2）时间平衡

生产过程中由于单一铁精粉制备的球团矿比不上两种或两种以上铁精矿制备出来的球团矿质量，其原因是微观结构中单一矿物其晶粒单独颗粒较多，连接性差，难以维持较高的强度，采用不同粒度的矿物搭配能够使其晶粒排列、组合要好很多，晶粒间能够互相掺和，整体结构较好。为降低球团矿的生产成本，业内很多企业不仅采用磁铁精粉搭配赤铁精粉，为平衡矿物晶粒的连接性，又配加了由郑州秉恒新材料研发的铁基球团新型粘结剂，新型粘结剂不仅具有传统膨润土的特性，还可以提高球团的品位，起到降低球团矿成本的作用。

在优化球团配矿以后，球团矿中Fe2O3的含量升高、Fe3O4含量下降，在1250℃条件下焙烧赤铁矿是吸热过程，温度偏低，其晶粒发育生长速度缓慢。而磁铁矿焙烧是一个放热的过程，Fe3O4配加比例越高，放热越多，晶粒发育越好，强度越高，当把温度提高到1280℃焙烧时，其强度变化明显提高，生产过程中受制于能源系统平衡的限制，温度无法提高时，可以采用时间平衡的方式，通过延长焙烧时间[3]，保证晶粒的发育过程，确保球团矿抗压强度。

3）气氛平衡

球团矿必须是在氧化性气氛中焙烧[4]，才能保证Fe2O3再结晶完善，在弱还原性气氛中，Fe3O4氧化不完全，残存较多，矿物结晶也不完全。当还原性气氛较好时，Fe3O4会被还原成FeO，FeO与SiO2结合，生成铁橄榄石，导致硅酸盐液相大量形成，球团出现互相黏结，呈葡萄状大块，单颗粒的球团矿减少，整体质量变差。为此生产过程中必须平衡好焙烧气氛，较强的氧化性气氛是生产高质量球团的必要条件。

焙烧气氛的性质以气流中燃烧产物的自由氧含量决定：氧含量大于8%，为强氧化性气氛；氧含量在4%～8%之间为正常氧化气氛；氧含量在1.5%～4%之间为弱氧化气氛；氧含量在1%～1.5%之间时为中性气氛；氧含量小于1%，为还原性气氛[4]。

酸性球团和碱性球团以及不同精粉类型的球团对焙烧气氛的要求不同，为保证球团的抗压强度，可根据精粉种类和酸碱性质，进行焙烧气氛的平衡调整。

4 高炉“三级平衡”

1）渣相平衡

炉渣渣相平衡是根据高炉冶炼铁水品种的不同，对炉渣R2、R3、R4进行的调整或平衡，其目的都是围绕炉渣流动性、稳定性、滴落性和脱硫、排碱能力五个方面进行的。

通过对炉渣性能的调整，使其具备较好的滴落性能，降低炉渣在高炉软熔带的停留时间，降低炉渣对软熔带透气性的影响，达到降低下部压差为上部压差提供较为宽松的条件，降低高炉对块状带炉料质量的依赖程度，为降低炉料成本创造条件[2]。 提高炉渣稳定性和流动性，除降低其物理温度波动对流动性和脱硫能力的影响外，还可以提高渣铁在炉缸焦堆的通透能力，不仅能够减少渣铁环流现象和象脚侵蚀，延长炉缸使用寿命，还能有利于炉缸煤气流的导气能力，对提高炉芯温度，保持炉缸活跃状态较为有利。良好的炉缸活跃状态，有助于提高高炉的抗风能力，降低高炉对炉料质量的依赖程度，为降低炉料成本提供宽松的空间条件。通过调整两元碱度和镁铝比，保持四元碱度的平衡，不仅能够保持较高的炉渣热焓和脱硫能力，还有利于排碱，降低碱金属对高炉稳定顺行的影响，为烧结配加高铝料和碱金属负荷稍高的低品位经济料创造条件，从而达到降低铁料成本和配矿成本的目的。 由此不难看出炉渣渣相平衡，对炉况稳定顺行和降低铁水成本的重要性。   

2）炉料平衡

炉料平衡的目的是保持焦炭和铁料质量的平衡，两种物料同时保持较高的水平是典型的“精料”冶炼，的确有利于高炉长期稳定顺行，但铁水成本也是居高不下，在当前市场环境较差的条件下非常不利于钢企的生存。在炉况顺行的条件下只能退而求其次，对炉料的质量进行平衡，根据铁料和燃料成本的权重占比，保持一种炉料较高的质量，为降低铁水成本创造条件和空间。

在焦炭质量平衡方面为保持较好的炉缸工作状态，通过合理的布料制度将大粒度焦炭布在中心，小粒度焦布在边缘，焦丁与铁料混合布在边缘的方式保持炉缸中心焦堆的透气透液性，确保活跃的炉缸状态和优异的高炉指标[1]。操作方面可以通过超大矿批和较厚的焦炭厚度，提高煤气流在软熔带焦窗的通透能力，为高炉接受较大的风量创造条件，随着高炉接受风量能力的增加，风速、动能和炉缸活化区比例也随之升高，炉缸得以保持较高的活跃状态和稳定顺行的炉况。

通过合理的焦炭布料和大矿批厚焦层的操作制度，在炉况稳定顺行较好的基础上，为降低配矿成本和铁水成本，烧结矿转鼓强度可以适当放宽。配料方面可以提高低成本褐铁矿及非主流经济料的配比，从而实现降低铁水成本的目的。

3）煤气平衡

煤气控制的目的就是实现中心和边缘煤气流的最佳平衡，边缘和中心两道煤气流周向均匀、径向合理分布的平衡，只有煤气流合理分布，才能保证炉况稳定顺行，并实现煤气与炉料的充分密切接触，改善间接还原，降低燃料消耗[2]。煤气与炉料充分接触的重点在于改善矿层透气性，降低高炉内的阻力分布。软熔带是煤气流向各层分布的分配器，也是炉内煤气流的第二次重新分布，通过焦窗通道把气流分向各层，焦窗的稳定通畅是分布的核心环节，焦层的厚度决定了焦窗的大小。

实现中心和边缘煤气流的平衡的方法通常如下[6]：（1）保持边缘足够高的焦炭比例；（2）确保边缘有最小的煤气流；（3）控制中心气流，挖掘中心气流潜力，保持强劲有力的中心气流，是改善煤气利用率的核心；（4）调整气流时，每次只能调整一道气流，在调整其中一道气流时，需要对另外一条煤气通道进行疏导，并保持气流通道的畅通。

为确保高炉能够长期稳定顺行，必须保持边缘和中心煤气流分布的平衡，生产过程中，为提高煤气利用率，降低燃料消耗，需要根据炉身温度范围，控制最小的边缘煤气流，保持强劲有力的中心气流，使煤气和炉料实现最大限度的密切接触，并保持较高的炉芯温度和活跃的炉缸工作状态。

5 降本思路和方法

1）转变理念

改变之前“精料”入炉的理念[6]，向“净料”和经济料理念转变，通过对高炉各项操作制度的设计和调整，降低高炉对炉料质量的依赖程度，体现高炉操作水平。

2）调结构

跟随市场行情趋势，根据铁料和燃料的成本权重占比，优化原料结构、矿石种类、焦炭种类与比例、煤粉和熔剂结构，不仅需要平衡稳定顺行与降本的关系，更要处理好长期效益和短期效益之间的关系。

3）精细操作、提升指标

在现有条件下，通过大矿批复合料制[5]，精细操作，改善各项技术指标，通过提高料速和降低入炉品位的方法，保证全天产量的稳定和平衡，力争实现做好“三级平衡”，达到提质降本的目标。

4）系统平衡

从铁前“三级平衡”的角度确定配矿方向，个人认为应当按照“以炉型定（炉料）质量、以（炉料）质量定渣系、以渣系定（配矿）方案、以（配矿）方案定铁料（种类和结构）、以铁料（结构）定熔剂（种类）”的方法，必须以高炉为中心，以高炉的需求为目标，同时通过高炉操作制度的调整为烧结和球团配矿提供宽松的边界条件，为降低系统铁水成本创造条件。

6 参考文献

[1]刘云彩.现代高炉操作[M].第一版.北京，冶金工业出版社，2016年5月.135～139

[2]马丁٠戈德斯 沙永志 译 .现代高炉炼铁[M].第四版.北京，中国科学技术出版社，2021年11月.10～17、133～145

[3]陈耀铭、陈锐.烧结球团微观结构[M].第一版.长沙，中南大学出版社，2011年12月.119～121、122～123

[4]张汉泉 罗立群.烧结球团理论与工艺[M].第二版.化学工业出版社，

2018年3月.175～179、184～189、192～196

[5]徐向红 张国华 《复合料制特性解析》  中国炼铁网

[6]臧向阳 尹雪山 王玉会 《高炉经济炼铁的探讨》  中国炼铁网