中国球团矿生产的现状与未来

PresentStatus&futureofPelletsProductioninChina中国球团矿生产的现状与未来UniversityOfScience&TechnologyBeijingCentreofmetallurgicalresearch北京科技大学冶金研究中心2005.6．XuManxing许满兴中国球团矿生产的现状与未来1、中国球团矿快速发展的由来新中国自49年建国到1980年，生铁和球团矿生产经历了一个漫长的发展历史，1980至2000年进入了一个快速发展的准备阶段，进入21世纪后钢铁工业包括球团矿的生产进入了一个快速发展阶段，因此，可以把中国钢铁工业和球团矿生产的发展归纳三个不同的发展阶段，每个阶段年增长的情况列于表1和图1。表11952-2010年中国钢铁工业和球团矿生产及增长情况年产量1952198019902000200120022003200420052010粗钢(万t)2003712653512850152661822522011272463224542000生铁(万t)1933802623713101145411707920331251852980040000增长速度（%）55.6314.9221.60球团矿(万t）018050017001783.92585.12918.64627.95828.49330增长速度6.42(万t)42.22%44.88%图11952-2010中国钢铁及球团矿生产增长示图400001805001700933020065351310138021936237128503712050001000015000200002500030000350004000019521980199020002010(万t)42000由表1和图1可见，新中国建国以后钢铁工业一直以很高的速度发展着，1980年比1952年钢铁产量增长了近20倍，1980至2000年钢铁产量年平均增长460万t，进入21世纪后到2010年钢铁产量年平均增长2800万t以上。中国钢铁工业这种快速发展的惊人速度，有史以来是前所未有的。中国球团矿生产的发展，自建国至1980一直比较慢，自1952年至1980年平均仅增长6.42万t，可见是很慢的，自1980年后，球团矿生产也进入了快车道，产量每年以40%以上的速度递增，而且进入21世纪以来递增的速度更快。这主要由以下几个方面的原因形成的：第一，为适应钢铁工业快速发展的需求，自1981年以来中国高炉逐步形成了以高碱度烧结矿搭配酸性炉料（球团矿和部分块矿）的合理炉料结构格局，酸性球团一直处于供不应求的状况，这有力促进了中国球团矿生产的发展。第二，中国炼铁工作者越来越认识到，入炉矿的品位是改善高炉生产技术经济指标的基础，靠烧结矿提高品位受到低SiO2的限制，而球团矿的品位可接近精矿粉的品位，发展球团矿成为提高入炉矿品位的方向，也推动了球团矿生产的发展。第三，近几年中国球团工作者找到了链篦机－回转窑投资省建设快、产品质量好的球团矿生产制造工艺，又加速了中国球团生产的发展。2、中国球团矿生产的现状2.1中国球团矿生产三种不同制造型式的状况表2近几年中国球团矿生产三种不同型式的产量状况竖炉带式机链篦机－回转窑座数产量(万t)座数产量(万t)座数产量(万t)200027940.12325298.4200143131223302141.920025920742336.33174.820036324002325.33193.82004702996.42331.51513002005753196.42332.027230020067635004932.0353500201080380051230404300增长率1.96倍304%1.5倍278.5%19.0倍4269.9%由表2可见，在中国条件下，球团矿三种制造（焙烧）型式都存在，也都有发展，但发展速度最快和突出的是链篦机――回转窑这种型式。因此，这里重点讨论一下链篦机――回转窑球团矿制造工艺技术。2.2中国链篦机――回转窑球团制造工艺技术中国球团矿生产长期以来，由于竖炉对原料的适应性差（仅能采用磁铁矿粉作原料）、劳动生产率低（大型化受到限制）和成品球质量差（竖炉内气流分布不均匀，造成成品球强度不均匀）等问题，影响了球团矿生产的发展。链篦机――回转窑球团制造法具有对原料的适应性强，生产的规模适应性能易于实现大型化，投资省、建设快，产品的质量高，二次能源利用好、环保条件好等工艺特点，因此首钢的链篦机－回转窑工艺技术成功后，几年内在中国得到了推广应用和快速发展。（1）原料的适应性强：研究和生产实践证明，磁铁精矿粉和赤铁精矿粉均可用于链篦机――回转窑球团法，也可采用上两种矿粉混合配矿作原料。（2）规模的适应性强：生产规模可根据钢铁企业的规模设计，目前，中国已有规模：30-50万t/a，60-80万t/a，100-120万t，200-240万t/a，400-600万t/a。（3）投资省建设快，在中国条件下，建设一条年产100-120万t链篦机――回转窑球团生产线，仅需一年的建设期，投资1.6-1.8亿元人民币，一个地方设计院一年内就完成了八条生产线的建设。（4）产品质量高：链篦机――回转窑球团法由于生球经过两段干燥和在烘干、预热段相对静止，不需要较高的生球强度，膨润土配入量少，有利于提高成品球的品位，而且降低了成本，预热到一定强度的生球进入回转窑焙烧，生球不断在窑内翻滚和转动，加热和气流分布均匀，焙烧均匀使成品球的质量均匀且强度高，能适应大型高炉对炉料强度的要求。（5）能源适应广、二次能源利用好、环保效果好，链篦机――回转窑球团，既可采用气体燃料（天燃气、焦炉和高炉混合煤气）也可采用液体燃料（重油、石油）又可采用煤基作燃料（采用沸腾燃煤技术，避免硫和灰分进入球团）。由于生球的二段干燥和预热都是采用环冷机的废气热量，二次能源利用好。由于回转窑内气流分布均匀，生球焙烧均匀，球团的碎裂现象少，不仅提高了产品质量，同时也改善了环保条件。（6）主要和重大关键机械设备已定型化、质量得到保证。链篦机――回转窑球团法的五大关键机械设备已定型化和规范化生产，这五大关键设备是磨矿和混匀设备，造球设备，链篦机，回转窑和冷却设备（环冷机）。磨矿在原有自行设计的国产润磨机的基础上，又引进德国技术制造的高压辊磨机比润磨机电能消耗降低2/3，磨矿效率是润磨机的三倍，且能有效提高精矿粉的成球性能。造球机在中国已系列化和大型化，直径为6m，7m和7.5m的,已有质量稳定的产品，沈重和洛矿已稳定生产质量高的链篦机、回转窑和环冷机，这些大型设备的传统装置和控制装置技术已由瑞典引进国内生产。这些大型设备的定型生产为链篦机――回转窑球团法的发展提供了设备保证。3、中国球团矿生产的发展与未来3.1球团的生产技术与质量控制中国球团矿生产经过半个多世纪的不断探索和实践，在磨矿、混匀，造球、焙烧和冷却各个生产环节已经积累了比较丰富的经验，在成品球的质量检验和控制方面，由于有多所高等院校的参与技术合作，已经达到了世界先进水平，例如对改进酸性球团的软熔性能，满足高炉生产高效化的需求已经积累了丰富的经验。3.2链篦机――回转窑球团法的规模与发展目前中国的链篦机――回转窑球团法的规模以生产100～200万t的规模为主，今后将随着中国钢铁工业企业的结构调整和重组，钢铁企业的大型化必将促进球团矿生产规模的大型化，武钢在目前已建一条年产500万t规模的基础上，第二条500万t的生产线已开始设计和建设、宝钢、鞍钢和首钢正在筹建的球团厂都是大型的，但根据中国地大，钢铁企业众多的特点，年产100-200万t的中型球团生产线还会在一定时期内存在和发展。3.3中国球团矿生产存在的问题和未来发展（1）中国球团矿生产存在的问题：中国国产铁精矿粉粗，SiO2含量高造成粘结剂用量配比高，成品球含铁品位低。竖炉球团法劳动生产率低，成品球质量差，环境保护差，还会在一定时期内存在。用于球团生产的铁精矿粉短缺将长期存在。这些问题将随着科学技术的发展和高品位低SiO2铁精粉的进口以及球团设备大型化的发展，会不断得到发展和提高。例如原料鞍钢矿山生产的铁精粉品位低于66.5%，SiO2含量＞7.0%，经过攻关，铁品位＞68%，SiO2＜4.0%，太钢尖山铁矿生产的铁精粉品位为65.9%，SiO2达到7.8%，经过技术攻关，精选后的含铁品位达到69.2%，SiO2低于4.0%达到3.9%的水平，为在矿山建设高质量的球团生产线创造了条件。（2）中国球团矿生产的未来发展第一，竖炉生产球团矿法，目前世界上仅有中国还保留有，南美的阿根廷和北美的美国均相继取消了，竖炉球团法确实在劳动生产率，设备大型化、成品球质量诸方面存在不能与带式机和链篦机――回转窑不可比拟的弱点。在中国今后的发展中，也会受到限制，特别是质量和环保会跟不上时代和高炉大型化的需求。第二，带式焙烧机球团法由于具有高效大型化，产品质量和能耗环保等特点，在中国球团矿生产上，也会得到一定的发展。第三，链篦机――回转窑机由于它的工艺特点，近几年内在中国得到了长足的发展，但今后小型土法必将不宜生成，大中型的现代化链篦机――回转窑球团工艺会得到很大的发展，但还应注意不同矿种的适应性和能耗等方面的问题对其发展的影响。总之，随着中国钢铁工业的快速发展，球团矿生产具有很大的发展空间，在未来的发展中，应重视矿种特点的适应性，选型设备的先进性和可靠性，降低能源消耗和加强环境保护，以把握球团矿生产发展的正确方向和稳定性。北京科技大学冶金研究中心许满兴2005年6月