冶金建设国家队丨球团技术看中冶北方

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球团技术领军人

球团技术是钢铁冶炼行业中原料加工的一种常用工艺。近些年，越来越多的贫矿被开采利用，贫矿在经过细磨和选矿后产生的精矿粉粒度更细，更适合于球团矿的生产。同时，由于球团矿生产能耗低、污染小、品位高、冶金性能好，使其成为优质炉料的首选。基于以上原因，球团技术在进入21世纪后得到全面的发展和推广，应用对象上也从单一处理铁精粉扩展到处理多种含铁原料，生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展，技术经济指标显著提高。

中冶北方致力冶金铁前设计研究六十年，已掌握了竖炉球团、带式球团、链箅机-回转窑球团核心技术，拥有500万吨/年及以下全系列设计、研发和建设能力，完成大中型球团厂设计或总承包40余项，国内200万吨/年以上规模大型球团生产线市场占有率80%。特别是应用自主研发技术建成的世界最大的全赤铁矿链箅机-回转窑球团生产线，整体技术及装备达到了国际领先水平。

作为球团领域顶尖的技术代表，中冶北方还肩负着将中国冶金技术推向世界的重任。早在上个世纪八十年代，中冶北方就将自主研发的8㎡新型竖炉球团专利技术转让给美国LTV公司，这是我国冶金技术首次输出到西方发达国家。近些年，中冶北方加快了海外业务的拓展速度，先后在印度、委内瑞拉、伊朗等国家开展了球团工程的设计和总承包，向世界彰显了中冶北方在球团技术上的领军人形象。

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把知识转化为技术

拥有中冶集团球团首席专家，工艺方法类发明专利5项，装备系统类发明16项，实用新型专利100余项，自动控制类发明专利2项。

联合主编国家标准《铁矿球团工程设计规范》，获得国家优秀设计金奖1项、国家优秀勘察设计奖一等奖1项、银奖1项，部级优秀设计一等奖11项、总承包奖2项。由中冶北方研发的“大型链篦机-回转窑球团工程自动化控制软件”获金国冶金行业优秀软件奖一等奖。

完成省部级科技成果鉴定12项，其中国际领先水平5项。《铁精矿球团烧结新工艺的研究》获得国家科技进步二等奖，《大型全赤铁矿链箅机-回转窑高品质球团工艺及装备研究与应用》获得中冶集团科学技术一等奖。

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构建全方位研发平台

中冶北方国家级企业技术中心——中冶北方研发中心成立于1958年，是我国最早从事冶金矿山选矿试验研究和烧结球团试验研究的大型科技型企业，是全国首批冶金矿山试验研究百强单位。被国家发改委、科技部、财政部、海关总署、国家税务总局授予国家级企业技术中心。拥有中国中冶采矿选矿工程技术中心、辽宁省烧结球团工程技术研究中心及辽宁省冶金矿物加工工程研究中心等三个省部级研发平台。研发中心下属的分析检测中心于2015年通过中国合格评定国家认可委员会（CNAS）的批准，成功获得实验室国家认可证书，被正式列入CNAS的获准认可机构名录，在国际上树立了行业标杆的地位和形象。

中冶北方球团试验研究实验室——拥有目前国内配套最完整，结构最先进，连续性最好，机械化和自动化水平最高的球团试验系统。是目前国内唯一一家拥有模拟带式机球团、竖炉球团和链箅机-回转窑球团生产工艺扩大设备的研究机构。对含铁原料的检验，采用了目前国内最先进的X射线荧光分析仪，可进行多种元素的检测。另外，还可以针对对球团矿成品进行化学成分、矿相和冶金性能等方面进行分析。先后完成国内外球团试验研究项目200余项。

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以市场为导向的研发方向

中冶北方在进行常规的铁精矿小球烧结试验、带式机球团试验、竖炉球团试验和链箅机-回转窑球团试验的基础上，开展了铁矿球团气基直接还原试验研究，可为竖炉气基直接还原设计提供可靠试验参数。进一步优化提升球团工艺热系统的研究、大型带式球团工艺的深化研究、球团自动化控制专家系统的开发、球团工艺节能减排、绿色生产技术的研发等。

同时，在资源综合回收利用方面也取得了一定的成果，“粉煤灰竖炉球团制备及烧结试验的研究”为开发大量废弃的粉煤灰资源奠定了技术支撑；从钛磁铁矿尾矿中回收钛、铁及焦炉煤气还原钛磁铁矿尾矿生产直接还原铁粉的工艺研究，已获得两项研究工艺发明专利。

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独占鳌头的核心技术

铁矿球团工艺技术

大型链箅机-回转窑球团工艺技术

（1）热工工艺技术

中冶北方所拥有的具有自主知识产权的链箅机-回转窑-环冷机热风循环技术，制定三大主机的合理热工制度，是链箅机-回转窑球团生产获得成功的必要条件。

（2）全赤铁矿球团生产技术

中冶北方针对赤铁矿在球团生产全过程中表现出的特点所研发的一系列工艺技术，这些技术已经过了实践的检验并走向成熟，为大量使用赤铁矿作为原料生产球团矿奠定了坚实的基础。

（3）高品质球团矿生产技术

根据原料条件和用户的要求，针对性地设计、选择合理的生产工序，真正实现“量身订做”。按球团矿成份划分，中冶北方可以提供自然碱度、熔剂性球团矿、含碳和含镁及其它元素的球团矿生产工艺及装备；按球团矿用途划分，产品能够满足高炉炼铁、炼钢、直接还原等要求。

（4）球团生产工艺流程相关技术

由中冶北方开发的链箅机-回转窑球团生产工艺流程是先进的、合理的，是大规模球团生产稳定、顺行的前提条件。

大型带式焙烧球团工艺技术

中冶北方所拥有的具有自主知识产权的热风循环系统、“自吸风”助燃技术，在整体设计和工艺系统配置上进行多次优化，保证了技术先进性和生产可靠性。中冶北方自主研发的带式焙烧机球团工艺还能够适应复杂的原料条件，特别是含有害物质原料的生产。包钢带式焙烧机工程就是解决了原料中含氟，生产过程中产生含氟废气的严重问题，既避免了环境污染，又保证了生产的顺利进行。

随着设备大型化发展要求，中冶北方开发的300、400、500万吨/年规模的带式焙烧机非标设备以及相应配套热工工艺，解决了焙烧炉寿命短、热效率低、焙烧机漏风率高等一系列问题。

大型球团核心装备开发

圆盘造球机

中冶北方研发的设计的造球机具有设备利用率高、能耗低的特点，先后为全国各球团厂设计了φ6m、φ7m、φ7.5m圆盘造球机。其中，核心产品为φ7.5m圆盘造球机，采用中心轴支承结构，具有盘面转速、旋转刮刀转速、圆盘倾角无级调整的优点；根据生球成长机理“滴水成球，雾水长大”的原则，设计了两种给水喷头，加水量可以根据实际情况进行调节；独创的电动旋转刮刀直径内大外小形式，拥有自主知识产权。

大型链箅机

中冶北方拥有的大型链箅机全套核心技术，其中研发设计的5.8×78m链箅机为国内单机规格最大的链箅机。拥有的核心技术包括：链节采用隔热结构，将受热件与受力件分开；采用整体链节内套技术；采用侧板与链节内套轴向固定技术；采用新型箅板；高温区的预热段托轮轴采用水冷中空轴；采用头尾双边四点驱动；将独立风箱设计成风室结构等。这些技术的使用，提高了设备的运转可靠度，为稳定生产提供了技术保证。

大型球团回转窑

中冶北方在大型回转窑研发过程中，深入研究了如何保证筒体刚度和强度；如何掌握窑内各点温度变化；支承点位置的选择及受力状况；根据受力状况如何选择轮带的截面形式；选择适宜的头尾密封装置；选择适合固定筛、进料溜槽、密封装置等处的冷却方式。研究设计的Φ6.96×52m回转窑是我国单机规格和处理能力最大的回转窑，能够满足多种原料球团的焙烧温度和焙烧时间。

大型球团环冷机

中冶北方结合现有技术并汲取国内外先进经验，对环冷机大型化所面临的多项关键问题进行了深入的研究，提出了创造性解决方案，解决了环冷机大型化过程中的关键问题，并具有新型传动装置、回转体、曲轨、给料漏斗、卸料系统、散料处理系统等多项自主创新及专利技术。

大型带式球团焙烧设备成套

带式焙烧机与链箅机-回转窑球团工艺在生球布料以前的工序相同，区别在于焙烧系统。带式焙烧机球团工艺是采用一台带式焙烧机设备完成干燥、预热、焙烧、冷却等工艺过程。具有工艺流程短，设备作业率高、热效率高、占地和投资节省等诸多优点。中冶北方在现有包钢和鞍钢带式球团焙烧机工程设计基础上，消化、吸收国外先进技术，储备了全部大型焙烧机设计技术和创新。

球团工程自动控制系统

自动控制系统具有完善的集散控制功能，实现了三电（EIC）一体化，满足了生产管理、过程及顺序控制的要求；实现了链箅机生球布料自动控制、链箅机头尾轮同步控制、回转窑窑内温度综合测量及控制等一系列工艺参数检测的特殊方法和控制方法，推动了链箅机-回转窑球团工艺的改进和创新。

（1）干燥机热风炉温度控制

（2）高压辊磨机进料料柱高度检测和控制

（3）造球进料量和加水量控制

（4）摆动胶带机摆动速度的控制

（5）自动控制带式机/链箅机生球布料

（6）料厚检测

（7）链箅机头尾轮同步控制

（8）回转窑内温度检测及控制

（9）环冷机给料斗料位检测及控制

（10）其他新技术、新方法的应用

烟气综合治理技术

从烟气净化技术的发展趋势来看，能实现颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、重金属、二噁英等多种污染物协同治理，可将污染物资源化的活性焦（炭）干法技术将越来越多地应用于球团烟气净化。该方法活性焦（炭）干法烟气净化技术利用活性焦（炭）的吸附、催化作用，真正实现了净化过程干态进行，具有耗水量小，设备腐蚀小，无二次污染，副产品可回收利用等优点。

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让创新成果成为现实生产力

鞍钢200万吨/年带式球团工程

自主设计的国内第一条大型带式球团生产线，球团主机为一台321.6㎡带式焙烧机。项目于1989年建成投产，1994年获得冶金部优秀设计一等奖，国家优秀设计金奖。中冶北方承担了该项目的设计和技术服务。

16㎡竖炉工程

该项目于1987年9月取得了一次性开炉成功并转入试生产，是国家重点工程，也是当时世界上最大的竖炉球团工程。它建成投产标志着我国在竖炉球团工艺设计、设备研制方面达到了世界先进水平。此外，由中冶北方研发的8㎡新型竖炉球团技术于1983年获得冶金科学技术研究成果一等奖，并将此技术转让给美国LTV公司。

鞍钢弓长岭铁矿一期、二期球团工程

中国首条240万吨/年链箅机-回转窑球团生产线，项目一期、二期分别于2002、2003年建成投产。中冶北方以EPC（工程总承包）形式参与该项目一期、二期建设。时至今日，该生产线已成为中国各钢铁企业链箅机-回转窑球团生产线的建设范本。

宝钢湛江500万吨/年球团工程

目前国内拥有自主知识产权的、单条生产能力最大的链箅机-回转窑球团生产线，也是迄今为止全球设计产量最大的赤铁矿球团链箅机-回转窑工艺生产线。项目于2009年9月建成投产，中冶北方以EPC（工程总承包）形式全面承担了项目的设计、设备供货及施工建设。

鞍钢大孤山2条240万吨/年球团工程

项目采用链篦机-回转窑生产工艺及关键设备，总设计规模为年产氧化球团矿480万吨。工艺布置采用两条生产线并列，共用一套公辅设施。目前两条生产线各单线都能达到日产8000吨的能力，各项生产指标在国内同类球团厂中居于一流水平。项目由中冶北方总承包建设，于2007年1月建成投产。

扬州泰富2条300万吨/年球团工程

国内首条300万吨级的球团生产线，于2011年6月开工建设，2013年5月，第一条300万吨/年氧化球团生产线点火热负荷调试，日产量可稳定在9000吨以上。2014年6月，第二条生产线建设完成。中冶北方承担了该项目的设计和技术服务。

印度乌萨120万吨/年球团工程

项目位于印度恰尔肯德邦（Jharkhand）的詹谢普尔市（Jamshedpur），是红矿（赤铁矿）粉矿球团项目，采用链箅机-回转窑球团技术。其产品将用于高炉及直接还原使用。中冶北方承担了该项目的球团试验、工程设计及技术服务。

委内瑞拉FMO公司300万吨/年球团工程

中冶集团首次向海外输出的300万吨/年球团技术项目,也是迄今为止中冶集团最大规模的球团技术输出。中冶北方以EP（设计和采购）形式全程参与该项目的建设。

伊朗NIMIDCO250万吨/年球团项目

该项目位于伊朗东北部礼萨呼罗珊省桑恩矿区附近，建造目的是将提供的铁精矿转化为氧化球团，用于直接还原铁。工程采用链篦机-回转窑技术，包括了铁精矿及膨润土输入系统、配料、混合、造球、生球筛分及布料、生球干燥及预热、氧化焙烧、冷却、成品球团矿筛分及输出工艺流程，其成品球团矿将用于直接还原铁生产。项目非标设备供货包括：链蓖机、回转窑、环冷机、摆动皮带及宽皮带。项目设计、采购及项目管理均按国际方式执行，设备加工制造均采用欧美标准。

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