什么是“大比例球團(tuán)”？一文說(shuō)清

2026年是“十五五”開(kāi)局之年，正是將宏觀“規(guī)劃圖”細(xì)化為可行“施工圖”的關(guān)鍵階段。在這個(gè)過(guò)程中，我們會(huì)頻繁遇到一系列聽(tīng)起來(lái)專(zhuān)業(yè)又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應(yīng)鏈”“清潔低碳?xì)洹钡取＿@些術(shù)語(yǔ)并非空洞的概念，它們背后折射的是未來(lái)幾年科技突破、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與生活演進(jìn)的真實(shí)方向。

那么，這些詞究竟意味著什么？它們將如何具體地改變我們的日常？今天，就讓我們走進(jìn)“大比例球團(tuán)”這個(gè)名詞。

什么是大比例球團(tuán)？

大比例球團(tuán)（high pellet ratio）是一種高爐煉鐵原料結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，其核心在于提高高爐爐料中球團(tuán)礦的比例（一般在35%及以上）。球團(tuán)礦是鋼鐵冶金產(chǎn)業(yè)鏈中關(guān)鍵的人造塊礦原料，由鐵精礦（如磁鐵礦、赤鐵礦等）細(xì)磨成粉，加入水和少量粘結(jié)劑（如膨潤(rùn)土），通過(guò)造球機(jī)滾動(dòng)成生球，再經(jīng)過(guò)高溫焙燒固結(jié)、冷卻后制成的人造塊狀鐵礦原料，直徑通常在10～15毫米左右，具有鐵品位高（鐵元素含量通常在60%以上）、粒度均勻、粉末少、還原性可通過(guò)配礦與堿度/焙燒制度調(diào)控，質(zhì)量穩(wěn)定時(shí)可獲得良好冶金性能等特點(diǎn)。

大比例球團(tuán)是鋼鐵企業(yè)應(yīng)對(duì)環(huán)保壓力、優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)低碳高效冶煉的重要方向。中國(guó)已制定《T/CISA 118-2021高爐大比例球團(tuán)冶煉技術(shù)規(guī)范》等文件，規(guī)范并推動(dòng)大比例球團(tuán)的應(yīng)用。

大比例球團(tuán)的分類(lèi)信息

大比例球團(tuán)的優(yōu)勢(shì)

高爐煉鐵過(guò)程中，高爐使用的細(xì)粒鐵礦粉通常通過(guò)燒結(jié)或球團(tuán)實(shí)現(xiàn)塊礦化；其中球團(tuán)多以細(xì)粒精礦為原料，燒結(jié)多以燒結(jié)礦粉為主料配加返礦、熔劑等燒結(jié)成塊。過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間，高爐原料中以燒結(jié)礦為主，球團(tuán)礦占比較少。

燒結(jié)礦多為塊狀，形狀各異，而球團(tuán)礦被制備成直徑在10～15毫米范圍內(nèi)的規(guī)則球體。比起燒結(jié)礦，球團(tuán)礦具有更均勻的粒度、豐富的微氣孔、良好的還原性以及機(jī)械強(qiáng)度（抗壓、耐磨），因此，其在貯存、運(yùn)輸和裝卸過(guò)程中產(chǎn)生的粉末更少，更易于操作。

圖1 左為燒結(jié)礦，右為球團(tuán)礦

在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，大比例球團(tuán)替代燒結(jié)礦可大幅減少高碳排放的燒結(jié)工序，顯著降低鐵前工序碳排放強(qiáng)度；同時(shí)，通過(guò)降低燃料比，間接減少焦煤消耗，緩解焦煤資源壓力。此外，該技術(shù)能提升低品位礦、尾礦等難選礦石利用率，以替代高品位鐵礦，推動(dòng)資源可持續(xù)供應(yīng)，助力鋼鐵工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。

大比例球團(tuán)的利用遵循高效冶煉與低碳減排雙重原則，推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，“高球團(tuán)-低燒結(jié)”的爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)已在唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司、包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司等企業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

大比例球團(tuán)的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

大比例球團(tuán)的應(yīng)用貫穿鐵前原料預(yù)處理、高爐冶煉及綠色制造全流程。

在鐵前原料預(yù)處理環(huán)節(jié)，通過(guò)細(xì)磨提純工藝提升低品位礦、細(xì)粒礦利用率，為球團(tuán)制備提供原料支撐。

在高爐冶煉環(huán)節(jié)，通過(guò)使用大比例球團(tuán)礦規(guī)模化替代燒結(jié)礦，優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，提升冶煉效率、降低渣鐵比和提高高爐利用系數(shù)。

在綠色制造環(huán)節(jié)，大比例球團(tuán)技術(shù)應(yīng)用快速推廣，憑借生產(chǎn)工序低能耗、低排放的特性，顯著降低二氧化碳、二氧化硫等污染物排放。

大比例球團(tuán)聚焦于低碳冶煉技術(shù)、高端功能材料等高附加值方向，深度拓展其應(yīng)用邊界。在低碳冶金技術(shù)領(lǐng)域，可通過(guò)與氫基豎爐直接還原、碳捕集利用與封存技術(shù)耦合，開(kāi)發(fā)零碳煉鐵工藝；在高值化材料開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，可利用球團(tuán)礦高純度、高孔隙率特性，制備催化劑載體、電磁屏蔽材料等功能性產(chǎn)品，為鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈延伸開(kāi)辟新路徑。

大比例球團(tuán)的綠色應(yīng)用難點(diǎn)

目前，大比例球團(tuán)在推廣應(yīng)用中仍面臨多重挑戰(zhàn)與亟待解決的問(wèn)題。

第一，成本和價(jià)格方面：球團(tuán)礦價(jià)格普遍高于燒結(jié)礦和塊礦，且穩(wěn)定的球團(tuán)粉資源供應(yīng)是其規(guī)模化應(yīng)用的基礎(chǔ)，部分企業(yè)因缺乏自有礦山，難以獲取低成本球團(tuán)粉，導(dǎo)致冶煉成本居高不下。

第二，性能與工藝方面：作為大比例球團(tuán)冶煉核心成分的球團(tuán)礦，普遍存在還原膨脹率高、抗壓強(qiáng)度不足、軟熔性能差等問(wèn)題，中溫區(qū)還原膨脹會(huì)使強(qiáng)度大幅下降，破壞高爐料柱透氣性，引發(fā)煤氣流分布不均、爐墻結(jié)厚等問(wèn)題；而且適配大比例球團(tuán)的高爐操作制度尚未完全成型，缺乏成熟的高比例球團(tuán)冶煉操作規(guī)范。

第三，環(huán)保方面：大比例球團(tuán)的應(yīng)用需要提升球團(tuán)礦的產(chǎn)量，而球團(tuán)礦生產(chǎn)能耗高，且會(huì)排放SO?、NOx及粉塵，現(xiàn)有環(huán)保設(shè)備對(duì)其適配性不足。

此外，部分高端大型化、低能耗成套裝備與關(guān)鍵部件仍存在依賴進(jìn)口/核心競(jìng)爭(zhēng)不足的情況，但國(guó)產(chǎn)化水平已顯著提升。還有技術(shù)成本高且自主性不足，限制了國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)的技術(shù)升級(jí)與競(jìng)爭(zhēng)力提升。

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策劃制作

作者丨董文鈞 北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授

審核丨吳宏輝 北京科技大學(xué)碳中和研究院教授

責(zé)編丨王夢(mèng)如

審校丨徐來(lái) 張林林