摘要  本文论述了搞好烧结生产对高炉炼铁改善指标、减排和降低成本的重大价值，介绍了我国新世纪以来烧结生产的主要技术经济指标，对我国新世纪烧结生产技术和质量进步进行了分析，最后对进一步改善我国烧结生产工艺技术和质量指标提出了几点展望

关键词  烧结工艺  技术质量指标  节能减排  降低成本

1. 改善烧结生产工艺技术和质量指标的重大价值

烧结矿一直以来都是我国高炉炼铁的主要原料，它主要决定着我国高炉冶炼

的生产技术经济指标，我国高炉炼铁近几十年来，烧结矿的比例基本上占高炉炉料的75%左右，占高炉炼铁成本和能源消耗的70%以上，因此烧结生产的技术经济指标和质量对高炉的成本和效果有着决定性的作用。

根据高炉配料计算测算结果，吨烧结矿成本增加10元，吨铁成本将提高12~13元，宝钢经验告诉我们，降低烧结成本，不降低烧结矿的质量，才能取得降低炼铁成本的效果，否则将会得不偿失；

烧结矿质量对高炉炼铁技术经济指标的作用和影响是多方面的：首先是品位的影响，入炉矿品位降低1%，将影响高炉燃料比1.0~1.5%，影响产量2~2.5%[1]，烧结矿的含铁品位力求≥57%，烧结矿SiO2含量的影响也是举足轻重的，入炉矿SiO2提高1%，高炉炼铁将增加50kg渣量，100kg渣量将影响高炉燃料比和产量各3.5%，烧结矿SiO2含量的最佳值应该为4.60~5.3%[2]；烧结矿的碱度是影响高炉操作最基本的因素，当烧结矿的碱度低于1.80后，高炉的燃料比会大幅度上升，烧结矿的最佳碱度应为1.90~2.30；烧结矿碱度对高炉操作指标的影响主要是通过其矿物组成、强度和冶金性能表现出来的：

据统计[2]，烧结矿的900℃还原性每降低10%，将影响高炉燃料比和产量各8~9%；烧结矿的低温还原粉化指数（RDI+3.15）下降10%，即RDI-3.15升高10%，将影响高炉燃料比1.5%，影响产量3%[3]；烧结矿的软熔性能对高炉操作指标的影响更为突出，它们主要影响高炉中下部的透气性，从而影响高炉炉腹煤气量指数和高炉下部顺行，意大利的皮昂比诺（Piombimo）4#高炉曾作过统计，当高炉透气性改善8.7%，产量提高了16%，燃料比相应降低8.6%[4]。

烧结矿的MgO和Al2O3含量直接影响高炉炉渣的MgO/Al2O3，传统观念高炉渣的MgO/Al2O3为0.65，近几年来国内外高炉炼铁均有把高炉渣的MgO/Al2O3降低到0.35~0.40的水平，保持了高炉的稳定和顺行[5]，吨铁成本有下降近30元的空间[5]。

烧结矿的FeO含量也是影响高炉操作的一个重要因素，烧结矿含FeO高，不仅使烧结矿难还原，在高炉内熔融带的高度和透气阻力均与低熔点的硅酸盐渣量有关。烧结矿FeO含量应控制在8%±0.5%的水平。

综上所述，烧结矿的质量和成本对高炉炼铁的作用和影响是多方面的，因此低成本、低燃料比炼铁离不开烧结生产的工艺技术和质量指标。

2. 新世纪我国烧结生产技术的质量进步与评述

跨入新世纪十五年来，我国烧结生产技术和质量取得了巨大的发展和长足进

步，烧结生产技术主要技术经济指标和烧结矿质量列于表1，由表1可见，在不断提高生产力，烧结机大型化、低碳、厚料层烧结、优化配矿、节约能耗、降低成本、烧结烟气净化、余热利用和改善环保及烧结矿质量诸方面均取得了快速发展和较大的进步。

2.1 2000~2015年全国烧结生产主要技术经济指标

2.2 烧结机大型化、提高生产力取得显著进步

我国烧结机在1970年以前，能设计的最大面积是90m2,1970年以后才能设计130m2烧结机，1985年宝钢从新日铁引进的450m2大型烧结机投产，使我国烧结工作者感受到了大型烧结机的投资省、产量高、质量好、作业和劳动生产率高、且环保也有很大的改善，1989年中冶长天承担了对宝钢1#450m2烧结机的技术改造设计，不仅将料层厚度由500mm提高到600mm，对烧结机的密封、给料、布料等装置也作了改进，取得了提高产量、改善质量、降低能耗等多方面的效果。此后我国烧结机的大型化就逐步走上了一条快速发展的道路，特别是进入新世纪以来，我国烧结机的大型化发展迅速，据统计2008和2009年每年大于360m2的烧结机分别达到25台和28台，到2015年我国≥360m2大型烧结机已经超过100台，全国重点企业284条烧结生产线，烧结机的平均面积已经由2001年76m2提高到2015年的近240m2。烧结机面积的大型化它不仅仅是设计的进步，它包括机械装备、控制技术、工艺技术，仪器仪表、环境保护等全方位的进步，1991年宝钢450m2的2#烧结机我国自行设计投入生产标志我国烧结设计制造工艺已经达到了世界先进水平[7] ，为新世纪以来烧结生产技术和质量进步打下了良好的基础。

2.3 低碳厚料层烧结取得显著进步

低碳厚料层烧结始终是烧结生产的方向，进入新世纪以来，我国烧结生产

在低碳厚料层方面取得了显著进步，由表1可知，全国列入统计的284条生产线平均料层厚度由2000年的482.8mm提高到2015年的688.5mm，年平均提高接近15mm，目前我国大多数企业的烧结料层超过700mm，部分企业已超过750mm，马钢三烧2台360m2烧结机料层厚度已达到过900mm。固体燃耗由2000年的58.00kg/t降低到2015年的47.38kg/t，年平均降低约1kg/t ,这是一个巨大的数据，近几年每年全国生产烧结矿约9亿吨，即每年降低固体燃耗约90万吨，每年约降低330万m3CO2排放，这对节能降耗和改善环保都是一项巨大的贡献。

混合料层的厚度是改善烧结产量和节能降耗的基础，据统计我国1978年烧结料层平均仅为269mm，1980年武钢烧结厂开始由340mm逐年提高烧结料层的厚度，1999年武钢在435m2大型烧结机上实现了630mm的厚料层烧结[8]，宝钢烧结生产实践证明，烧结料层每提高100mm，能降低煤气消耗0.64m3/t，降低配碳1.04kg/t，降低成品矿FeO含量0.6%，提高成品矿转鼓指数2.3个百分点[9]。

总结厚料层烧结的价值，它对改善烧结产质量和节能降耗具有以下五个方面的作用和效果：

1）厚料层烧结降低了机速和垂直烧结速度，延长了烧结料层在高温下的保温时间，有利于针状复合铁酸钙相（SFCA）的生成，从而有利于提高成品矿的强度和成品率，改善成品矿的质量。

2）厚料层烧结降低了配碳，抑制了烧结料层的过烧和欠烧等不均匀烧结现象，促进了低温烧结技术的发展，提高了烧结料层的均匀性。

3）厚料层烧结由于低配碳，提高了烧结料层的氧化气氛，有利于降低成品矿的FeO和还原性的提高。

4）厚料层烧结使强度低的表层和质量优的铺底料数量相对减少，有利于提高烧结成品率和入炉烧结矿的比例，降低烧结成本。

5）厚料层烧结由于料层的自动蓄热作用，有利于提高烧结下层的余热作用，降低固体燃耗，煤气消耗和烧结烟气的净化。

正因为厚料层烧结具有上述作用和效果，故烧结生产应千方百计强化制粒、偏析布料改善烧结料层的透气性，实现低碳厚料层烧结。

2.4 烧结工艺技术取得了长足进步

烧结工艺技术的进步主要包括优化配矿，强化制粒，偏析布料，合理操作，烧结机和环冷机的密封节能等方面。

2.4.1 烧结优化配矿技术的进步与发展

烧结优化配矿技术是烧结工艺技术的一项关键技术，在上世纪八九十年代由于我国烧结生产多数以国产矿为主，配矿方法主要通过烧结杯试验进行探索性的配矿，多数企业烧结配矿依据铁矿粉和熔剂，燃料的化学成分，通过简易配矿计算，满足烧结矿碱度和主要化学成分的要求。1985年自从宝钢引进日本新日铁的配矿方法，对进口铁矿粉根据它们的化学成分和烧结性能，将不同进口铁矿粉分为A、B、C三类，我国才开始对进口铁矿粉的不同烧结特性的认识。

跨入新世纪后，随着我国钢铁工业的快速发展，烧结生产配用进口矿的比例快速增长，铁矿资源随开发力度的劣化，铁矿价格的飞涨，促使我国优化配矿技术的提高和发展，由上世纪主要建立铁矿粉常温性能基础上的配矿方法，其主要按烧结机利用系数和成品矿机械强度为一对指数，高、中、低合理搭配的烧结反应性配矿方法和巴西淡水河谷公司研发部通过世界主要二十七种矿粉大量烧结杯试验数据统计得出的[10]，按铁矿粉晶体颗粒大小、水化程度和Al2O3含量高、中、低合理搭配的配矿方法；并创新发展提出了按铁矿粉五项烧结基础特性（同化性、液相流动性、粘结相强度、生成铁酸钙能力、连晶固结强度）[11]和铁矿石成矿能力（包括固相反应能力、液相生成特性及冷凝结晶特性）进行优化配矿[12]，该两者均属铁矿粉烧结的基础特性研究，烧结优化配矿需要微观和宏观的结合，理论与实践的统一，优化配矿技术的目标是高产量、高质量、低消耗和低成本，它需要数学模型、专家系统（人工智能）和最优化计算的结合，中冶长天国际工程有限责任公司提出优化配矿需综合运用专家理论、优化控制理论、人工智能理论、科学管理方法及数据挖掘等多学科知识，开发出烧结综合控制专家系统[13]，这些科技创新使我国烧结优化配矿技术得到了不断提高和发展。

2.4.2 强化制粒技术取得长足进步

强化制粒是厚料层烧结改善混合料透气性的关键技术，正因为如此进入新世纪以来，为了适应不断提高料层的需要，全国钢铁企业和科研院所进行了烧结混合料强化制粒的大量实验研究，以及与其相关的一系列技术问题，诸如原燃料的粒度与粒度组成、粘结剂的选择与用量，圆筒混合料的工艺参数与内衬材质，混合料水分配加位置与方式问题等等。

1 原燃料的粒度及粒度组成是影响强化制粒的基础因素

经大量的研究提出不同粒级成球性指数的概念：GIx=1-Mx/Wx，式中Mx为混

合料制粒后X粒级的百分数，Wx为混合前原料中X粒级的百分数。并得出