大比例球团

一、基本概述

大比例球团（large proportion of pellet）是一种高炉炼铁原料结构优化技术，其核心技术在于提高高炉炉料中球团矿的比例（一般在35%及以上）。球团矿是钢铁冶金产业链中关键的人造块矿原料，由铁精矿（如磁铁矿、赤铁矿等）细磨成粉，加入水和少量粘结剂（如膨润土），通过造球机滚动成生球，再经过高温焙烧固结、冷却后制成的人造块状铁矿原料，直径通常在10～15毫米左右，具有铁品位高（铁元素含量通常在60%以上）、粒度均匀、粉末少、还原性好等特点。

大比例球团是钢铁企业应对环保压力、优化炉料结构、实现低碳高效冶炼的重要方向。中国已制定《T/CISA 118-2021高炉大比例球团冶炼技术规范》等文件，规范并推动大比例球团的应用。

二、分类信息

三、详细解释

高炉炼铁过程中，为了保证炉料良好的透气性，通常会将高炉原料中的铁精矿细磨成粉再加工成烧结矿或球团矿。过去很长时间，高炉原料中以烧结矿为主，球团矿占比较少。

烧结矿多为块状，形状各异，而球团矿被精心制备成直径在10～15毫米范围内的规则球体。比起烧结矿，球团矿具有更均匀的粒度、丰富的微气孔、良好的还原性以及机械强度（抗压、耐磨），因此，其在贮存、运输和装卸过程中产生的粉末更少，更易于操作。

图1 左为烧结矿，右为球团矿

在“双碳”战略背景下，大比例球团替代烧结矿可大幅减少高碳排放的烧结工序，显著降低铁前工序碳排放强度；同时，燃料比的降低，间接减少焦煤消耗，缓解焦煤资源约束。此外，该技术能提升低品位矿、尾矿等难选矿石利用率，通过替代高品位铁矿推动资源可持续供应，助力钢铁工业绿色转型。

大比例球团的利用遵循高效冶炼与低碳减排双重原则，推动钢铁产业循环经济发展。目前，“高球团-低烧结”的炉料结构优化技术已在唐钢、包钢、首钢京唐等企业实现规模化应用。

四、应用领域/前景

大比例球团的应用贯穿铁前原料预处理、高炉冶炼及绿色制造全流程。

在铁前原料预处理环节，通过细磨提纯工艺提升低品位矿、细粒矿利用率，为球团制备提供原料支撑。

在高炉冶炼环节，通过规模化替代烧结矿优化炉料结构，提升冶炼效率，降低渣铁比，提高高炉利用系数。

在绿色制造环节，大比例球团技术应用快速推广，凭借生产工序低能耗、低排放的特性，显著降低二氧化碳、二氧化硫等污染物排放。

大比例球团聚焦于低碳冶炼技术、高端功能材料等高附加值方向，深度拓展其应用边界。在低碳冶金技术领域，可通过与氢基竖炉直接还原、碳捕集利用与封存技术耦合，开发零碳炼铁工艺；在高值化材料开发领域，可利用球团矿高纯度、高孔隙率特性，制备催化剂载体、电磁屏蔽材料等功能性产品，为钢铁产业链延伸开辟新路径。

五、绿色应用难点

目前，大比例球团在推广应用中仍面临多重挑战与亟待解决的问题。

第一，成本和价格方面：球团矿价格普遍高于烧结矿和块矿，且稳定的球团粉资源供应是其规模化应用的基础，部分企业因缺乏自有矿山，难以获取低成本球团粉，导致冶炼成本居高不下。

第二，性能与工艺方面：我国生产的球团矿普遍存在含铁品位低、二氧化硅含量高、抗压强度不足、还原膨胀率高及软熔性能差等问题，与国际先进水平存在显著差距，同时国内高比例球团冶炼操作经验不足，需进一步探索适配的高炉操作制度以优化性能。

第三，环保方面：尽管球团矿的工序碳排放低于烧结矿，但大规模生产所需添加剂也可能会带来土壤污染风险；烧结工艺可消纳含铁固废（如高炉除尘灰），而球团工艺几乎不使用，大比例球团冶炼使烧结矿配比降低，导致固废处理量锐减，引发厂区堆积、环保风险及处理成本激增等问题。

此外，大型球团焙烧机等核心装备及关键技术被国外企业垄断，技术成本高且自主性不足，限制了国内钢铁行业的技术升级与竞争力提升。

本词条贡献者：

董文钧 北京科技大学材料科学与工程学院教授

本词条审核专家：

吴宏辉 北京科技大学碳中和研究院教授

参考来源：

[1]杨雪婷,张笛,李宗旭,等.包钢1#高炉大比例球团矿冶炼节能降碳分析[J].包钢科技,2025,51(01):33-35.

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