淺談篩分問題對煉鐵成本的影響

段宇炬，賈晉林，楊金剛，李 盛

（天津鋼鐵集團有限公司煉鐵廠，天津300301）

1 引言

高爐槽下篩分是礦石進入高爐前的一道重要工序，其最理想的效果是既保證粒度＜5 mm的礦石粉末盡可能少（通常要求不超過5%[1]），同時，其篩下物跑粗部分（即>5 mm或大于其篩網(wǎng)規(guī)格尺寸）應(yīng)盡可能少，使礦石達到最大限度地利用，避免合格粒度的礦石進入返礦，造成成本的浪費。

受設(shè)備性能、管理及操作等多方面因素影響，多數(shù)企業(yè)的礦石篩分效率并不理想，通常只重視篩上粒度合格，保證入爐粉末少即可，而對是否有過多的合格粒度礦石成為篩下物，造成篩下物跑粗嚴(yán)重并不關(guān)心。更為極端者甚至認(rèn)為，篩下物跑粗越多，表明篩上入爐粉末越少，對高爐冶煉越有好處。事實上，這種放任篩下物跑粗的做法是極度有害的。雖然從表面上看，礦石入爐粉末確實少了，且5～10 mm粒級比例會降低，礦石平均粒度會有一定提升，對高爐料柱透氣性有好處。但是，我們還要看到，一方面跑粗的部分礦石成為返礦，本身利用價值就打了折扣，造成了成本損失；另一方面返礦無法直接入爐，必須要再次經(jīng)過燒結(jié)工序，至少還要犧牲燒結(jié)工序成本及額外的返礦運輸成本，而前者通常在每噸90～140元（視熔劑添加量而變）。況且，返礦中大粒度料增加，特別是5 mm以上粒度料增加，會影響燒結(jié)造球過程，降低燒結(jié)混合制粒效果，使燒結(jié)混合料透氣性降低，進而影響到燒結(jié)成品率、燒結(jié)燃料消耗及燒結(jié)礦質(zhì)量，并且會形成新一輪的惡性循環(huán)。

2 天鋼高爐礦石槽下篩分系統(tǒng)現(xiàn)狀

2.1 礦石篩分系統(tǒng)概述

2011年，天鋼煉鐵廠曾經(jīng)出臺了對高爐槽下篩分系統(tǒng)的考核獎勵辦法，辦法規(guī)定：不定期抽查，非篩分設(shè)備原因，發(fā)生篩下物跑粗（按各倉粒度標(biāo)準(zhǔn)）超15%按倉次扣獎，全月無超標(biāo)進行獎勵。因篩分設(shè)備原因，礦、焦篩下物跑粗超標(biāo)則考核檢修。考慮到新辦法應(yīng)設(shè)立過渡期，1、2月份暫按超30%考核。但實際結(jié)果是盡管1、2月份跑粗超標(biāo)均達12倉次，考核力度較大，在較短時間內(nèi)迅速見到了效果，但好景不長，由于管理方法和措施不到位，再加上一些不同聲音的干擾，此辦法實施時間不長，又被迫中止了。此后，篩分系統(tǒng)的管理又重新回到了原點。

截至2012年6月，高爐礦石槽下篩分粒級有5 mm、6.3 mm兩種規(guī)格，分布情況見表1。

表1 天鋼高爐礦石槽下篩分粒級規(guī)格

2.2 礦石篩分系統(tǒng)跑粗情況介紹分析

根據(jù)以往經(jīng)驗測定的燒結(jié)礦、球團礦、塊礦的返礦率（可作為基準(zhǔn)值），并按照2012年6月份當(dāng)月測定的高爐礦篩的平均跑粗情況，計算出當(dāng)月燒結(jié)礦、球團礦、塊礦的實際返礦率如表2所示。其中，返礦單價為800元/t，價差欄目列出了燒結(jié)礦、球團礦、塊礦與返礦的價格差異值。

表2 天鋼高爐2012年6月實測篩分系統(tǒng)狀況

表2中實際返礦率計算公式為：

實際返礦率（%）=100×經(jīng)驗返礦率/（100-篩下跑粗率）

3 篩分對煉鐵成本影響的分析及管理改進措施

3.1 礦石篩分系統(tǒng)跑粗對煉鐵成本影響分析

由于燒結(jié)礦、球團礦、塊礦與返礦價差的存在，篩下跑粗使原本價值高的、合格粒度的燒結(jié)礦、球團礦、塊礦，貶值為比原價值低200元/t以上的返礦，使入爐凈礦價格提高，造成了較大的成本浪費。

下面以塊礦為例，進行分析：

當(dāng)時使用的進口塊礦平均單價1004.75元/t，CIQ檢驗＜6.3 mm為11%，進廠檢驗＜6.3 mm不超過15%，故確定經(jīng)驗返礦率為15%，即可以認(rèn)為進口塊礦毛礦1004.75元/t，其中含15%返礦粉，返礦粉單價為800元/t，那么去除15%粉后的85%應(yīng)為凈入爐礦。凈入爐礦單價的計算公式為：

（毛礦單價×100-返礦粉單價×返礦率）/（100-返礦率）

經(jīng)計算，返礦率為15%時塊礦凈入爐礦單價為1040.88元/t，而由于跑粗率大，實際返礦率為21.42%，此時，塊礦凈入爐礦單價升高至1060.56元/t，升高了 19.67 元/t。

依此類推，可分別計算出由于篩分系統(tǒng)跑粗率大，導(dǎo)致燒結(jié)礦、球團礦凈入爐礦單價的升高值，按照2012年6月份當(dāng)月實際單位凈礦消耗量，可計算出單位生鐵成本升高的金額。由于返礦率升高導(dǎo)致煉鐵成本升高分類統(tǒng)計見表3。

表3 天鋼高爐2012年6月篩分系統(tǒng)影響成本統(tǒng)計

從表3不難看出，由于槽下篩分跑粗率較大，導(dǎo)致燒結(jié)礦、球團、塊礦凈入爐單價升高，并導(dǎo)致煉鐵成本分別升高 8.97 元/t、6.53 元/t、4.87 元/t，總計造成煉鐵成本損失20.37元/t，即可見其對煉鐵成本的影響是非常大的。

3.2 關(guān)于返礦價格對煉鐵成本影響分析

返礦的價格，由于各廠定價方法不同，可能存在較大差異。但從長期來看，由于返礦的產(chǎn)生、使用是平衡的，其定價高低對煉鐵實際成本沒有影響。

本文中，返礦由于其品位略低于原燒結(jié)礦、球團礦、塊礦，另外，同品位的塊、粉差價本是慣例，其定價水平也基本與實際相符。

3.3 關(guān)于經(jīng)驗返礦率對煉鐵成本影響說明

不同的礦種含粉率不同，導(dǎo)致經(jīng)驗返礦率不同。天鋼所使用的礦、球，返礦率最低可達3%～5%，而近來為了追求低成本、高效益，采購了一些廉價礦，部分礦返礦率可高達30%以上。但即使在這種情況下，跑粗也應(yīng)嚴(yán)格控制，測算表明，隨著經(jīng)驗返礦率的升高，篩下跑粗對成本的影響是增大的。

3.4 關(guān)于焦炭篩分系統(tǒng)跑粗對煉鐵成本影響提示

供應(yīng)給高爐的焦炭在槽下進行兩級篩分，其中12～25 mm部分作為焦丁送入焦丁倉混入礦批中使用，12 mm以下焦炭粉末作為焦粉（返焦）返回料場，再供應(yīng)至燒結(jié)作為燒結(jié)燃料使用。由于多數(shù)企業(yè)對入爐焦炭粒度過度重視，經(jīng)常發(fā)生篩下物跑粗較多情況，導(dǎo)致＞25 mm以上焦炭降級為焦丁，＞12 mm以上焦丁降級為焦粉使用，由于焦炭與焦丁、焦粉差價在300～500元/t，跑粗相當(dāng)于焦炭貶值降低使用，會導(dǎo)致入爐凈焦價格升高，從而導(dǎo)致煉鐵成本的無謂升高。由于焦炭在煉鐵的使用更加復(fù)雜，本文暫不詳述。

3.5 篩分系統(tǒng)精細化管理改進措施

3.5.1 建立組織機構(gòu)，細化摸底調(diào)查

2012年7 月，煉鐵廠選拔了一批年輕的技術(shù)人員充實到生產(chǎn)和管理的重要崗位，以此為契機，以細化成本管理為核心，重新梳理了一些規(guī)章制度和考核辦法。

為了挖掘降成本潛力，由生產(chǎn)技術(shù)科牽頭，以設(shè)備管理科、檢修作業(yè)區(qū)為技術(shù)支持和后盾，以作業(yè)區(qū)原料供應(yīng)系統(tǒng)為管理對象的篩分系統(tǒng)管理小組宣告成立。小組成立后，首先從基礎(chǔ)工作入手，對所有作業(yè)區(qū)的相關(guān)篩子進行了統(tǒng)計建檔，并對每個篩子的所屬區(qū)域、篩網(wǎng)形式和規(guī)格、當(dāng)前料種、責(zé)任人員等進行了摸底確認(rèn)，并對每個篩子的篩分效果、篩網(wǎng)更換情況進行了為期3個月的跟蹤考察，對工作中發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)的問題及時組織相關(guān)部門開會并通報解決，但不納入考核。

3.5.2 強化三級設(shè)備點檢

跑粗問題不但與設(shè)備有關(guān)，還與設(shè)備的非正常使用有很大關(guān)系，如篩網(wǎng)卡料未及時清理，篩網(wǎng)磨損未及時發(fā)現(xiàn)與維修等。針對這些問題，小組決定強化對篩子的三級點檢，日常點檢由篩子所在崗位人員實施，專業(yè)點檢由檢修責(zé)任部門專業(yè)技術(shù)人員實施，雙方對所發(fā)現(xiàn)的篩網(wǎng)破損等異常情況相互溝通并分別向有關(guān)上級部門匯報，專業(yè)工程師負責(zé)對篩子設(shè)備是否需要維修與更換拿出權(quán)威意見并付諸實施。

3.5.3 細化考核，明確責(zé)任，抓好落實

由于多方重視，問題能夠及時發(fā)現(xiàn)并落實解決，篩分系統(tǒng)管理提升了一個層次，篩分系統(tǒng)跑粗率得到了有效的控制。后經(jīng)篩分系統(tǒng)管理小組慎重研究決定，針對每個篩子設(shè)立了篩上、篩下考核標(biāo)準(zhǔn)，確定了考核標(biāo)準(zhǔn)以篩子當(dāng)時使用粒級為準(zhǔn)，發(fā)生超標(biāo)情況分別考核相關(guān)責(zé)任部門。本著穩(wěn)步推進的原則，繼續(xù)設(shè)立2個月過渡期，在過渡期發(fā)現(xiàn)問題警告并督促解決，自2013年1月開始正式納入考核。

4 篩分系統(tǒng)管理實施效果

針對篩分系統(tǒng)管理的一系列措施運行以來，篩分系統(tǒng)的運行效率持續(xù)提高，2013年4月燒結(jié)礦、球團礦、塊礦實際跑粗率分別為15.7%、11%、8.3%，均有很大改善，與2012年6月相比，篩下跑粗率分別下降了5.42%、36.07%、21.66%，按2013年4月實際價格計算，其對煉鐵成本的影響降低至7.39 元/t，見表 4。

表4 天鋼高爐2013年4月篩分系統(tǒng)影響成本統(tǒng)計

由于受設(shè)備篩分效率的限制，完全避免跑粗是不可能的，從上面數(shù)據(jù)看，2013年4月實際跑粗率控制在8%～16%，經(jīng)分析已基本達到了控制目標(biāo)，進一步改進的潛力很小。

從對成本影響的絕對值看，由于跑粗改善導(dǎo)致煉鐵成本損失降低了12.98元/t，下降了63.7%。由于不同時期礦種、礦價不同，上述對比數(shù)據(jù)存在一些不可比因素，因此，我們不妨換一個角度，從篩下跑粗導(dǎo)致的成本損失額占當(dāng)期煉鐵成本的比例的相對值變化來衡量其影響，這樣的比較應(yīng)該是經(jīng)得住推敲的。經(jīng)計算，由于跑粗率下降，其對煉鐵成本的影響比重由原來的7.4‰降低至現(xiàn)在的2.9‰，下降了4.5‰，降低了一半以上（見圖1），說明降低篩下跑粗效果十分顯著，其對降成本的作用也是非常有說服力的。

5 結(jié)論

（1）篩下物跑粗率升高，合格粒度的礦石進入返礦增多，造成實際返礦率升高，導(dǎo)致凈入爐礦單價升高，是煉鐵成本升高的重要影響因素。

圖1 篩分管理效果對比圖

（2）礦種不同，經(jīng)驗返礦率不同，對返礦率高的廉價礦，篩下跑粗對煉鐵成本的影響更加突出。

（3）加強管理，提高礦石篩分效率，在保證入爐粉末低的情況下，盡量降低礦石篩下物跑粗比例，對煉鐵降成本作用大。

（4）強化焦炭的合理使用，適當(dāng)降低焦炭篩下物跑粗，有利于降低煉鐵成本。

（5）細化篩分管理對降低煉鐵成本有重要意義。

[1]周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2002.