1前言
钢铁工业CO2排放量占全球总碳排放量的7%-9%。其中，以煤炭为原料的炼铁工序占比显著，降低这部分CO2将极大地助力改善气候环境。作为炼铁减排CO2的手段，降低高炉还原剂比是有效的。另一方面，铁矿石的劣质化正在加剧，烧结的生产率降低，烧结矿的品质恶化令人担忧。因此，须致力于提高烧结的生产率和实现烧结矿的高品质化。为了能够降低高炉还原剂比，还需要推进新型烧结用块矿的开发。
2支架支撑烧结法的开发
随着铁矿石品质的下降，为了应对生产率和质量的恶化，开发了减轻燃烧带烧结饼荷重的支架支撑烧结法。在离线试验中发现，燃烧带上的烧结饼荷重通过填充层的收缩（致密化）行为对透气性有很大影响，因此进行了实机试验。结果表明，台车内设置的支架从顶部附近料层的凝固点开始支撑正上方的烧结饼荷重，改善了此后料层的透气性。该项技术在世界上首次缓解了烧结过程中重力的不利影响，极大地提高了生产率，日本制铁60%的烧结机都采用了该项技术，为烧结的高生产率作业作出了贡献。
3低渣烧结矿的开发
为了改善烧结矿的质量，特别是提高高温还原性，研究了主要含MgO副原料的白云石和蛇纹岩的反应行为，提出了新的白云石反应机制。即，在反应后形成的含MgO磁铁矿相中存在两种不同的反应机制，明确了以与共存熔体反应的反应机制为主体，根据共存熔体的热力学特性的差异说明了两者的反应行为的差异。并利用MgO副原料的反应特性，开发了低渣烧结矿制造技术，确认了在实际高炉作业中降低还原剂比的效果。
4含碳块状烧结矿RCA的开发
作为高炉反应效率的制约条件之一，以控制还原平衡条件（RIST线图中的W点）为目的，通过提高碳反应性，开发了能够降低热储备区温度的高炉用原料，设计了功能强化的含碳团块矿，称为RCA（Reactive Coke Aggl omerate）。与传统非烧成粉状矿相比，含碳团块矿提高了碳含量，强化了功能，并具有优良的降低还原剂比的效果，含碳团块矿已结合水泥快速养生法实现实用化。通过进一步分析含碳团块矿的气化特性和促进还原效果，指出了缩短氧化铁与碳配置距离作为降低热储备区温度机理的重要性。为了避免还原平衡限制而降低热储备区温度，是从RIST线图发明以来就出现的想法。但是，考虑到反应速度条件的优化比较困难，没有实现实用化。运用能够精确地再现炉身部还原状况的工具，致力于其条件的最优化，力求新型团块矿的设计和实机制造方法的规范化，由此成功地开发出了能够降低高炉还原剂比的新型含碳团块矿。含碳团块矿目前正应用于三家钢铁厂包括大型高炉在内的六座高炉，为降低高炉还原剂比作出了贡献。
5结语
在面向未来零碳钢的努力中，彻底降低过渡期的高炉还原剂比是重要的课题。在铁矿石资源持续劣质化的情况下，维持烧结生产，通过烧结矿的高品质化和使用新型含碳团块矿，实现了还原剂比的降低，但今后仍然需要创新性新技术的持续开发。（全荣）
