迄今为止,全球铁矿石资源已被证明具有大于40%品位的铁矿石,约为8500亿吨。随着钢铁工业的发展,炼铁所需的原料量将越来越大,而可供直接入炉的矿量将越来越少。我国的铁矿石储量排名世界第五,其中铁含量超过50%的富矿仅占已探明储量的约4%,且大部分含有有害杂质。这种矿石必须经过精细研磨和造粒,然后才能送入熔炉进行冶炼。
目前,世界范围之内,欧洲和美国的矿石需要进行预选,导致人造块矿的产量和高炉的出铁率逐年增加。简而言之,铁矿石资源的改变和人工块矿的优越性很大程度促进了球团技术的逐年发展成熟。
由于其优良的冶金性能,球团可以尽可能地满足冶炼要求,大大加强了冶炼过程。因此,球团工业生产已成为世界钢铁工业之中不可或缺的重要组成部分。
充分利用铁矿石资源,提高材料冶炼性能,去除有害杂质。通过选矿获得的更好品位铁精矿具有细粒度,所以不能直接投入高炉,必须经过添加球团粘合剂压制成球团,提高铁粉利用率,以提高进入高炉的原料粒度组成,满足高炉的要求。
此外,将含有大量二氧化碳或结晶水的矿石直接放入炉之中进行冶炼并不划算。如果对矿石进行破碎、研磨和分拣以生产球团,去除挥发性成分并提高进入炉之中的矿石质量,则可以减轻冶炼过程的损耗,降低成本。
铁矿石之中往往含有硫、磷、砷、铜、铅、锌等多种元素。当这些元素的含量超过一定值时,直接将其在炉之中冶炼会对钢的质量产生很大影响,也会对冶炼设备产生很大的破坏作用。例如,含硫量高的钢会使其“热脆”,强度低,在轧制过程之中容易产生裂纹,影响钢的质量。磷会使钢“冷脆”,砷会降低钢的焊接性能,而铅和锌则会损坏炉体等。因此,对于高炉冶炼来说,能够进入炉内的原料之中危害性元素降低的越少越好。
通过造球工艺,可以去除大部分或部分的这些有害元素,这不仅保证了冶炼产品的质量,还对保护冶炼设备起到了作用。同时,在制造球团过程之中,可以使用各种方法回收这些元素。