“带式焙烧机球团工序，因具备高温密闭的工况条件、内部多物理—化学过程深度耦合、离线检测信息滞后叠加人工经验依赖等行业痛点，被业界形象地称为‘黑匣子’。破解这一技术难题，最科学有效的核心思路，是构建宏观—介观—微观多尺度耦合机制的闭环体系。”1月16日，在北京中钢国际带式焙烧机球团3.0技术体系发布暨球团绿色、低碳、智慧生产技术研讨会上，北京中宏联首席专家任伟做《带式焙烧机球团3.0技术专题——从机理突破到能效提升》报告时指出，依托多维度技术攻关，该技术体系已实现球团生产的精准控制与能效跃升。

任伟介绍，在宏观维度，该团队聚焦带式焙烧机系统的热工流场、工艺参数与设备运行状态，开展系统性诊断与优化，构建起试验研究、仿真模拟、工业生产大数据三维联动、互为验证的技术体系。“这一体系清晰揭示了设备整体热工特性与流体力学行为，明确了宏观工艺参数输入与产品性能、能耗指标输出的量化对应关系，为介观、微观维度的耦合分析提供了精准边界条件；直接指导生产环节的热工参数调控与工艺优化，为生产线降本增效筑牢核心支撑，大幅提升成品球团质量的均匀性与稳定性。”任伟说，宏观维度的技术攻关，是破解带式球团焙烧“黑匣子”难题的关键基础，为后续介观、微观维度的深入研究，提供了不可或缺的数据支撑与知识支撑。

在介观维度，该团队聚焦单球内部及球团料层的局部特征，开展核心机理剖析，揭示球团内部热质传递规律、孔隙演化与固结行为，核心涵盖热工制度与传热传质、矿物相变与固相反应、孔隙结构与球团固结三大关键方向。任伟透露，目前该团队已完成介观模型的定量计算，正依托工业生产数据反向修正介观模型等效参数，同步优化宏观工艺参数，切实提升模型预测精度与工艺优化实效，实现了对单球团内部传热、传质、矿物相变及颗粒间孔隙结构与固结机制的定量预测与精准优化。

在微观维度，作为破解球团“黑匣子”内部本质机制的核心层级，该团队聚焦球团矿中铁氧化物及脉石矿物的晶粒、晶格排列与晶体缺陷，解析微观相变与固结行为，明确微观结构演变对球团物理特性和冶金性能的定量影响规律。目前该团队从热力学模型计算及液相生成规律预测，正推进试验数据与计算结果的对标验证，同步深化核心机理解析工作。

依托多尺度耦合机制的理论支撑，该技术体系在球团显热高效利用领域实现突破性创新。任伟介绍，该团队自主首创第三代带式焙烧机球团显热高效利用工艺，通过构建球团焙烧全流程宏观工艺调控系统，结合三维工业级仿真精准复现设备工业运行特征，优化热风系统流场分布与热量调配，实现焙烧温度场的精准控制与智能调控，大幅削减传统工艺的显热损耗。在超细磁/赤铁精矿熔剂性球团生产线应用中，该技术可实现烟气显热的高效分配，助力燃气消耗降低约5%；整体热量利用率显著提升，烟气外排量降幅超10%，烟气氧含量降低1%；吨球工序能耗降至14千克标准煤/吨以下，达到国际领先水平。同时，该创新工艺为低热值燃料的规模化应用创造了有利条件，将燃料适用低发热值从传统工艺的2200千卡/标准立方米降至1800千卡/标准立方米，大幅拓宽燃料应用边界。

展望未来，任伟表示，将深化机理研究与工业大数据的深度耦合，依托机理模型与数据模型的双向迭代校验，推动球团生产模式向“机理驱动—数据赋能—智能决策”的一体化方向升级，为行业高质量发展注入绿色智能新动能，全面助力高效、智能、低碳发展目标落地。

记者 | 郝淑慧