我国炼铁原料技术的进步和展望
2003-01-22 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
1 引言
精料是炼铁工业的基础，早在20世纪50年代，便被我国的冶金工作者认识，并为之奋斗了半个世纪。我国炼铁工业的迅速发展和炼铁原料技术的进步密不可分。
炼铁原料一般是指含铁原料，它包括天然铁矿石、烧结矿和球团矿等，但是广义地讲，还应当包括熔剂和燃料。本文重点总结含铁原料的技术进步。
2 我国铁矿资源的特点
虽然我国地域辽阔，但铁矿资源并不丰富，已经探明的铁矿储量为515.41亿t，工业储量仅225.82亿t，人均占有量为31.8t。贫矿多，平均含铁品位只有32％，铁矿物必须细磨，方能选矿。此外，多种金属共生矿多，约占总储量的37％。2002年我国的钢产量达到1.7亿t，产铁矿2.3亿t，仅能满足需求的65％。因此，我国炼铁原料技术发展的道路必然是艰难的，而且随着钢铁工业的发展，需要依靠国外的铁矿资源。
3 我国炼铁原料的发展历程
我国炼铁有悠久的历史，早在春秋战国时代便有了冶铁技术，现代化的炼铁工业始于1890年的汉阳铁厂，20世纪50年代初之前，我国的炼铁原料基本上以天然富矿为主。新中国成立以后，钢铁工业发展迅速，我国的富矿资源有限，于是大量开采贫矿，经过选矿，得到精矿，含铁品位约60％。精矿的粒度很细，本来适合生产球团矿，由于当时受前苏联技术的影响，以及我国能源条件限制，从而走上了发展烧结矿的道路。半个世纪以来，我国炼铁原料的发展经历了以下几个阶段。
3.1 发展自熔性烧结矿
20世纪50年代初期，开始生产自熔性烧结矿，鞍钢在50平米烧结机上生产出自熔性烧结矿，当时烧结矿的碱度只有0.6-0.7，以后逐步提高到1.0。由于减少了高炉配料中的石灰石，以及自熔性烧结矿的冶金性能优于酸性烧结矿和天然块矿，高炉技术经济指标大大改善，并且冶炼出低硅制钢铁。其后自熔性烧结矿在我国全面推广，是我国炼铁原料发展历程中的第一次飞跃。
3.2 开发高碱度烧结矿
20世纪60年代从国外得到信息，高碱度烧结矿与自熔性烧结矿相比，具有强度高、还原性好、粒度整齐等优点。1964年，北京钢铁学院与首钢烧结厂合作，在实验室实验取得成功的基础上，进行了工业试验。文革期间中断了高碱度烧结矿的试验与推广，直到70年代后期才逐步推广，烧结矿的碱度在1.6-2.2。
3.3 合理炉料结构的探讨
70年代日本的炼铁技术突飞猛进，各项技术经济指标均居于世界领先地位。然而日本高炉的熟料率只有80％左右，当时我国的许多钢铁企业都为追求100％的熟料率而奋斗。全烧结矿是不是最理想的炉料结构?引起我国炼铁工作者的思考。当时杭钢的高炉炉料结构便是高碱度烧结矿与酸性球团矿搭配，在255 立方级的高炉中，杭钢的技术经济指标名列前茅。80年代初在杭州召开了高炉炉料结构研讨会，从此开始了合理炉料结构的探讨。
3.4 发展球团矿
美国的球团矿开始于40年代，50年代有了较大的发展。我国也于50年代开始研制球团矿，由于对球团矿生产的内在规律认识不足，以及能源的限制，球团矿在我国长期未得到发展，甚至走了一些弯路。直到70年代用竖炉生产酸性球团矿获得成功，鞍钢、包钢的带式焙烧机和承德的链篦机?回转窑相继投入生产，我国的球团矿生产才具有了工业规模。进入90年代，随着对炉料结构认识的深入，为生产酸性炉料，竖炉在我国有了较快的发展，球团矿的产量迅速提高，但是竖炉的生产规模较小，产品的品质也难以满足大型高炉的要求。2000年，首钢在迁安矿山建起了年产100万t的链篦机?回转窑系统，以煤粉作为能源，为我国球团矿的发展树立了典范。
4 我国炼铁炉料的科技进步
4.1 烧结技术的科技进步
烧结矿是高炉炼铁的主要原料，20年以前，我国的烧结原料以细粒磁精矿为主，并有含CaF：、TiO：的特殊精矿。近十几年进口铁矿粉逐年增加，为此我国的烧结工作者做了大量的工作。
（1）细精矿烧结技术。细精矿本不适于烧结，但我国既然走上了烧结的道路，为提高烧结矿的产量，改善烧结矿的品质，做了大量的研究工作，其中最有成效的是：混合料中配加适量的石灰；将混合料预热到烧结废气露点以上温度；严格控制烧结机的烧结终点，确保返矿的质量。这些技术显著改善了烧结料层的透气性，在一定程度上克服了细精矿烧结的弱点。
（2）烧结矿自然风化的研究。60-70年代生产自熔性烧结矿时，发生过烧结矿在冷却过程中出现自然风化的现象，严重影响高炉操作。经过实验研究，找出了自然风化的机理。当时精矿粉的含铁品位低，含SiO：较高，烧结料层薄，燃料配比高，当碱度在某一范围内，出现较多正硅酸钙，冷却时发生晶变，体积膨胀，从而导致烧结矿风化。加入适当适量的稳定剂可以抑制烧结矿风化。
（3）小球烧结的开发。80年代日本NKK针对细精矿烧结，开发出“HPS”法，使我国的烧结工作者深受启发。酒钢和安钢先后建起了“球团烧结法"工厂，钢铁研究总院从我国的实际情况出发，对现有的设备略加改造，开发出小球烧结工艺，改善了烧结料层的透气性，从而提高了料层厚度，降低了燃料消耗，改善了烧结矿的品质。此技术在我国许多烧结厂推广，取得良好的效果。
（4）针状铁酸钙形成机理的研究。针状铁酸钙是高碱度烧结矿的主要粘结相，它使烧结矿的强度高、还原性好。国外的研究者认为以赤铁矿作为烧结原料，易于生成针状铁酸钙。然而我国烧结原料多为磁铁精矿，能否生成针状铁酸钙还不能确定。北京科技大学研究证明，用磁铁精矿作为烧结原料，也能够生成针状铁酸钙，并且探索到它形成的机理与过程。
（5）含CaF：或TiO：的特殊精矿烧结研究。包钢的精矿中含CaF：，攀钢的精矿中含TiO：，用这类精矿烧结，没有前人的经验可以遵循。经过多年的研究和工业试验，我国解决了含CaF2或TiO：的特殊精矿烧结的技术难题，从而为包钢和攀钢两大钢铁企业的顺利投产奠定了基础。
（6）烧结料同化性的研究。随着我国进口铁矿粉数量的增加，品种也日益繁多。为了合理配矿，达到既提高烧结矿含铁晶位，又降低成本的目的，宝钢和北京科技大学的研究人员与国外合作，对各种矿粉进行了同化性实验研究，并在此基础上成功地将烧结矿中SiO2降到5％以下。
4.2 球团技术的科技进步
（1）竖炉导风墙与烘干床技术。我国的球团矿竖炉始建于60年代，虽然美国在40年代便建起了竖炉，但当时我国却无从取得国外的经验。经过一段时间的摸索，济钢开发出竖炉导风墙与烘干床技术，它使得竖炉内部的温度和气流分布合理，比较严格地区分为干燥、预热、焙烧、均热和冷却5个带，符合焙烧球团矿的规律，从而使竖炉的产量提高，能耗降低，产品的品质改善。这项技术很快在国内推广，并于1988年转让给美国LTV矿业公司，是我国向美国输出的第一项冶金技术。
（2）球团料润磨技术
我国铁精矿的粒度较粗，水分较高，为了造球，往往需要配加大量膨润土，而每增加1％膨润土，球团矿的含铁品位下降0.6％-0.7％。南(京)钢建起竖炉以后，为了改善造球效果，采用了球团料润磨技术，虽然球团料的粒度改善幅度不大，但成球性能明显改善。目前，球团料润磨技术已被多家球团厂采用。
（3）球团矿燃煤技术。生产球团矿一般用气体或液体燃料，而我国的天然气和石油紧缺，因而在一定程度上影响了球团矿的发展。首钢矿业公司的链箅机?回转窑系统成功地采用粉煤作为燃料，解决了生产球团矿的能源问题，为在矿山大规模生产球团矿创造了条件。
（4）磁铁精矿氧化速度的研究。磁铁精矿造成的生球，在焙烧过程中，首先经过干燥和预热，在预热阶段要使大部分磁铁矿氧化，转变为赤铁矿，形成赤铁矿晶桥，使生球具有一定的强度，并将大部分硫氧化成SO：。磁铁精矿的氧化速度与矿物的性质、粒度有关，在确定生产球团矿的工艺和设备时必须考虑磁铁精矿的氧化速度。
5 我国炼铁原料技术进步的展望
在工业发达国家，生铁的年产量为粗钢的50％-70％。我国属于发展中国家，废钢回收数量较少，所以生铁产量与钢产量相近。随着经济的发展，生铁产量再经过一段时间的增长，可能逐渐回落。此外，炼铁原料工业在整个钢铁工业中是仅次于高炉的能源消耗大户，也是主要的环境污染源，因此，对于未来的炼铁原料技术的进步应当考虑以下几点。
5.1 进一步提高入炉矿品位
近年来，我国人炉矿晶位明显提高，主要有以下两方面的原因：一是进口铁矿数量增加，国外铁矿石的晶位一般比国产矿高，特别是巴西矿含铁在67％以上，含SiO。在2％以下。二是国内的选矿厂改善了工艺，例如首钢的迁安铁矿、鞍钢的弓长岭铁矿成功地把精矿晶位提高到68％。但是，总体看来，我国的人炉矿晶位与国际先进水平相比，还有相当差距。在社会主义市场经济条件下，应当充分利用市场经济法则，实行优质优价，鼓励矿山努力提高精矿晶位。早在50年代前苏联专家就将评价铁矿石冶金价值的计算方法介绍给我国的炼铁界，但那时计算机尚未问世，十分庞大的计算工作量使人不敢问津，如今则不同了，计算机能够很方便地算出某种矿石的价值。几年以前，济钢曾对进口高品位矿石产生疑问，经过计算表明，进口矿石是合算的，也经过了生产实践证明。此外，铁矿石是不可再生的资源，但是金属铁是可以再生的，因此，在经济允许的条件下，进口高品位的铁矿石，冶炼出来的金属铁可以长期在国内循环使用。将那些贫矿或难处理的铁矿保留下来，留给后人处理。
5.2 树立炼铁精料新观念
在我国炼铁界，每当提及“精料”，首先想到的便是人炉矿的含铁品位，虽然含铁品位是精料的主体，但并不是全部。精料还应当包括焦炭、煤粉和熔剂的品质。如果只追求“矿精”，而燃料和熔剂不精，很难达到精料的目的。所以建议用每吨生铁产生的炉渣数量作为衡量“精料”水平的综合指标。先进高炉的渣量应当在300 kg／t以下。
5.3 发展球团矿
就我国的铁矿资源特点而论，本应当发展球团矿，遗憾的是却走上了发展烧结矿的道路。目前全国大约有年产1.9亿t烧结矿的生产设施，球团矿的生产能力只有2 000万t，在人造富矿中仅占10％。在现有的球团矿生产设施当中，竖炉的生产能力占84％。竖炉的设备简单，基建投资少，建设周期短，可以利用高炉煤气作为能源，适合中、小型钢铁企业，我国已经有25家钢铁公司拥有竖炉43座。为了使高炉的炉料结构更加合理，至少应当使球团矿的比例达到25％左右。我国竖炉生产的球团矿不是商品，而且绝大部分供中小高炉使用，其缺点尚未暴露出来，但建有竖炉的大型钢铁公司已经觉察到其产品质量与大型高炉的要求存在一定差距。
发展球团矿不仅为了满足高炉炉料结构合理化的需要，也是节能和环境保护的重要措施。生产1 t球团矿的能耗大约只是烧结矿的一半，此外，烧结矿不宜远距离运输，必须建在高炉附近，我国的高炉多数在大中城市附近，烧结车间排放出大量废气和粉尘，成为城市的污染源。在矿山发展球团矿，不仅可以避免污染城市，而且节省运输力，以煤粉作为能源的链篦机?回转窑系统为在矿山生产球团矿提供了可能。
5.4 高炉使用金属化炉料
现代高炉具有生产能力大、热效率高等优点，其他炼铁工艺无法与之比拟。但是高炉系统(包括烧结、炼焦)设备复杂，投资巨大，且污染环境。改革现有的炼铁方法，进一步节能和防止污染环境已是冶金工作者面临的迫切任务。上世纪60年代起，美国、加拿大、日本和前苏联都曾做过金属化炉料高炉炼铁的工业试验，当时条件下的结论是技术上可行，经济上不合理。
近几年美国和日本将钢铁厂的含铁粉尘制成含碳球团矿，用转底炉使之金属化，再装进矿热炉内熔化，获得成功。在我国，用铁精矿制成含碳球团矿，经转底炉金属化，再装进高炉熔化。通过理论计算，当含碳球团矿的金属化率达65％时，每吨金属化球团矿的成本为460元，将其装人高炉冶炼，燃料比为364 kg/t，每吨生铁的成本为821元。总能耗和炼焦煤的消耗均可与当代先进大型高炉相比。含碳球团矿的金属化率越高，经济效益越好。此外，这种工艺流程省去了烧结，降低了焦炭消耗，减少了对环境的污染。该工艺的试验厂已经在山西建成，效果是否如此，尚待实践检验。
精料是炼铁工业的基础，早在20世纪50年代，便被我国的冶金工作者认识，并为之奋斗了半个世纪。我国炼铁工业的迅速发展和炼铁原料技术的进步密不可分。
炼铁原料一般是指含铁原料，它包括天然铁矿石、烧结矿和球团矿等，但是广义地讲，还应当包括熔剂和燃料。本文重点总结含铁原料的技术进步。
2 我国铁矿资源的特点
虽然我国地域辽阔，但铁矿资源并不丰富，已经探明的铁矿储量为515.41亿t，工业储量仅225.82亿t，人均占有量为31.8t。贫矿多，平均含铁品位只有32％，铁矿物必须细磨，方能选矿。此外，多种金属共生矿多，约占总储量的37％。2002年我国的钢产量达到1.7亿t，产铁矿2.3亿t，仅能满足需求的65％。因此，我国炼铁原料技术发展的道路必然是艰难的，而且随着钢铁工业的发展，需要依靠国外的铁矿资源。
3 我国炼铁原料的发展历程
我国炼铁有悠久的历史，早在春秋战国时代便有了冶铁技术，现代化的炼铁工业始于1890年的汉阳铁厂，20世纪50年代初之前，我国的炼铁原料基本上以天然富矿为主。新中国成立以后，钢铁工业发展迅速，我国的富矿资源有限，于是大量开采贫矿，经过选矿，得到精矿，含铁品位约60％。精矿的粒度很细，本来适合生产球团矿，由于当时受前苏联技术的影响，以及我国能源条件限制，从而走上了发展烧结矿的道路。半个世纪以来，我国炼铁原料的发展经历了以下几个阶段。
3.1 发展自熔性烧结矿
20世纪50年代初期，开始生产自熔性烧结矿，鞍钢在50平米烧结机上生产出自熔性烧结矿，当时烧结矿的碱度只有0.6-0.7，以后逐步提高到1.0。由于减少了高炉配料中的石灰石，以及自熔性烧结矿的冶金性能优于酸性烧结矿和天然块矿，高炉技术经济指标大大改善，并且冶炼出低硅制钢铁。其后自熔性烧结矿在我国全面推广，是我国炼铁原料发展历程中的第一次飞跃。
3.2 开发高碱度烧结矿
20世纪60年代从国外得到信息，高碱度烧结矿与自熔性烧结矿相比，具有强度高、还原性好、粒度整齐等优点。1964年，北京钢铁学院与首钢烧结厂合作，在实验室实验取得成功的基础上，进行了工业试验。文革期间中断了高碱度烧结矿的试验与推广，直到70年代后期才逐步推广，烧结矿的碱度在1.6-2.2。
3.3 合理炉料结构的探讨
70年代日本的炼铁技术突飞猛进，各项技术经济指标均居于世界领先地位。然而日本高炉的熟料率只有80％左右，当时我国的许多钢铁企业都为追求100％的熟料率而奋斗。全烧结矿是不是最理想的炉料结构?引起我国炼铁工作者的思考。当时杭钢的高炉炉料结构便是高碱度烧结矿与酸性球团矿搭配，在255 立方级的高炉中，杭钢的技术经济指标名列前茅。80年代初在杭州召开了高炉炉料结构研讨会，从此开始了合理炉料结构的探讨。
3.4 发展球团矿
美国的球团矿开始于40年代，50年代有了较大的发展。我国也于50年代开始研制球团矿，由于对球团矿生产的内在规律认识不足，以及能源的限制，球团矿在我国长期未得到发展，甚至走了一些弯路。直到70年代用竖炉生产酸性球团矿获得成功，鞍钢、包钢的带式焙烧机和承德的链篦机?回转窑相继投入生产，我国的球团矿生产才具有了工业规模。进入90年代，随着对炉料结构认识的深入，为生产酸性炉料，竖炉在我国有了较快的发展，球团矿的产量迅速提高，但是竖炉的生产规模较小，产品的品质也难以满足大型高炉的要求。2000年，首钢在迁安矿山建起了年产100万t的链篦机?回转窑系统，以煤粉作为能源，为我国球团矿的发展树立了典范。
4 我国炼铁炉料的科技进步
4.1 烧结技术的科技进步
烧结矿是高炉炼铁的主要原料，20年以前，我国的烧结原料以细粒磁精矿为主，并有含CaF：、TiO：的特殊精矿。近十几年进口铁矿粉逐年增加，为此我国的烧结工作者做了大量的工作。
（1）细精矿烧结技术。细精矿本不适于烧结，但我国既然走上了烧结的道路，为提高烧结矿的产量，改善烧结矿的品质，做了大量的研究工作，其中最有成效的是：混合料中配加适量的石灰；将混合料预热到烧结废气露点以上温度；严格控制烧结机的烧结终点，确保返矿的质量。这些技术显著改善了烧结料层的透气性，在一定程度上克服了细精矿烧结的弱点。
（2）烧结矿自然风化的研究。60-70年代生产自熔性烧结矿时，发生过烧结矿在冷却过程中出现自然风化的现象，严重影响高炉操作。经过实验研究，找出了自然风化的机理。当时精矿粉的含铁品位低，含SiO：较高，烧结料层薄，燃料配比高，当碱度在某一范围内，出现较多正硅酸钙，冷却时发生晶变，体积膨胀，从而导致烧结矿风化。加入适当适量的稳定剂可以抑制烧结矿风化。
（3）小球烧结的开发。80年代日本NKK针对细精矿烧结，开发出“HPS”法，使我国的烧结工作者深受启发。酒钢和安钢先后建起了“球团烧结法"工厂，钢铁研究总院从我国的实际情况出发，对现有的设备略加改造，开发出小球烧结工艺，改善了烧结料层的透气性，从而提高了料层厚度，降低了燃料消耗，改善了烧结矿的品质。此技术在我国许多烧结厂推广，取得良好的效果。
（4）针状铁酸钙形成机理的研究。针状铁酸钙是高碱度烧结矿的主要粘结相，它使烧结矿的强度高、还原性好。国外的研究者认为以赤铁矿作为烧结原料，易于生成针状铁酸钙。然而我国烧结原料多为磁铁精矿，能否生成针状铁酸钙还不能确定。北京科技大学研究证明，用磁铁精矿作为烧结原料，也能够生成针状铁酸钙，并且探索到它形成的机理与过程。
（5）含CaF：或TiO：的特殊精矿烧结研究。包钢的精矿中含CaF：，攀钢的精矿中含TiO：，用这类精矿烧结，没有前人的经验可以遵循。经过多年的研究和工业试验，我国解决了含CaF2或TiO：的特殊精矿烧结的技术难题，从而为包钢和攀钢两大钢铁企业的顺利投产奠定了基础。
（6）烧结料同化性的研究。随着我国进口铁矿粉数量的增加，品种也日益繁多。为了合理配矿，达到既提高烧结矿含铁晶位，又降低成本的目的，宝钢和北京科技大学的研究人员与国外合作，对各种矿粉进行了同化性实验研究，并在此基础上成功地将烧结矿中SiO2降到5％以下。
4.2 球团技术的科技进步
（1）竖炉导风墙与烘干床技术。我国的球团矿竖炉始建于60年代，虽然美国在40年代便建起了竖炉，但当时我国却无从取得国外的经验。经过一段时间的摸索，济钢开发出竖炉导风墙与烘干床技术，它使得竖炉内部的温度和气流分布合理，比较严格地区分为干燥、预热、焙烧、均热和冷却5个带，符合焙烧球团矿的规律，从而使竖炉的产量提高，能耗降低，产品的品质改善。这项技术很快在国内推广，并于1988年转让给美国LTV矿业公司，是我国向美国输出的第一项冶金技术。
（2）球团料润磨技术
我国铁精矿的粒度较粗，水分较高，为了造球，往往需要配加大量膨润土，而每增加1％膨润土，球团矿的含铁品位下降0.6％-0.7％。南(京)钢建起竖炉以后，为了改善造球效果，采用了球团料润磨技术，虽然球团料的粒度改善幅度不大，但成球性能明显改善。目前，球团料润磨技术已被多家球团厂采用。
（3）球团矿燃煤技术。生产球团矿一般用气体或液体燃料，而我国的天然气和石油紧缺，因而在一定程度上影响了球团矿的发展。首钢矿业公司的链箅机?回转窑系统成功地采用粉煤作为燃料，解决了生产球团矿的能源问题，为在矿山大规模生产球团矿创造了条件。
（4）磁铁精矿氧化速度的研究。磁铁精矿造成的生球，在焙烧过程中，首先经过干燥和预热，在预热阶段要使大部分磁铁矿氧化，转变为赤铁矿，形成赤铁矿晶桥，使生球具有一定的强度，并将大部分硫氧化成SO：。磁铁精矿的氧化速度与矿物的性质、粒度有关，在确定生产球团矿的工艺和设备时必须考虑磁铁精矿的氧化速度。
5 我国炼铁原料技术进步的展望
在工业发达国家，生铁的年产量为粗钢的50％-70％。我国属于发展中国家，废钢回收数量较少，所以生铁产量与钢产量相近。随着经济的发展，生铁产量再经过一段时间的增长，可能逐渐回落。此外，炼铁原料工业在整个钢铁工业中是仅次于高炉的能源消耗大户，也是主要的环境污染源，因此，对于未来的炼铁原料技术的进步应当考虑以下几点。
5.1 进一步提高入炉矿品位
近年来，我国人炉矿晶位明显提高，主要有以下两方面的原因：一是进口铁矿数量增加，国外铁矿石的晶位一般比国产矿高，特别是巴西矿含铁在67％以上，含SiO。在2％以下。二是国内的选矿厂改善了工艺，例如首钢的迁安铁矿、鞍钢的弓长岭铁矿成功地把精矿晶位提高到68％。但是，总体看来，我国的人炉矿晶位与国际先进水平相比，还有相当差距。在社会主义市场经济条件下，应当充分利用市场经济法则，实行优质优价，鼓励矿山努力提高精矿晶位。早在50年代前苏联专家就将评价铁矿石冶金价值的计算方法介绍给我国的炼铁界，但那时计算机尚未问世，十分庞大的计算工作量使人不敢问津，如今则不同了，计算机能够很方便地算出某种矿石的价值。几年以前，济钢曾对进口高品位矿石产生疑问，经过计算表明，进口矿石是合算的，也经过了生产实践证明。此外，铁矿石是不可再生的资源，但是金属铁是可以再生的，因此，在经济允许的条件下，进口高品位的铁矿石，冶炼出来的金属铁可以长期在国内循环使用。将那些贫矿或难处理的铁矿保留下来，留给后人处理。
5.2 树立炼铁精料新观念
在我国炼铁界，每当提及“精料”，首先想到的便是人炉矿的含铁品位，虽然含铁品位是精料的主体，但并不是全部。精料还应当包括焦炭、煤粉和熔剂的品质。如果只追求“矿精”，而燃料和熔剂不精，很难达到精料的目的。所以建议用每吨生铁产生的炉渣数量作为衡量“精料”水平的综合指标。先进高炉的渣量应当在300 kg／t以下。
5.3 发展球团矿
就我国的铁矿资源特点而论，本应当发展球团矿，遗憾的是却走上了发展烧结矿的道路。目前全国大约有年产1.9亿t烧结矿的生产设施，球团矿的生产能力只有2 000万t，在人造富矿中仅占10％。在现有的球团矿生产设施当中，竖炉的生产能力占84％。竖炉的设备简单，基建投资少，建设周期短，可以利用高炉煤气作为能源，适合中、小型钢铁企业，我国已经有25家钢铁公司拥有竖炉43座。为了使高炉的炉料结构更加合理，至少应当使球团矿的比例达到25％左右。我国竖炉生产的球团矿不是商品，而且绝大部分供中小高炉使用，其缺点尚未暴露出来，但建有竖炉的大型钢铁公司已经觉察到其产品质量与大型高炉的要求存在一定差距。
发展球团矿不仅为了满足高炉炉料结构合理化的需要，也是节能和环境保护的重要措施。生产1 t球团矿的能耗大约只是烧结矿的一半，此外，烧结矿不宜远距离运输，必须建在高炉附近，我国的高炉多数在大中城市附近，烧结车间排放出大量废气和粉尘，成为城市的污染源。在矿山发展球团矿，不仅可以避免污染城市，而且节省运输力，以煤粉作为能源的链篦机?回转窑系统为在矿山生产球团矿提供了可能。
5.4 高炉使用金属化炉料
现代高炉具有生产能力大、热效率高等优点，其他炼铁工艺无法与之比拟。但是高炉系统(包括烧结、炼焦)设备复杂，投资巨大，且污染环境。改革现有的炼铁方法，进一步节能和防止污染环境已是冶金工作者面临的迫切任务。上世纪60年代起，美国、加拿大、日本和前苏联都曾做过金属化炉料高炉炼铁的工业试验，当时条件下的结论是技术上可行，经济上不合理。
近几年美国和日本将钢铁厂的含铁粉尘制成含碳球团矿，用转底炉使之金属化，再装进矿热炉内熔化，获得成功。在我国，用铁精矿制成含碳球团矿，经转底炉金属化，再装进高炉熔化。通过理论计算，当含碳球团矿的金属化率达65％时，每吨金属化球团矿的成本为460元，将其装人高炉冶炼，燃料比为364 kg/t，每吨生铁的成本为821元。总能耗和炼焦煤的消耗均可与当代先进大型高炉相比。含碳球团矿的金属化率越高，经济效益越好。此外，这种工艺流程省去了烧结，降低了焦炭消耗，减少了对环境的污染。该工艺的试验厂已经在山西建成，效果是否如此，尚待实践检验。
