随着我国钢铁行业结构调整优化的需求和绿色低碳高质量的要求，球团矿作为高炉的优质原料越来越受到业界的青睐，促使了球团业的快速发展。 

目前国内外高炉使用三种球团矿，分别是酸性球团矿（R<0.5），熔剂性球团矿(添加熔剂)和镁质球团矿（添加含镁熔剂）。球团矿有如下优点：

(1)球团矿粒度均匀，强度高、粉末少。气孔率高达30%左右，滚动性好，比同成分的烧结矿软化温度窄，有利于改善高炉成渣带透气性、有利于高炉布料和煤气成分均匀合理。

(2)球团矿堆比重大，在同样冶炼强度条件下，可相对延长在炉内的停留时间，粒度较小，含FeO低，主要以易还原的Fe2O3形态存在，具有很好的还原性能。

(3)球团矿含铁品位高，一般在60%以上，热稳定性好，化学成分稳定，有利于改善高炉内煤气热能和化学能的利用，促进高炉稳定顺行和降低焦比。

(4)球团矿易于储存，在一定时期不易风化破碎，特别适合矿山规模化生产和存储。

球团矿技术始于1919年，由瑞典开发。目前球团矿生产有三种技术：竖炉技术、链篦机-回转窑技术、带式焙烧机技术。三种技术由配料系统、烘干系统、润磨系统、造球系统、筛分布料系统、焙烧系统组成，主要的区别是焙烧的设备和方式不一样。目前球团矿生产技术以链篦机-回转窑技术为主。 

2.1 竖炉技术

竖炉技术主要是指从炉体上部装入的合格生球在竖炉内下降过程中，被炉外的燃烧室产生的热气体接触进行热焙烧，由齿辊卸料器卸到冷却装置冷却得到球团矿 。

2006年以前，竖炉球团在我国占主导地位。当时竖炉球团的发展为我国高碱度烧结矿搭配酸性球团矿入炉的合理炉料结构作出了贡献。后因为竖炉单机生产能力小，生产率低，膨润土用量大，球团矿品位降低多，质量不均匀，抗压强度低等问题，越来越不适应高炉的大型化发展。

2.2链篦机-回转窑技术 

随着我国高炉的大型化，竖炉球团矿的质量满足不了大高炉的使用，由于链篦机-回转窑球团矿的质量好、抗压强度高能完全满足大高炉对原料的要求，加之返粉率低，环境清洁，余热重复利用等优点，得到钢厂和矿山的青睐，从2004年开始，链篦机-回转窑氧化球团矿生产线在钢铁厂和矿山陆续被建成了。

链篦机-回转窑技术主要是指把合格的生球(>6mm,<16mm)布到链篦机上进行干燥、预热后，在回转窑进行氧化固结焙烧，通过环冷机冷却得到球团矿。

 
图1 链篦机-回转窑工艺流程图

我国用链篦机-回转窑技术是在首钢球团厂2000年截窑改造后开始的，成功开发了链篦机-回转窑工艺生产氧化球团矿技术，填补了中国大型球团生产技术的空白。

由于链篦机的工作环境恶劣，冷热交替，对其耐热件的热疲劳性要求高。2009年以前，一些规模大、配加红矿量大的球团生产线链篦机的耐热件是进口的，有的整机引进。随着2009年我国拥有自主知识产权、单条生产能力最大的宝钢湛江红矿球团链箅机-回转窑球团生产线投产运行后，开启了我国该项技术的国产化、装备完全国产化的时代。

2.3 带式焙烧机技术

带式焙烧技术主要是指合格生球在带式焙烧机上完成干燥、预热、焙烧、均热、冷却全工序，与链-回-环三大主机相比热损耗更低、热利用率更高单机生产能力大、原料适应能力强，无结圈等优点。带式焙烧机结构图见图2。

2008年投产的首钢京唐公司400万吨/年和2015年投产的包钢500万吨/年带式焙烧机球团生产线都是采用德国奥图泰Outotec的技术和装备。2017年我国经过多年的研究与开发，形成自主带式焙烧机球团核心技术体系，攻克了带式焙烧机核心设备和与之配套的耐热件，并成功实现工业化应用。

2.5 球团技术和装备海外市场的应用

随着我国球团技术创新和装备制造能力的提升，从技术、装备成套引进、核心耐热件的外购，到如今拥有自主知识产权的成套设备和耐热件的开发，我国球团技术、装备和关键零部件已经从以前的“请进来”到现在的“走出去”，从备品备件的出口，到现在按中国标准设计和加工制造的整条球团生产线设备的出口。根据市场统计，目前海外球团生产线的备品备件和新建球团项目的设备中国制造高达70%，遍及印度、印度尼西亚、越南、伊朗、沙特、土耳其、洪都拉斯、巴西、玻利维亚、委内瑞拉等地，特别是最近五年，印度和伊朗的链篦机-回转窑球团项目80%由中国企业如江苏宏大等承包建设，为我国开拓海外市场做出了贡献。

球团生产工序能耗约为烧结生产工序的50%，钢协2020年统计，钢协会员单位的烧结工序能耗平均48.08kgce/t, 球团工序能耗平均24.35kgce/t，生产球团矿能耗低。

由于球团工艺焙烧供热方式与烧结不同，燃烧后形成的SO2、NOX和CO2排放量相较于烧结工艺少很多。此外，球团矿产生的粉尘量相较于烧结矿减少很多，球团工艺对环境更加友好。烧结工序和球团工序的排放对比见下图：

与世界其他国家相比，我国的高炉炉料结构以烧结矿为主，球团矿配比低，而北美、欧洲高炉以高比例球团为主，个别高炉入炉比例达到100%。比如：瑞典瑞钢高炉球团比97.2%，加拿大多法斯科100%全球团冶炼；美钢联14#高炉球团比80%等等。据中钢协2020年统计，我国中钢协会员单位炼铁的燃料比 529.11kg/t,比欧美高炉燃料比平均高出70kg，原因是炉料的结构和质量区别。我国高炉炉料以烧结矿为主，烧结矿铁品位在57%左右，而球团矿的铁品位在62%以上，烧结矿用的多会带来高炉出渣量大和能耗高的弊端。

据了解，首钢伊钢2018年起率先实现了全年100%球团冶炼，成为国内第一家100%球团入炉进行高炉冶铁的生产企业。2019年，首钢曹妃甸京唐公司成功开发了带式焙烧机生产高铁低硅碱性球团矿（TFe≥66.2%、SiO2≤2.2%）,其3座5500m3高炉球团入炉比≥55%,高炉渣量≤215kg/t,燃料比≤483kg/t，节能降耗效果明显，这说明，大比例球团矿入炉的冶炼技术在我国是可行的。5

2021年初，有关单位起草编制了团体标准《高炉大比例球团冶炼技术规范》，为后续其他钢铁企业高炉大比例球团冶炼技术提供规范，有标准可依，少走弯路。

5.1 规模化、集约化方向发展是趋势

随着国家对于矿产资源产能结构的调整，国内矿产资源的开发与利用正朝着规模化、集约化的方向发展。国内竖炉、120万吨/年以下的中小链篦机-回转窑球团产能及产量将进一步缩减，大规模的带式焙烧机等节能环保型球团工艺的产能则将进一步得到提升。

5.2 带式焙烧技术更适合生产熔剂性球团

熔剂性球团矿也称碱性球团矿是相对酸性球团矿而言的，在造球过程中，直接在含铁物料中加入CaO、MgO等炼铁助熔剂，使其含有一定的碱度（CaO/Si02),从而改善球团矿的冶金性能。所以比普通的酸性球团矿的冶金性能好。

因为带式焙烧技术的球团是铺到台车上的，在台车上相对静止，不存在球团间或球团与设备间的相对运动。而链篦机-回转窑工艺生球在窑内滚动，如果生产熔剂性球团的铁精矿SiO2含量过高，在一定球团碱度下，总液相量增多，液相量过多不仅会增加回转窑和环冷机的温度控制难度，同时产生过多的低熔点化合物和粉末会造成回转窑结圈，使环冷机内的球团相互粘结，恶化球层透气性，冷却效果差。而带式焙烧技术可有效避免链篦机-回转窑技术生产熔剂性球团时可能发生的球团粘结和窑体结圈现象。

对于带式机生产熔剂性球团工艺，对铁精矿SiO2含量的要求没有链篦机-回转窑球团工艺的严苛。因此，带式焙烧机工艺在生产熔剂性球团方面具有明显的技术优势，采用带式焙烧工艺制备熔剂性球团是球团生产的发展趋势。

据不完全统计，近三年国内带式焙烧机球团项目有：河钢乐亭、福建三明、昆明钢铁、防城港、马钢股份、中天钢铁、攀钢西昌基地、玉昆钢铁等，单条生产线建设规模均在 200-480万吨之间。预计在10年内，国内传统的竖炉球团将被全部拆除，带式机球团的产能将有望赶超链篦机-回转窑球团的产能。