烧结返矿冷压球团助节能减排

据了解，国内高炉炉料结构中烧结矿占比为60%~85%，而烧结生产中有10%~30%的外返矿在循环重复烧结。目前，国内大部分厂家是将返矿返回烧结配料重新生产，浪费人力、能源和资源。返矿量过多还会影响烧结过程控制，使烧结矿质量下降，黏结相不足，强度变差。同时，烧结返矿倒运会增加物流成本，造成烧结工序能耗增加，并带来烟气及污染物排放量的增加，最终导致炼铁成本上升。

烧结返矿冷压球团创新技术可避免烧结返矿“大循环”，使烧结返矿得到有效利用，降低人力、能源和资源消耗。

烧结返矿冷压球团工艺

烧结返矿拉至受料坑后，由皮带上至混料机，与铁精粉、粘结剂混合搅拌后进入压球机压球，成球进入烘干机，烘干后进行一次筛分（10毫米左右的铁棍筛），粉末返回搅拌机重新搅拌成球（烘干流程的粉末率约10%~15%），成球由皮带运至车间的储球处储存，然后集中通过汽车运输至高炉上料皮带受料槽后入炉。

从上料到入炉压球外观变化来看，上料过程中压球四边棱角有一定磨损，在槽下筛分后基本呈不规则圆形，其粉末主要是四边棱角磨损所致，且其入炉前高炉槽下基本无碎裂，返矿压球抗摔效果较好。

烧结返矿冷压球团理论基础

理论上采用Mogador方法和三传一反（动量传递、热量传递、质量传递、化学反应）对高炉上部软熔带以上料层行为进行计算，发现软熔带可以承受的还原度区间在70%~100%，即含铁原料在70%以上还原度，均可以到达软熔带，剩下30%在炉缸液体渣铁内部完成还原。

芬兰奥卢大学Timo教授指导博士和博士后进行“冷压球团在模拟高炉内容测行为”后发现，冷压球团在还原度大于70%时，才有粉化性。这时冷压球团基本上在软熔带，因其含量少，不会对软熔带产生大的影响。瑞典LuLea科技大学在实验室研究基础上，在MEFOS（瑞典国家冶金研究院）试验高炉测试冷压球团对软熔带透气性的影响。他们发现冷压球团含量小于35%以下，对软熔带影响不大；高于50%时，软熔带压差增加20千帕/米~25千帕/米。国外研究和应用表明：只要入炉量控制在30%以下，冷压球团对高炉影响就很小。

因此，用粘结剂把烧结粉矿粘结在一起，冷压球团具有一定强度，颗粒之间通过范德华力、表面张力、外场力粘结在一起，完全满足高炉生产要求。

烧结返矿冷压球团生产实践

自2020年以来，国内持续研究配加烧结返矿冷压球期间高炉冶炼行程的变化，不断改善烧结返矿冷压球的冶金性能，烧结返矿冷压球的冷强度、高温冶金性能均得到提高；结合理论分析和国外应用经验，已经完全具备大高炉配加的条件。

2018年1月份，西安建筑科技大学对球团进行检测，发现软熔性能够满足高炉冶炼的要求；当球团爆裂温度大于500℃，爆裂指数为3.75%，平均强度达到2300牛，完全能满足高炉冶炼的要求，高炉可以适当配加进行冶炼。

汉钢炼铁厂450立方米高炉从2017年11月份起一直在使用烧结返矿冷压球团。从使用情况看，配加比例为8%~15%，对炼铁过程未见异常影响，烧结返矿冷压球目前在高炉正常使用。

2020年11月份和2021年1月份，榆钢2800立方米高炉两次配加烧结返矿冷压球团，用量配比为1%，各配加约1个星期，共使用烧结返矿冷压球约2000吨。从2021年3月29日起，该公司高炉开始长期配加，并逐步提高配比至3%，2022年5月初烧结返矿冷压球团配比加至4%。

在增加烧结返矿冷压球配比期间，该公司高炉同时强化冶炼。从高炉操作参数及技术经济指标看，该公司高炉稳定顺行，各项指标持续进步，配加烧结返矿冷压球没有影响高炉强化冶炼的进程。

烧结返矿冷压球团使用效果和碳减排分析

目前，烧结返矿冷压球团分别在汉钢450立方米高炉和榆钢2800立方米高炉使用，烧结返矿冷压球团使用效果如下：

一是可以降低燃料消耗。烧结返矿冷压球团直接入炉生产，可以避免返矿在烧结系统的循环复烧，降低能源消耗，使烧结能力得到释放，缓解烧结生产压力。

二是可以降低能耗，减少碳排放。烧结返矿冷压球吨球耗电14千瓦时~20千瓦时，折合为1.721千克标准煤~2.458千克标准煤，吨球高炉煤气用量为80立方米（或焦炉煤气用量为12立方米），折合为8.568千克标准煤（或6.857千克标准煤），共计9.315千克标准煤~10.289千克标准煤（如果用高炉热风废气或烧结、轧钢余热废气等，则能耗仅为1.72千克标准煤~2.50千克标准煤左右）。与2021年重点统计单位烧结生产能耗为48.37千克标准煤相比，能耗大幅降低，可减少碳排放。

烧结返矿冷压球团吨碳排放0.076吨左右，与烧结矿吨碳排放0.16吨左右相比，烧结返矿冷压球团可降低碳排放50%以上，从源头和炉料结构上实现高炉炼铁减碳和绿色发展。

三是可以改善高炉透气性。烧结返矿冷压球团可以替代部分球团矿和烧结矿，提高高炉熟料比，有利于高炉生产的稳定顺行。由于冷压球团粒度均匀、水分低、粉末少，有利于改善料柱的透气性。

四是有利于炉料结构优化。通过调整原料的配比，可以对烧结返矿冷压球团的碱度进行调整，有利于高炉的配料调整和炉料结构优化。

目前，已投产的烧结返矿冷压球团生产线有：榆钢年产20万吨、汉钢年产15万吨、印尼德信钢铁15万吨、略钢25万吨高炉等。同时，首钢迁钢、首钢京唐、南京钢铁、四川德胜钢铁、广西北港新材料公司、唐山唐银、文丰钢铁、山西建邦钢铁、山西高义钢铁和建龙集团等有意向建设烧结返矿冷压球团生产线，预计“十四五”期间，总产能可达300万吨以上。

预计“十四五”时期，新增100台套（按50万吨/套）烧结返矿冷压球团项目，可降低能耗约190万吨左右（折合标准煤），减少碳排放695万吨左右。

免责声明：Mysteel发布的原创及转载内容，仅供客户参考，不作为决策建议。原创内容版权归Mysteel所有，转载需取得Mysteel书面授权，且Mysteel保留对任何侵权行为和有悖原创内容原意的引用行为进行追究的权利。转载内容来源于网络，目的在于传递更多信息，方便学习与交流，并不代表Mysteel赞同其观点及对其真实性、完整性负责。申请授权及投诉，请联系Mysteel（021-26093397）处理。