王藝帆¹ ，張淑會¹ ，么洪勇² ，紀(jì) 恒² ，靳亞濤³ ，呂 慶¹

( 1. 華北理工大學(xué) 冶金與能源學(xué)院，河北 唐山 063210;

2. 河鋼材料技術(shù)研究院，河北 石家莊 050023;

3. 河鋼股份有限公司 承德分公司，河北 承德 067002)

摘  要: 燒結(jié)生產(chǎn)具有能耗高、污染物排放量大的特點，是鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的重點工序。在國家“雙碳”背景下，文章在綜述現(xiàn)代燒結(jié)企業(yè)影響返礦率的主要因素的基礎(chǔ)上，重點分析了降低返礦率的技術(shù)措施，并對有效降低返礦率的新技術(shù)進(jìn)行了展望。經(jīng)分析指出: 原料條件和化學(xué)成分、工藝參數(shù)、設(shè)備和管理水平等是現(xiàn)階段影響返礦率的主要因素; 目前降低返礦率的技術(shù)措施主要包括優(yōu)化鐵礦石原料條件及配礦結(jié)構(gòu)，開發(fā)智能配礦技術(shù)，優(yōu)化燃料條件，提高料層厚度、優(yōu)化工藝參數(shù)，以及強(qiáng)化設(shè)備管理、降低漏風(fēng)率等; 同時指出加快燒結(jié)料面富氫、富氧噴吹技術(shù)的研發(fā)和推廣，進(jìn)一步開發(fā)有效的返礦直接入爐冶煉技術(shù)，可以為降低返礦率提供新思路。

關(guān)鍵詞: 燒結(jié); 返礦率; 節(jié)能減排; 降碳措施

鋼鐵行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，但其能耗高、污染物排放量大，一直是國家節(jié)能減排的重點。特別是燒結(jié)工序能源消耗高、污染嚴(yán)重，是節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)。燒結(jié)工藝中，鐵礦粉在燒結(jié)后存在強(qiáng)度較差或未完全燒好的燒結(jié)礦，此部分燒結(jié)礦多數(shù)會成為熱破碎、冷卻和整粒后的篩下物，被稱作燒結(jié)返礦( 一次返礦) 。為了保證高爐順行，成品燒結(jié)礦在入高爐前需要再次篩分出粒度小于 5 mm 的部分，被稱作高爐槽下返礦( 二次返礦) 。返礦的多少，即返礦率是表征燒結(jié)礦質(zhì)量好壞的重要依據(jù)，返礦率越高說明燒結(jié)產(chǎn)能越低、固體燃料消耗越高。而目前多數(shù)企業(yè)燒結(jié)總返礦率偏高，大量返礦不得不進(jìn)行循環(huán)利用，進(jìn)而使燒結(jié)生產(chǎn)固體燃料消耗增加、CO₂ 排放量提高且成本升高。因此，降低返礦率可以實現(xiàn)燒結(jié)工序主動降碳，是節(jié)能減排的有效途徑?；谏鲜霰尘埃疚脑谡{(diào)查不同企業(yè)的燒結(jié)返礦率和高爐槽下返礦率情況下，系統(tǒng)闡述了降低返礦率的技術(shù)措施，并結(jié)合低碳目標(biāo)對具有降低返礦率潛力的新技術(shù)進(jìn)行了展望。

1 不同企業(yè)燒結(jié)返礦率現(xiàn)狀及影響因素

1. 1 返礦率現(xiàn)狀

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，得到近 3 年國內(nèi)不同企業(yè)返礦率數(shù)據(jù)如表 1 所示。由表 1 可知，各企業(yè)的燒結(jié)返礦率約為 18. 4% ～ 27. 0% ，高爐槽下返礦率為6. 4%～ 16. 8% ，且不同企業(yè)返礦率數(shù)據(jù)差別較大。其中承鋼和攀鋼燒結(jié)返礦率較高，分別為 27% 和23% ，這是因為兩企業(yè)主要以釩鈦磁鐵礦粉為燒結(jié)原料，該礦粉鈦元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，導(dǎo)致其燒結(jié)性能偏差，返礦率較高^［1］。包鋼的槽下返礦率比較低，約為 6. 4% ，其他企業(yè)的返礦率均較高。而寶鋼 2014 年燒結(jié)返礦率就達(dá)到了 8. 2% 的水平^［2］。

由此可見，返礦率偏高是多數(shù)企業(yè)燒結(jié)生產(chǎn)面臨的問題，同時降低返礦率也有很大的空間。但返礦率的高低受到多種因素的影響，各因素之間還存在交互作用，這給降低返礦率的技術(shù)攻關(guān)帶來一定的困難。

1. 2 返礦率的影響因素

1. 2. 1 原料條件和燒結(jié)礦化學(xué)成分

燒結(jié)生產(chǎn)涉及的原料種類繁多，其中鐵礦粉的物理化學(xué)性能差別很大。原料顆粒形貌、粒度組成以及燒結(jié)礦化學(xué)成分的控制等都會影響返礦率。例如原料粒度組成不合理，使用的鐵礦粉品質(zhì)和數(shù)量不穩(wěn)定，SiO₂ 質(zhì)量分?jǐn)?shù)過低等均會降低燒結(jié)礦質(zhì)量，使返礦率增加。特別是在 “高鐵低硅”生產(chǎn)模式下，如何降低返礦率是企業(yè)面臨的難題。例如，唐山德龍鋼鐵 230 m² 燒結(jié)機(jī)為提高產(chǎn)能，長期采用 “高鐵低硅”生產(chǎn)模式，燒結(jié)返礦率處于較高水平^［3］。2019 年該單位通過優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)，將燒結(jié)礦 SiO₂ 從 4. 8% 增加到 5. 0% ，同時結(jié)合設(shè)備漏風(fēng)治理、細(xì)化操作過程、穩(wěn)定水碳等其它穩(wěn)定生產(chǎn)的措施，使 2019 年 1—6 月燒結(jié)返礦率平均值在 12. 3% ，比去年同期平均值降低了 2% ，燒結(jié)返礦率明顯降低。

1. 2. 2 工藝參數(shù)

影響返礦率的工藝參數(shù)很多，凡是影響燒結(jié)礦質(zhì)量的工藝參數(shù)都會對其返礦率產(chǎn)生影響。其中典型的影響因素包括含水量、配碳量、料層厚度、點火參數(shù)、燒結(jié)終點的控制等。

燒結(jié)過程水和碳的控制是保證燒結(jié)礦質(zhì)量的關(guān)鍵工藝因素。保持燒結(jié)混合料適宜的含水量有利于混勻、制粒和改善換熱條件。配碳量直接影響著燒結(jié)過程中的氣氛還原、熱量及溫度分布。實際生產(chǎn)過程中，上述工藝參數(shù)需要和原料條件相匹配。當(dāng)其中某項參數(shù)不合適時，就會使生產(chǎn)的燒結(jié)礦強(qiáng)度差、返礦率大。因此，結(jié)合原料條件優(yōu)化工藝參數(shù)一直是燒結(jié)生產(chǎn)的重點任務(wù)。

1. 2. 3 設(shè)備和管理水平

燒結(jié)生產(chǎn)過程中設(shè)備的運(yùn)行狀況及維護(hù)等都會對燒結(jié)礦的質(zhì)量產(chǎn)生影響。能夠引起返礦率升高的設(shè)備因素包括漏風(fēng)率高，布料器布料效果差，點火器與臺車距離不合理，箅條、隔熱墊和臺車本體間隙不合理，燒結(jié)冷礦篩和高爐槽下篩的磨損嚴(yán)重等。

生產(chǎn)實踐表明，燒結(jié)生產(chǎn)的操作和管理水平也是影響返礦率的重要因素。例如，如果配料操作不當(dāng)，燒結(jié)工藝參數(shù)控制不精準(zhǔn)，可能會導(dǎo)致水分含量、配碳量、堿度波動，影響燒結(jié)成礦過程，從而影響返礦率。同時，燒結(jié)企業(yè)整體管理水平的提高，是達(dá)到生產(chǎn)穩(wěn)定高效的前提。

2 降低返礦率技術(shù)措施

2. 1 優(yōu)化原料條件及配礦結(jié)構(gòu)

2. 1. 1 鐵礦粉基礎(chǔ)性能和優(yōu)化配礦試驗相結(jié)合

目前用于燒結(jié)的鐵礦粉種類復(fù)雜、來源廣泛。為了改善燒結(jié)礦質(zhì)量，降低返礦率，人們圍繞鐵礦粉的選擇和配礦結(jié)構(gòu)的調(diào)整做了大量的研究和實踐工作。其中，鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)性能是指導(dǎo)礦粉選擇和配礦的重要依據(jù)，國內(nèi)主要不同類型鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)性能見表 2 ^［4］。

研究表明鐵礦粉的同化性溫度在 1 275 ～1 315 ℃范圍內(nèi)較為適宜^［5］。由表 2 可知，國內(nèi)司家營和研山礦的同化性溫度相差不大，較為適宜; 進(jìn)口礦的同化性溫度普遍較低，其中楊迪礦、紐曼礦、羅 布 河 礦、火箭粉的同化性溫度均低 于1 200 ℃，其它進(jìn)口礦的同化性溫度 為 1 200 ～1 270 ℃。不同礦種的黏結(jié)相強(qiáng)度差異較大。在進(jìn)口礦中，南非礦的黏結(jié)相強(qiáng)度最大，達(dá)到 2 570 N;火箭粉的黏結(jié)相強(qiáng)度最低，為 640 N。司家營和研山礦的黏結(jié)相強(qiáng)度亦不高。不同礦種的液相流動性指數(shù)和連晶強(qiáng)度數(shù)值差異也比較大。進(jìn)口礦多以褐鐵礦和赤鐵礦為主，其鐵酸鈣生成能力較強(qiáng)，而國內(nèi)礦多以磁鐵礦為主，鐵酸鈣生成能力較弱。上述數(shù)據(jù)表明，不同礦種的燒結(jié)基礎(chǔ)性能差別較大。鐵礦粉的燒結(jié)基礎(chǔ)性能雖然能夠反映鐵礦粉的燒結(jié)特征，但是很難找到其與燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量間的定量關(guān)系。而且，燒結(jié)生產(chǎn)過程中不同鐵礦粉的高溫行為存在交互作用^［6］。因此，現(xiàn)場多采用互補(bǔ)配礦原則，以鐵礦粉燒結(jié)基礎(chǔ)性能為基礎(chǔ)，通過優(yōu)化配礦試驗確定配礦方案，以達(dá)到提高燒結(jié)礦質(zhì)量，降低返礦率的目的。

2. 1. 2 加快智能配礦技術(shù)的開發(fā)

鐵礦粉基礎(chǔ)性能、化學(xué)成分等和燒結(jié)礦質(zhì)量之間缺乏定量關(guān)系，要得到更加合理的配礦方案，就需要進(jìn)行大量的燒結(jié)杯實驗。近年來燒結(jié)使用的鐵礦粉種類不斷增加，這增加了配礦實驗的復(fù)雜性和不確定性。為此人們將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于優(yōu)化配礦，開發(fā)了配礦專家系統(tǒng)、以及基于人工智能的燒結(jié)配礦技術(shù)等。

智能配礦技術(shù)綜合考慮原料、配比、成本等多項因素，基于智能算法和計算機(jī)技術(shù)對燒結(jié)礦的性能進(jìn)行預(yù)測，可以更加精準(zhǔn)地實現(xiàn)燒結(jié)配礦的優(yōu)化，是提高燒結(jié)礦質(zhì)量，降低返礦率的有效途徑^{［7 － 8］}。例如，武曉婧^［7］結(jié)合配料成本、燒結(jié)礦質(zhì)量、環(huán)保成本等目標(biāo)，開發(fā)了一種基于MOEA/D 的多目標(biāo)粒子群燒結(jié)配礦優(yōu)化算法。天鋼與北京科技大學(xué)共同合作研發(fā)^［8］，將鐵礦粉燒結(jié)基礎(chǔ)性能和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了適合天鋼燒結(jié)原料的優(yōu)化配礦系統(tǒng)，在降低返礦率的同時，燒結(jié)礦 5 ～ 10 mm 粒級質(zhì)量分?jǐn)?shù)也降低到30% 以下。在低碳冶煉的背景下，加快智能配礦技術(shù)的研發(fā)，將工業(yè)大數(shù)據(jù)和優(yōu)化配礦試驗相結(jié)合，可以充分發(fā)揮智能配礦技術(shù)的高效指導(dǎo)作用。

2. 1. 3 優(yōu)化燃料條件

燒結(jié)使用的燃料以焦粉為主，其燃燒為燒結(jié)成礦過程提供了所需的熱量和氣氛條件。焦粉的配比和粒度是影響燒結(jié)礦質(zhì)量的重要因素。焦粉粒度過大，料層的透氣性變差; 焦粉粒度過細(xì)，使燃燒帶變窄、高溫保持時間縮短，從而產(chǎn)生的液相量生成不足，返礦率升高等現(xiàn)象。劉桐等^［9］ 采用燃料預(yù)篩分措施，把焦末中＞ 5 mm粒級控制在 5% 以內(nèi)， ＞ 3 mm 粒級控制在10% 以內(nèi)， 使燒結(jié)礦小于 10 mm 占比下降1. 52% 。劉佳等^［10］ 針對燒結(jié)燃料粒度較大的問題，從燃料加工和設(shè)備維護(hù)兩方面著手，通過隨時監(jiān)測燃料破碎粒度，嚴(yán)格執(zhí)行四輥破碎機(jī)的操作規(guī)程，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)等措施，保障了燃料破碎的合理粒度，降低了布料時的燃料偏析。

近年來，各燒結(jié)廠用煤粉代替部分焦粉進(jìn)行燒結(jié)以達(dá)到更高的經(jīng)濟(jì)效益。對于特定的含鐵物料條件，優(yōu)化燃料條件和配比是改善燒結(jié)礦質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。易正明等^［11］進(jìn)行了燃料結(jié)構(gòu)對燒結(jié)料層溫度分布和燒結(jié)礦成品率的影響，研究表明隨著煤粉配比升高，燒結(jié)礦冷強(qiáng)度先升高后降低。

當(dāng)煤粉配比超過 25% 時，混合燃料提供的熱量減 少，導(dǎo)致燒結(jié)礦質(zhì)量變差。

2. 2 強(qiáng)化料層厚度，優(yōu)化工藝參數(shù)

厚料層燒結(jié)技術(shù)是目前各企業(yè)提高燒結(jié)礦質(zhì)量、降低燃料消耗努力的方向，也是降低返礦率的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)可以充分發(fā)揮燒結(jié)過程的自動蓄熱作用，具有能耗低、燒結(jié)礦強(qiáng)度好、成品率高、返礦率低、冶金性能好等優(yōu)點。據(jù)統(tǒng)計，2005 年前后國內(nèi)大中型燒結(jié)機(jī)料層厚度已達(dá) 600 ～800 mm; 2020 年，鞍鋼、天鋼聯(lián)合特鋼、馬鋼等 企業(yè)料層厚度均超過了 900 mm^［12］。

近年來，為了提高燒結(jié)礦質(zhì)量，并降低返礦率，科技人員圍繞厚料層燒結(jié)進(jìn)行了較深入的研究，并取得了較大的進(jìn)步。表 3 是部分企業(yè)燒結(jié)料層提高前后燒結(jié)返礦率和固體燃料消耗指標(biāo)對比^{［13 － 14］}。

由表 3 可知，隨著料層厚度的提高，燒結(jié)返礦率降低，固體燃料消耗減少。但現(xiàn)場實際生產(chǎn)表明，隨著料層厚度增加，堿度、配碳量、混合料粒度的偏析加重，這會影響料層的熱量分布和透氣性，進(jìn)而影響燒結(jié)礦質(zhì)量。為了改善料層中的上述偏析問題，鞍鋼燒結(jié)廠采用調(diào)整礦槽給料間距、減低料門、增加預(yù)篩分工藝、控制混合料水分、平料和邊緣壓料相結(jié)合等措施^［15］，使厚料層燒結(jié)生產(chǎn)順利進(jìn)行，燒結(jié)礦成品率提高了3. 4% ，高爐返礦率降低了 0. 7% 。

上述文獻(xiàn)表明，料層厚度增加后，適宜的水分、配碳量、堿度等工藝參數(shù)均會發(fā)生變化，因此料層厚度必須和工藝參數(shù)協(xié)同控制，才能提高燒結(jié)礦質(zhì)量，降低返礦率。

2. 3 強(qiáng)化設(shè)備管理，降低漏風(fēng)率

因燒結(jié)工藝和設(shè)備固有特點，燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率偏高一直是各大企業(yè)亟待解決的問題。燒結(jié)漏風(fēng)偏高，導(dǎo)致通過料層的有效風(fēng)量減少，料層熱量不足，燒結(jié)礦強(qiáng)度降低，返礦率增加。燒結(jié)設(shè)備中影響漏風(fēng)率的因素較多，需要結(jié)合具體設(shè)備情況進(jìn)行維修或整改。表 4 總結(jié)了幾家燒結(jié)企業(yè)為降低漏風(fēng)率進(jìn)行的設(shè)備改造以及其實施效果^{［16 － 17］}。由表 4 可知，維護(hù)好燒結(jié)設(shè)備是降低漏風(fēng)率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對提高燒結(jié)礦質(zhì)量、降低返礦率具有顯著影響。燒結(jié)生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，除和燒結(jié)漏風(fēng)的相關(guān)設(shè)備外，布料裝置、點火器、燒結(jié)礦皮帶倒運(yùn)安裝是否合理等都會影響燒結(jié)返礦率，所以燒結(jié)生產(chǎn)需要強(qiáng)化各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的設(shè)備管理和維護(hù)。張 惠等^［18］圍繞萊鋼 265 m² 燒結(jié)機(jī)布料存在料面凹凸不平、拉鉤多、燒結(jié)礦燒成率低等問題，采取了加壓輥和平料器等措施，使返礦率大大降低。燒結(jié)冷礦篩的篩分效率也直接影響返礦率，故在日常生產(chǎn)中要關(guān)注冷礦篩的磨損情況。同時還應(yīng)關(guān)注高爐槽下礦篩的磨損程度，加大高爐返礦中大于5 mm 粒級的檢測，以減小并穩(wěn)定返礦率。

2. 4 燒結(jié)料面氣體噴吹技術(shù)

為了提高燒結(jié)礦質(zhì)量并實現(xiàn)節(jié)能減排，在燒結(jié)料表面噴吹富氫或富氧類可燃性氣體技術(shù)逐漸受到了人們的關(guān)注。其技術(shù)原理是向燒結(jié)料面噴吹可燃?xì)怏w，為上部料層提供熱量，優(yōu)化燒結(jié)料層溫度分布，使熱量分布趨于均勻。

日本和韓國對燒結(jié)料層表面氣體噴吹技術(shù)研究的比較早。其中 JFE 公司京賓 1 號燒結(jié)機(jī)曾進(jìn)行了燒結(jié)料面噴吹液化天然氣的試驗研究，使燒結(jié)礦成品率提高了 3. 8 個百分點，焦粉用量減少約 8%^［19］。韓國浦項公司開發(fā)的富氧噴吹燒結(jié)技術(shù)，通過在合適位置向燒結(jié)料表層噴吹適量的氧氣，解決了表層燒結(jié)礦強(qiáng)度差的問題，使返礦率顯著降低^［20］。

在“碳中和”的戰(zhàn)略下，燒結(jié)料面噴吹富氫/富氧氣體燃料技術(shù)也受到了國內(nèi)燒結(jié)工作者的青睞。梅鋼對焦?fàn)t煤氣強(qiáng)化燒結(jié)技術(shù)的研究表明，抽入到燒結(jié)礦層的焦?fàn)t煤氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，可以延緩燒結(jié)礦的冷卻速率、降低固體燃料配比、提高燒結(jié)礦質(zhì)量^［21］。其中焦?fàn)t煤氣噴吹 15 min 時，不同噴吹量( 按噴吹焦?fàn)t煤氣產(chǎn)生提供的熱量統(tǒng)計) 對燒結(jié)指標(biāo)的影響如圖 1 所示。

由圖 1 可知，當(dāng)焦?fàn)t煤氣補(bǔ)充的熱量占比為25. 0%時，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度比未噴吹時提高 2. 7%，成品率提高 2. 4%，固體燃料消耗降低約 8 kg /t。

2015 年，首鋼京唐公司燒結(jié)料面噴吹蒸汽的工業(yè)實踐表明噴吹蒸汽后燒結(jié)返礦率下降約0. 3%^［22］，5 ～ 10 mm 占比降低 0. 8% 。葉恒棣等^［23］提出了分層供熱富氫燒結(jié)模式，其可以實現(xiàn)低碳下的 “均熱燒結(jié)”，使燒結(jié)礦整體質(zhì)量提高。

上述研究表明，向燒結(jié)料面噴吹可燃性氣體燃料，尤其是富氫氣體，對于改善燒結(jié)礦質(zhì)量，降低固體燃料消耗具有重要意義。結(jié)合富氫氣體噴吹的特點，范曉慧等^［24］提出了富氫燃?xì)馓菁墖姶导夹g(shù)，并將該技術(shù)應(yīng)用于韶鋼400 m² 燒結(jié)機(jī)。運(yùn)行結(jié)果顯示，每噴吹1 m³ 富氫氣體，燒結(jié)礦成品率可提高 0. 2%～0. 3%，焦粉用量減少 1. 4 ～1. 7 kg /t。

2. 5 加強(qiáng)返礦直接入爐技術(shù)研發(fā)，降低高爐槽下返礦率

在目前工藝條件下，返礦的循環(huán)利用使燒結(jié)生產(chǎn)率降低、能耗增加、煙氣和污染物排放總量增加，最終導(dǎo)致煉鐵成本上升。據(jù)估算，全國因燒結(jié)返礦的循環(huán)使用引起的生鐵成本增加值約為380 億/年^［25］。返礦直接入爐的技術(shù)構(gòu)想是解決上述問題最有效的辦法。特別是在目前雙碳政策的大背景下，該技術(shù)對于降低返礦率，特別是高爐槽下返礦率具有重要意義。

圍繞返礦直接入爐這一思想，沙永志等^［25］曾提出無返礦煉鐵工藝的構(gòu)想，即對返礦進(jìn)行篩分，篩出的粉末經(jīng)高爐風(fēng)口噴入或經(jīng)冷壓造塊后由爐頂進(jìn)入高爐，其它顆粒狀返礦均實行分級入爐。

該技術(shù)構(gòu)想需要對燒結(jié)流程和工藝設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，同時也受到高爐接受顆粒礦能力的限制，具體的實施過程還有待于深入研究。YASUSHI ^［26］對返礦造塊工藝進(jìn)行了研究，結(jié)果表明將鐵精粉、水泥和返礦混合后可以制備出冶金性能良好的返礦球團(tuán)，其具有低溫還原粉化率低，還原性高的特點，這為高爐提供了一種高效利用返礦的方法。

多年來，國內(nèi)高爐對小粒度燒結(jié)礦入爐一直保持謹(jǐn)慎的態(tài)度，這是因為高爐使用小粒度燒結(jié)礦后，容易使塊狀帶壓差增加，不利于強(qiáng)化冶煉。某些鋼鐵企業(yè)也曾進(jìn)行了將高爐槽下小顆粒燒結(jié)礦直接入爐的嘗試。例如，林顯剛等^［27］進(jìn)行了燒結(jié)礦礦丁( 經(jīng) 4 mm 篩分后的返礦) 入爐的實踐，通過調(diào)整裝料順序和調(diào)整操作參數(shù)等措施，使礦丁入爐量達(dá)到了噸鐵 110 kg。鞏黎偉等^［28］將太鋼5 號高爐通過調(diào)整槽下裝料順序，采用 4 ～ 6 mm粒度的燒結(jié)礦以小礦批的方式入爐，槽下返礦的利用率高達(dá) 60% ～ 80% ，使燒結(jié)工序能源消耗和生鐵成本顯著降低。

上述生產(chǎn)實踐表明，返礦直接入爐確實能夠帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，但因高爐順行和對強(qiáng)化冶煉的要求等原因，目前返礦直接入高爐冶煉技術(shù)尚沒有得到廣泛認(rèn)可和推廣，因此應(yīng)該加強(qiáng)該項技術(shù)的研發(fā)和實施。

3 結(jié)論與展望

燒結(jié)生產(chǎn)過程返礦率偏高是制約燒結(jié)工序提高產(chǎn)、質(zhì)量與降低成本的關(guān)鍵。返礦率的影響因素包括原料條件和化學(xué)成分、工藝參數(shù)、設(shè)備和管理水平等，而且這些因素會對返礦率產(chǎn)生交織影響?，F(xiàn)階段不同企業(yè)主要圍繞優(yōu)化原料條件和配礦結(jié)構(gòu)，發(fā)展厚料層燒結(jié)和優(yōu)化工藝參數(shù)，降低漏風(fēng)率、強(qiáng)化設(shè)備管理等方面開展相關(guān)技術(shù)研究以降低返礦率。

燒結(jié)料面富氫富氧噴吹技術(shù)是可以實現(xiàn)低碳燒結(jié)的新型技術(shù)，其具有優(yōu)化燒結(jié)料層溫度分布、均勻熱量的作用，可以降低固體燃料消耗并顯著降低返礦率。該技術(shù)目前還處于研發(fā)階段，建議生產(chǎn)現(xiàn)場加快燒結(jié)料面富氫富氧噴吹技術(shù)的實踐以進(jìn)一步評估其降低返礦率以及提質(zhì)的潛力; “雙碳”背景下，降低高爐入爐粒度的下限，開發(fā)返礦顆粒的分級入爐冶煉技術(shù)和返礦粉末造塊技術(shù)，可以實現(xiàn)返礦直接入爐的高效利用，這對降低返礦率，實現(xiàn)燒結(jié)乃至煉鐵工序主動節(jié)能減排具有顯著的推動作用。

參考文獻(xiàn):

［1］ 蔣大軍，宋劍，何木光，等 . 釩鈦磁鐵礦燒結(jié)降低返礦率技術(shù)研究與實踐［J］. 中國冶金，2014，24( 4) : 39 － 44.

［2］ 朱仁良 . 寶鋼大型高爐操作技術(shù)與管理［J］. 煉鐵， 2014，33( 4) : 1 － 6.

［3］ 賈占民，賀寶軍 . 燒結(jié)降低返礦率的技術(shù)措施［J］. 冶金與材料，2019，39( 5) : 108 － 109.

［4］ 張國成，羅果萍，鄔虎林，等 . 包鋼燒結(jié)合理利用巴西高硅混合粉實驗［J］. 鋼鐵研究學(xué)報，2019，31( 10) : 875 － 881.

［5］ 張琦，劉然，王小艾，等 . 富礦粉燒結(jié)配礦優(yōu)化研究 ［J］. 重慶大學(xué)學(xué)報，2018，41( 2) : 44 － 52.

［6］ 寇明銀，張眾，曾旺，等 . 鐵礦粉燒結(jié)優(yōu)化配礦及其模 型研究進(jìn)展［J］. 鋼鐵，2022，57( 2) : 1 － 11.

［7］ 武曉婧 . 燒結(jié)配礦優(yōu)化模型及燒結(jié)礦質(zhì)量預(yù)測研究［D］. 石家莊: 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)，2020.

［8］ 姚朝權(quán)，張建良，張亞鵬，等 . 基于天鋼鐵礦粉高溫性能的燒結(jié)優(yōu)化配礦［J］. 燒結(jié)球團(tuán)，2015，40( 2) : 15 － 19.

［9］ 劉桐，張巧玉，盛建華，等 . 燃料粒度結(jié)構(gòu)變化對燒結(jié)生產(chǎn)的影響［J］. 燒結(jié)球團(tuán)，2020，45( 3) : 17 － 21.

［10］ 劉佳，張文政 . 提高燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的實踐［J］. 天津冶金，2020( 3) : 24 － 26.

［11］ 易正明，覃佳卓，劉強(qiáng)，等 . 燃料特性對鐵礦石燒結(jié)及煙氣排放的影響［J］. 環(huán)境工程，2022，40 ( 3) : 59 － 65.

［12］ 闞永海 . 超厚料層燒結(jié)技術(shù)應(yīng)用研究［J］. 河南冶金，2020，28( 5) : 1 － 3; 43.

［13］ 胡啟武 . 低硅 900 mm 厚料層慢機(jī)速燒結(jié)的生產(chǎn)實踐 ［J］. 甘肅冶金，2022，44( 3) : 30 － 32.

［14］ 史磊，湯樂云 . 湘鋼低水燒結(jié)生產(chǎn)實踐［J］. 礦業(yè)工 程，2021，19( 5) : 33 － 36.

［15］ 馬賢國，劉杰，王小強(qiáng)，等 . 鞍鋼鲅魚圈厚料層燒結(jié)燃料和混合料分布特征研究與應(yīng)用［J］. 鞍鋼技術(shù)， 2020( 4) : 38 － 42; 49.

［16］ 程崢明，寧文欣，潘文，等 . 超厚料層均質(zhì)燒結(jié)技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］. 燒結(jié)球團(tuán)，2019，44( 4) : 7 － 12.

［17］ 李秭城，李乾坤，李國良，等 . 中天鋼鐵提升 180 m² 燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量生產(chǎn)實踐［J］. 中國鋼鐵業(yè)，2021 ( 12) : 45 － 47.

［18］ 張惠，高振 . 萊鋼降低燒結(jié)礦返礦率實踐與創(chuàng)新［J］. 甘肅冶金，2013，35( 5) : 25 － 27.

［19］ 周文濤，胡俊鴿，郭艷玲，等 . 日韓燒結(jié)技術(shù)最新進(jìn)展及工業(yè)化應(yīng)用前景分析［J］. 燒結(jié)球團(tuán)，2013，38( 3) : 5 － 8; 15.

［20］ NOBUYUKI O，YUJI I，SATOSHI M，等 . 燒結(jié)工藝使用氣體燃料噴入技術(shù)減少 CO2 排放［J］. 世界鋼鐵， 2013，13(1) : 16 － 22.

［21］ 韓鳳光，許力賢，吳賢甫，等 . 焦?fàn)t煤氣強(qiáng)化燒結(jié)技術(shù)研究［J］. 燒結(jié)球團(tuán)，2016，41( 2) : 12 － 16; 20.

［22］ 張福明 . 首鋼綠色低碳煉鐵技術(shù)的發(fā)展與展望［J］. 鋼鐵，2020，55( 8) : 11 － 18.

［23］ 葉恒棣，周浩宇，王業(yè)峰，等 . 分層供熱富氫燒結(jié)關(guān)鍵技術(shù)探索與研究［J］. 鋼鐵，2021，56( 12) : 134 － 141.

［24］ 范曉慧，甘敏，季志云，等 . 復(fù)合氣體介質(zhì)燒結(jié)的節(jié)能減排技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用［J］. 鋼鐵，2020，55 ( 8) : 62 － 69; 74.

［25］ 沙永志，王志花，李光森，等 . 無返礦煉鐵工藝構(gòu)想［C］/ /第十一屆中國鋼鐵年會論文集: S01. 煉鐵與原料 . 北京: 中國鋼研科技集團(tuán)，2017: 18 － 24.

［26］ YASUSHI O，TAKESHI S，JUN I，et al. Agglomeration of return fines of sinter for blast furnace raw materials［J］. ISIJ International，2020，60( 7) : 1389 － 1394.

［27］ 林顯剛，李亮，李鈞，等 . 成渝釩鈦科技有限公司高爐原料分級入爐生產(chǎn)實踐［J］. 四川冶金，2019，41( 4) : 22 － 25.

［28］ 鞏黎偉，唐順兵 . 太鋼 5 號高爐高比例小粒度燒結(jié)礦生產(chǎn)實踐［J］. 鋼鐵研究，2015，43( 2) : 48 － 51.