由于需要鼓风，这就意味着放入高炉的炉料必须是具有一定强度的块状，因为细粉会阻碍气流。 但可直接投入高炉冶炼的天然块矿相对有限。 钢厂可用的原料大多是经过破碎、选矿得到的粉状矿石（粒度为几毫米及以下），需要加工成人工块矿才能使用。
将粉末变成块状的方法有两种。 一种是烧结法。 顾名思义，它就像烧瓷器一样，利用高温将粉状矿石烧成块（上图左侧是粉状矿石原料，右侧是烧结矿样品）； 另一种是球团法，是在粉矿中加入水和少量粘结剂（如膨润土）（要求采用高纯度、颗粒很细的粉矿）。 相比之下，烧结矿使用较多。
除了矿石粉之外，生产烧结矿还需要熔剂和燃料。 熔剂包括石灰石、白云石、生石灰、熟石灰等（上图中远处的白色堆是船舶运输的石灰石或白云石）。 在烧结过程中，它们可以与铁氧化物反应生成低熔点的铁酸钙化合物，熔融的铁酸钙液体流入固体粉末之间的间隙，结晶成铁酸钙固体，从而将粉末连接成一体。 在高炉炼铁过程中，还需要碱性溶剂将铁矿石中的脉石（主要是SiO2）转化为硅酸钙渣。 这部分溶剂主要是在烧结配料过程中添加的。 另外，氢氧化钙在原料和水的混合过程中可以起到粘合剂的作用。
烧结所用的燃料主要是细粒焦，由钢厂焦炉提供，而高炉则使用大块焦。
将上述原料（包括钢厂各种含铁废料）破碎、配料、混合，加水粘合成小球，然后放在烧结机上（首先要在烧结机上铺一层小烧结料）。材料层底部的矿井充当垫层材料，以隔离和拦截落下的粉末）。
烧结机就像一条宽传送带。 一系列承载原材料的小车沿着轨道移动，实现连续撒料、烧结和卸料。
在烧结机的机头，用煤气等气态燃料点燃烧结材料（下图为烧结机上方供应煤气和助燃热空气的管道）。
燃料的燃烧将原料加热到1000℃以上，引起部分熔化，从而使粉末烧结成块。
台车离开了熊熊的火焰，烧结材料似乎也平静下来了。 事实上，刚才被点燃的只是烧结材料的表层，现在下层还在“闷烧”。 火焰一般是从下往上燃烧。 为了充分燃烧厚厚的烧结材料层，台车下方安装有风扇，吸入强风，将火焰向下引导。 从台车顶部看去，只能看到黑色的表面烧结物和不断上升的热量。
这种烧结方法可以巧妙地利用烧结产生的热量：从上方吸入的空气使上层的烧结材料冷却； 利用加热后的空气支持中间燃烧层的燃烧，可节省燃料； 燃烧产生的高温烟气向下穿过未燃物料层，起到预热和脱水的作用。
烧结机的规格是以烧结区域的面积来衡量的。 以500~600平方米的大型烧结机为例，台车宽度为56米，总长度超过100米。 烧结材料随着台车在这段距离内的移动而从上到下逐渐燃烧。 为了进一步节省燃料，一些烧结机配备了循环风罩（如上图），以回收热烟气，回收废热和未完全燃烧的CO。
彻底烧成的烧结矿在烧结机末端被卸出并破碎成小块（上图为烧结实验的样品）。
此时烧结矿温度仍然很高，达到七八百度，需要冷却到150度以下，以便后续皮带输送。 一般使用的设备是环冷机（上图附近的大环就是环冷机的外观钢材厂用液氧，烧结机布置在左边的厂房内）。 烧结矿随环冷机台车旋转。 一路上，鼓风冷却将烧结矿的废热传递给热空气，热量由余热锅炉回收或用于支持烧结机的燃烧。 烧结矿经过破碎、筛分，得到合适粒度（5~50mm）的烧结块送高炉炼铁。 另一部分（10~20mm）用作烧结床料。 过细的烧结矿返回配料系统重新烧结。 。
烧结过程涉及大量化石燃料的高温燃烧。 它是钢铁厂二氧化硫和氮氧化物的主要排放者，占排放量的一半以上。 烟气中的颗粒物含量也很大。 因此，烧结烟气是钢铁行业烟气治理的重点和难点，钢铁行业又是涉及大气污染治理的重点行业。 以2018年为例，钢铁行业二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放量分别占全国排放总量的6%、9%和19%。 二氧化硫和氮氧化物可形成酸雨，还可在大气中反应形成硫酸盐和硝酸盐颗粒，造成雾霾污染。
在素有“绿色钢城”之称的湛江钢铁（宝武集团旗下）钢材厂用液氧，为了保护所在广东湛江东海岛碧蓝的海沙，湛江钢铁不遗余力地投入环境保护。 （上图为湛江钢铁1号、2号烧结机全景，两台550平米烧结机，烟囱无滚滚浓烟）
对于烧结烟气，湛江钢铁采用中冶集团、清华大学、宝钢联合开发的活性炭烟气净化技术。 它以负载催化剂的活性炭为关键净化材料，利用活性炭的吸附能力和催化剂的反应能力。 去除烟气中的污染物。 其中，氮氧化物被活性炭表面附加的氨或还原基团还原为氮气； 二氧化硫被吸附氧化成硫酸或硫酸铵； 灰尘、重金属、二恶英等被活性炭层过滤和吸附。 （上图中烟囱下方的巨大装置是烟气净化系统，里面装满了5000吨活性炭）。
吸附了污染物的活性炭在400度下再生，吸附的硫以二氧化硫的形式再次解吸，转化为浓硫酸，可以说是变废为宝。 筛选后合格的活性炭回收，破碎的炭粉回收用作燃料。
这种新型净化工艺的采用，不仅避免了传统的废水问题，而且解决了常规催化转化技术难以处理低温烟气氮氧化物的问题，实现了烧结烟气污染物的超低排放。 大力治理污染物，效果喜人。 湛江钢铁厂的空气质量与湛江市无异，彻底摆脱了传统重工业企业烟雾缭绕、刺鼻气味的形象。 （上图为烧结周边区域空气氮氧化物浓度，监测结果，数据单位为微克/立方米，与湛江市区数值基本一致）。
为了从源头上解决烧结烟气污染问题，宝武集团还在研发不使用固体燃料的微波烧结技术（矿粉从附近的方窗投入，在环形烧结炉内绕圈旋转，通过不同的微波发生器加热并完成烧结）。 虽然目前微波烧结的能耗较高，不适合大规模应用，但随着未来微波烧结技术的日益成熟，微波烧结将成为钢铁行业实现碳中和的重要手段之一。
钢铁工业为现代社会提供了最重要的基础材料，但因其污染和能源消耗问题而饱受诟病。
没有钢铁我们就活不下去，难道我们就必须捂着鼻子忍受它带来的烟雾吗？
我想答案是否定的。 以湛江钢铁为代表的“绿色钢城”告诉我们，现代钢铁工业可以与蓝天、白云、绿水、青山和谐共存。 在“双碳”目标下，钢铁行业作为能源消耗大户，也将在低碳转型中迎来新的生机。
