胡长松
在我国新时代“双碳”背景下，国家和行业政策推进实施低能耗低排放大比例球团冶炼技术，带式焙烧机球团工艺具有原料适应性强、工序能耗低、生产效率高、操作维护简单、适合规模化生产等特点，得到推广和应用，北京首钢国际工程技术有限公司（以下简称首钢工程公司）研发的“绿色低碳”带式焙烧机新技术和装备，助力球团行业绿色低碳发展。
带式焙烧机节能减排低碳新技术
带式焙烧机工艺的干燥、预热、焙烧、冷却在同一台设备上完成，其突出的优点是布置紧凑、气体循环利用率高、管道短、热利用率高、燃耗相对较低。生产球团矿跟生产烧结矿相比，其热利用效率高、产品粒度均匀、强度高、粉末少、全铁高；生产球团矿烟气排放量约为烧结工序的75%；每吨产品球团工序SO2排放约为烧结工序的1/2；NOX排放约为烧结工序的1/3，工序能耗为烧结的40%~50%，CO2排放量约为烧结工序的30%。因此，在国内高炉炉料结构大比例球团生产实践日益成熟的背景下，推进带式焙烧机“节能、减排、低碳”技术的应用是行业绿色发展的有效途径。
国内已建成投产的带式焙烧机球团生产线20余条，从不同规模生产线指标数据对比得出：产能增大，电耗和工序能耗降低（见表1）。
配料工序新工艺。带式焙烧机在生产球团矿原料配料过程中需要添加膨润土、除尘灰和熔剂等粉料，这些粉料粒度较细、真密度小，配加和倒运过程中容易扬尘。为此，首钢工程公司在配加前将铁精矿做开沟处理，粉料配加在铁精矿沟槽内，配加完成后做合沟处理，大大减少了粉料的扬尘量，对带式焙烧机工艺系统减排起到了积极作用。
废气分段分类治理及除尘灰密闭运输技术。配料、成品及铺底料皮带运送物料粉尘量较高，皮带运输过程中的抖动会扬尘、洒料。为此，首钢工程公司将皮带机传统导料槽密封橡胶改为帆布，进行全程密封，这样既达到防止扬尘和洒料的目的，又降低了密封对皮带运行的阻力，最终降低了皮带机和除尘系统运行的负荷和磨损，从而降低了带式焙烧机工艺系统的电耗和粉尘排放量。
降低系统氧含量的新技术。热风冷却：利用回热风机出口热风（温度约340℃，氧含量10%~15%）作为热球团（约1100℃）冷却风，减少鼓入的冷空气（温度为25℃，氧含量21%）量，降低带式焙烧机排放烟气氧含量。废烟气循环：将鼓干排风机出口低温风（温度约70℃，氧含量18.5%~19.5%）循环至冷却鼓风机入口，替代一部分冷空气作为热球冷却风，可以适量降低排放烟气基准氧含量。
降低鼓干段SO2和NOX含量的新技术。带式焙烧机冷却II段球团层内SO2绝大部分已经脱除；温度为100℃~500℃，不具备NOX产生的条件。球团冷却后烟气通过鼓干鼓风机引至鼓风干燥段作为干燥热源，经过生球层主要作用是干燥生球，并不产生SO2和NOX。因此，鼓风干燥段烟罩烟气内SO2和NOX含量均较低。抽风干燥段烟罩热风主要来自回热风机出口热风，因回热风机覆盖区域是带式焙烧机焙烧段和均热段，是球团主要反应区，SO2和NOX含量均较高。为防止抽风干燥段烟罩热风串入鼓风干燥段烟罩，在鼓干段和抽干段之间采用双隔断双重密封，同时增设密封风帘，以保证鼓干段烟罩烟气内SO2和NOX含量满足排放标准。
厚料层焙烧技术。目前，国内带式焙烧机生产线采用的原料绝大部分为磁铁矿。厚料层焙烧技术是利用磁铁矿在氧化焙烧过程放热的原理，利用球团自身放热、蓄热，减少系统燃料消耗。台车厚料层布料：铺底料厚度为80毫米，铺边料厚度为50毫米，生球采用梯形方式布料，总料层厚度为450毫米~470毫米。在带式焙烧机工艺操作制度不变的情况下，产能可以提高25%~32%，大大降低了带式焙烧机球团技术的工序能耗，达到节能降碳的目的。
专有密封技术。带式焙烧机关键密封部位共5处：各工艺段处风箱与台车底梁间、台车底梁与风箱两侧滑道间、新型炉罩与台车间密封技术、工艺风管道放灰点、工艺风系统管道的各法兰面之间，采用专有密封技术，减少和取消传统水冷密封，防止系统漏风、串风、漏灰、漏水，减少系统热量散失，提高热量利用率，降低燃料消耗和碳排放。
专有筛分布料技术。采用双向不锈钢和特殊工艺制作φ85mm小辊径辊筛，增大筛分面积，提高筛分效率；采用分级布料技术，粒度大的生球布置在台车上层，粒度小的生球布置在台车下层，解决成品球团矿上下层强度不均匀性问题；采用往复式布料器专利产品，减少生球转运次数和落差，避免生球破坏，保证布料料面平整。
低氮烧嘴技术。根据以往学者研究结果：带式焙烧机尾气中NOx的主要来源为球团焙烧过程中高温焙烧区火焰（≥1400℃时）周围空气中的N2直接被氧化。采用低氮烧嘴技术，降低空气过剩系数，降低燃料周围氧的浓度，降低温度峰值以减少“热反应NO”，进而降低烟气中的NOx含量。
高效自动燃烧系统。带式焙烧机采用煤气作为燃料，常规烧嘴入口助燃风量一般为理论空气需要量的110%左右，最低能做到80%左右，而带式焙烧机本身冷却段过来的热风为燃料燃烧理论空气需要量的500%以上，增加了系统热耗和后续风机的额定风量。采用先进的烧嘴及控制系统可以减轻这种情况带来的消极影响。先进的烧嘴及控制系统有以下特点：自动点火，实现在线烧嘴在线启停；火焰监测，实现熄火自动识别、自动吹扫，保证生产安全；空气过剩系数低至15%以下，降低NOx的产生，降低系统热耗和电耗；可实现单个或单组烧嘴温度自动控制。
CFD流场模拟技术及三维设计。风流系统采用CFD流场模拟技术及三维设计，优化风流系统，提高燃烧系统效率，降低系统损耗。
带式焙烧机在工程中的应用
2026年4月17日，由首钢工程公司总承包的唐山瑞丰170万吨/年带式焙烧机球团工程顺利投产，同时达产达效，运行稳定，布料厚度为470毫米，产量≥9100吨/天，成品球FeO≤1.0%，抗压强度≥2500N/个；排放指标满足唐山市超超低排放要求，氧含量≤18%。唐山瑞丰170万吨/年带式焙烧机球团项目采用70%赤铁矿+30%磁铁矿为原料，采用天然气+转炉煤气作为燃料，为球团行业“绿色低碳”、降本增效生产创建一个新范本。
在“双碳”目标的引领下，钢铁行业正加速向绿色、低碳、高效转型。首钢工程公司围绕带式焙烧机球团工艺，持续开展关键技术攻关与工程实践，形成了一系列具有自主知识产权的绿色低碳新技术与装备。从设备大型化、配料新工艺，到废气治理、厚料层焙烧、低氮燃烧与智能控制，每一项创新都体现了对节能减排与可持续发展的深刻理解与务实推进。唐山瑞丰170万吨/年带式焙烧机球团项目的成功投产与稳定运行，不仅验证了这些技术的可行性与先进性，也为行业提供了可定制、可推广的绿色范本。
面向未来，首钢工程公司将继续秉持创新驱动、绿色引领的发展理念，不断优化升级带式焙烧机技术体系，助力球团产业乃至整个钢铁工业实现更高质量、更可持续的低碳转型，为构建清洁、美丽的世界贡献中国智慧与工程力量。
（本文图片均由首钢工程公司提供）
《中国冶金报》（2026年05月19日 08版八版）
