含鐵原料質(zhì)量評估研究及應(yīng)用

張秀華 秦緒華

摘 要：通過對煉鐵原料應(yīng)用情況的分析研究，開發(fā)了鐵礦石價值評估系統(tǒng)，建立評估模型，依據(jù)測算結(jié)果進(jìn)行含鐵原料采購，降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：原料；評估；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.177

1 研究背景

在我國鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展的今天，國內(nèi)鐵礦石短缺，需要大量進(jìn)口，礦石價格大幅度飆升，導(dǎo)致生鐵成本升高，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益減少。而目前進(jìn)口鐵礦石種類繁多，鋼鐵廠對于諸類鐵礦石冶金性能了解又不夠，從而不能有效利用這些進(jìn)口礦石。近年來，各鋼鐵廠加大了高爐合理爐料結(jié)構(gòu)方面的研究，探討適合自己的煉鐵原料結(jié)構(gòu)。但一些單位往往還僅停留在評價燒結(jié)礦、球團(tuán)礦及富塊礦配比方面，對于進(jìn)口的富礦粉如何評價，由于觀點不一，目前報道不多。

首鋼通化鋼鐵股份有限公司目前使用礦石的種類很多，價格差別也很大，對這些礦石的應(yīng)用有許多爭議，急需對通鋼高爐原料進(jìn)行有效的評估，以利于改善通鋼煉鐵生產(chǎn)各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，從而降低生產(chǎn)成本。

2 鐵礦石價值評估系統(tǒng)的開發(fā)

通化鋼鐵股份有限公司（以下簡稱“通鋼”）與東北大學(xué)共同開發(fā)了鐵礦石價值評估系統(tǒng)，由通鋼提供近一年的的各種含鐵原燃料的檢驗結(jié)果、相關(guān)技術(shù)參數(shù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和主要的開發(fā)內(nèi)容等，由東北大學(xué)完成軟件的編程；通鋼在入廠含鐵原料質(zhì)量評估時根據(jù)不同含鐵原料進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，并對特殊礦粉進(jìn)行特殊測算。例如：對高硫礦粉，需測算燒結(jié)礦中硫含量，根據(jù)環(huán)保要求，需測算燒結(jié)機(jī)脫硫SO2入口濃度，同時還需要考慮對高爐熱制度、造渣制度以及對燃料比的影響等。

含鐵原料質(zhì)量評估需考慮鐵礦石成分、價格，燒結(jié)、高爐煉鐵時的原料結(jié)構(gòu)（包括高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、生鐵成分、燃料成分，以及燒結(jié)固體燃耗、熔劑種類、成分及各種熔劑的比例等），同時對含Al2O3-較高的礦粉需要做數(shù)據(jù)處理，并依據(jù)當(dāng)期市場燃料價格變化、鐵前財務(wù)成本變化等情況進(jìn)行燒結(jié)礦和生鐵成本的測算，進(jìn)而對已入廠或擬采購的含鐵原料的價值進(jìn)行評估。

3 主要開發(fā)內(nèi)容

3.1 各種有關(guān)礦石的單燒試驗

礦石單燒評估主要針對所評估的礦石單獨(dú)燒制燒結(jié)礦時的價值進(jìn)行評價，包括礦石的冶金價值和經(jīng)濟(jì)價值、燒結(jié)礦的冶金價值和經(jīng)濟(jì)價值、燒結(jié)礦的主要工藝參數(shù)如燒成率、固體燃耗、熔劑消耗、燒結(jié)礦TFe、燒結(jié)礦成本、燒結(jié)礦噸度價、噸鐵礦石費(fèi)用、噸鐵脈石量等。

3.2 評價燒結(jié)原料對燒結(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響

根據(jù)各種含鐵原料成份和特性，估算其對燒結(jié)礦質(zhì)量、成本的影響。

（1）選定燒結(jié)用鐵礦石的種類、數(shù)量，根據(jù)單位礦石的燒結(jié)固體燃料種類、熔劑種類及其各種熔劑的比例，考慮燒結(jié)過程礦石的損耗及各種費(fèi)用，得到燒結(jié)礦成本、化學(xué)成分及各種消耗的指標(biāo)。

（2）在已經(jīng)確定的燒結(jié)配料比和燒結(jié)礦堿度的條件下，改變目標(biāo)礦石配比，使其它礦石之間的比例不變，考察目標(biāo)礦石配比變化對燒結(jié)礦TFe、高爐混合礦TFe、燒結(jié)礦成本的影響。

3.3 評價高爐爐料結(jié)構(gòu)、種類對生鐵成本的影響

主要是調(diào)整鐵礦石配比（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、外礦等）和選擇合適的燒結(jié)礦堿度，滿足優(yōu)化燒結(jié)和煉鐵爐料結(jié)構(gòu)方案，獲得優(yōu)化的、最低的生鐵成本。獲得滿足高爐冶煉要求的配料方案。

（1）根據(jù)各種原燃料條件和高爐裝備及操作水平，預(yù)測高爐焦比和燃料比。

（2）根據(jù)原燃料的條件，考慮焦比、高爐裝備及操作參數(shù)，預(yù)測高爐利用系數(shù)。

（3）根據(jù)各種原燃料采購成本、高爐操作指標(biāo)的預(yù)測估算高爐生鐵成本。

3.4 建立綜合模型，評價原燃料采購對生鐵成本的影響

主要是調(diào)整鐵礦石配比，即燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、外礦等和選擇合適的燒結(jié)礦堿度，滿足優(yōu)化燒結(jié)和煉鐵爐料結(jié)構(gòu)方案，獲得優(yōu)化的、最低的生鐵成本，獲得滿足高爐冶煉要求的配料方案。

4 實施情況

4.1 原料基本評估

該測算是在數(shù)據(jù)不充足的條件下對礦石進(jìn)行的簡易評估，提供采購礦石的噸度價格；校正TFe；校正噸度價（校正的礦石價格是考慮礦石的采購價和配入的CaO的價格）；噸鐵渣量；噸鐵礦石消耗；噸鐵礦石成本；SiO2/TFe和根據(jù)渣量、校正噸度價格、校正品位確定的綜合評分，分?jǐn)?shù)越高，礦石越好。詳見表1。

4.2 單礦煉鐵評估

單礦煉鐵評估是將需要評估的礦石燒制成自熔性燒結(jié)礦，進(jìn)行煉鐵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估。主要評估了礦石燒制成自熔性燒結(jié)礦的指標(biāo)，使用該種燒結(jié)礦煉鐵的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相對于標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的變化，構(gòu)成生鐵成本的各因素在生鐵成本中占的比重等。還根據(jù)評估結(jié)果進(jìn)行了冶金價值、經(jīng)濟(jì)價值和綜合價值的評估。詳見表2。

4.3 塊礦及外購球團(tuán)礦噸鐵成本測算

對不同配料方案，包括鐵礦石配比、燃料配比、熔劑配比的差別及其費(fèi)用的差別以及占費(fèi)用的比例等，通過調(diào)整鐵礦石配比（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、外礦等和選擇合適的燒結(jié)礦堿度），滿足優(yōu)化燒結(jié)和煉鐵爐料結(jié)構(gòu)方案，獲得優(yōu)化的、最低的生鐵成本。詳見表3。

4.4 對生產(chǎn)的指導(dǎo)作用

可將測算結(jié)果作為進(jìn)行含鐵原料采購的依據(jù)，并根據(jù)不同時期市場價格變化，調(diào)整進(jìn)口礦和國內(nèi)礦采購品種、數(shù)量，實施低價位區(qū)域采購策略，控制采購節(jié)奏，滿足生產(chǎn)用料需求，降低生產(chǎn)成本。