高炉炼铁承担着钢铁工业的节能降耗、降低成本和环境友好的重任。完成上述重任，高炉炼铁的原料质量起着决定性的因素。铁矿石是生产烧结矿和球团矿的主要原料。2004年全国重点大中型炼铁企业所用烧结矿和球团矿的比例达93.02%。所以说，评价烧结矿和球团矿的质量标准，大部分是对铁矿石质量的评价。

铁矿石（iron ore）主要成分：铁（Fe），磷（P），硫（S），二氧化硅（SiO2），锰（Mn），氧化镁（MgO），氧化铝（Al2O3），水分（moisture）。按粒度分类：

铁矿粉（iron ore fines），粒度：0～1mm；

块铁矿（iron ore lumps），粒度：6.3～50mm；

烧结矿（sinter feed），粒度：5～40mm；

球团矿（iron ore pellets），粒度：6～16mm；

球团粉矿（pellets feed），粒度：0～1mm。

由于天然富矿资源有限，而其冶金性能又不如人造富矿优越，所以绝大多数现代高炉都用人造富矿，或大部分用人造富矿、兑加少数天然富矿冶炼。在这种情况下，钢铁厂便兼有人造富矿和天然富矿两种处理流程。在1937年以前，高炉原料主要是天然矿，烧结矿只占1%；到了1957年天然矿占69%，人造富矿占31%；20世纪70年代，天然矿占33%，人造富矿占67%；80年代，天然矿占27%，人造富矿占73%；到2000年，高炉炉料中天然矿占2%左右，人造富矿占98%左右，甚至100%。

以原矿直接供应高炉冶炼用的炉料叫生料（raw material）。将各种原料配合后经高温处理的人造块矿（烧结矿和球团矿）叫熟料（agglomerated material）。熟料的优点：由于熟料的造渣过程已经完成，在冶炼过程中只进行金属氧化物还原和分离，燃料消耗、电耗大大降低，成本下降，设备生产率大大提高。因此，将粉状物料根据不同需要加工成块状产品的工艺，已经在工业生产中得到广泛的应用。

造块：富选得到的精矿粉，天然富矿破碎筛分后的粉矿，以及一切含铁粉尘物料（如高炉、转炉炉尘，轧钢皮，铁屑，硫酸渣等）不能直接加入高炉，必须用烧结或制团的方法将它们重新造块，制成烧结矿、球团矿，或预还原炉料。当今世界上，人造块矿方法有烧结法、球团法、压团法。

造块不仅解决了入炉原料的粒度问题，扩大了原料来源，同时，还大大改善了矿石的冶金性能，提高了高炉冶炼效果，铁矿造块的主要作用：

①为高炉提供化学成分稳定、粒度均匀、还原性好、冶金性能高的优质炉料，从而强化冶炼过程，为高炉高产、优质、低耗创造良好条件。

②除去原料中的部分有害杂质，如S、As、Zn等。

③有效扩大了有效资源的利用，如矿山开采产生的粉矿和贫矿经过深加工所得的精矿粉。

④可利用工业生产过程中产生的废弃物，如高炉瓦斯灰、轧钢产生的氧化铁皮等，使工厂环境质量改善，又综合利用了国家的资源。高炉使用烧结矿、球团矿之后，生产率提高、焦比下降。