改善铁矿石还原性的预处理与造块技术综述

浏览次数：14发布日期：2026-03-23

　　铁矿石的还原性，即其在高炉内被还原气体夺取氧的难易与快慢程度，是决定高炉炼铁效率、能耗与碳排放的核心冶金性能。天然铁矿石，尤其是细粒贫矿，通常不具备理想的还原性和高温强度，无法直接入炉。因此，通过一系列预处理与造块技术对其进行物理化学性质的改良，是现代化钢铁工业的常用工序。这些技术的核心目标，在于为高炉创造一种具有优良还原性、高强度和高透气性的理想炉料，其发展与应用水平直接体现了炼铁工艺的技术高度。

　　预处理技术主要针对入炉前的粉矿和精矿，旨在为后续造块创造有利条件或直接改善其某些特性。矿石混匀是较基础且至关重要的预处理，通过将不同产地、成分和性质的铁矿石进行充分均匀混合，稳定入炉原料的化学成分和冶金性能，为高炉的稳定顺行打下基础。焙烧是一种传统的预处理方法，通过加热去除矿石中的结晶水、二氧化碳或硫分，使其结构变得疏松多孔，从而提高还原性。例如，褐铁矿和菱铁矿通常需要焙烧处理。磁化焙烧则专门用于处理弱磁性赤铁矿，通过控制性还原气氛使其转变为强磁性的磁铁矿，便于后续的磁选富集，从而间接提高了入炉品位，改善了还原性。

　　然而，对铁矿石还原性实现根本性改善的核心在于造块技术，即通过物理或化学方法将粉状含铁物料制成具有一定粒度和强度的块状炉料，较主要的是烧结和球团。烧结工艺是将铁矿粉、熔剂、燃料和返矿按比例混合，在烧结机上点火燃烧。混合料中的燃料燃烧产生高温，使颗粒表面软化熔融，冷却后相互粘结形成多孔、坚硬的烧结矿。通过优化配料，可以在烧结矿中生成大量有利于还原的赤铁矿和铁酸钙粘结相，同时创造出发达的微气孔结构，这极大地改善了气体的扩散条件，从而使烧结矿的还原性远优于天然块矿。球团工艺则是将细磨的精矿粉与粘结剂混合，在圆盘或圆筒造球机中滚动成生球，再经过干燥、焙烧固结，得到粒度均匀、形状规则的球团矿。在高温焙烧过程中，铁矿颗粒通过再结晶和晶桥作用固结，形成均匀的微晶结构和贯通的开口气孔。这种均匀、多孔的微观结构使得还原气体能够轻易渗透，因此优质球团矿通常具有比烧结矿更优的还原性。

　　此外，复合造块、预还原球团等新技术也在不断发展。复合造块旨在结合烧结矿的强度和球团矿的优良冶金性能。预还原球团则是在入炉前，在较低温度下用气体还原剂对球团进行部分还原，直接将其中的部分氧化铁转化为金属铁，从而大幅降低高炉内的直接还原耗热，是面向未来低碳炼铁的重要方向。总而言之，从简单的混匀焙烧到复杂的烧结球团，铁矿石预处理与造块技术的发展史，就是一部不断优化炉料还原性、从而持续推动高炉炼铁向高效、低碳迈进的创新史。

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