漢鋼進(jìn)口粉礦對(duì)生鐵成本的影響研究

李 楠， 柳文斌

（陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司， 陜西 漢中 724200）

隨著我國鋼鐵工業(yè)不斷發(fā)展，國內(nèi)礦產(chǎn)量已不能滿足需求，自1985 年我國進(jìn)口1 000 萬t 鐵礦石以來，每年進(jìn)口鐵礦石急速遞增，2016 年鐵礦石進(jìn)口量為10.24 億t[1]。陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司（全文簡稱漢鋼）無自有礦山，進(jìn)口礦使用比例高達(dá)70%以上，但因進(jìn)口礦產(chǎn)地不同，造成化學(xué)成分、粒度組成、礦物組成和水化程度、燒結(jié)性能各不相同。如何用好進(jìn)口礦，對(duì)漢鋼降低鐵前成本具有重要的研究價(jià)值。

1 漢鋼進(jìn)口粉礦質(zhì)量指標(biāo)、價(jià)格

1.1 進(jìn)口粉礦質(zhì)量指標(biāo)

漢鋼使用的進(jìn)口粉礦中赤鐵礦主要為巴西礦和南非礦，其中巴西礦以巴西卡粉、巴西粗粉及巴西混合粉為主；褐鐵礦以澳粉為主，主要為麥克粉、紐曼粉、PB 粉及金布巴粉等主流礦粉，具體見表1。

表1 進(jìn)口粉礦指標(biāo)

1.2 進(jìn)口粉礦采購價(jià)格

為合理的對(duì)漢鋼進(jìn)購的進(jìn)口粉礦進(jìn)行性價(jià)比評(píng)價(jià)，進(jìn)口粉礦的采購價(jià)格統(tǒng)一取自2017 年某一階段市場價(jià)格（見表2）。

表2 進(jìn)口粉礦價(jià)格 元/t

2 燒結(jié)配礦技術(shù)要求

鐵前爐料優(yōu)化以高爐成本、生產(chǎn)技術(shù)要求為中心，在滿足高爐生產(chǎn)技術(shù)要求的前提下優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，追求成本效益最大化。

2.1 考慮環(huán)保排放要求配礦

根據(jù)國家環(huán)保要求燒結(jié)煙氣脫硫后ρ（SO2）不得超過200 mg/m3，該漢鋼脫硫采用生石灰-石膏法脫硫，要求脫硫入口ρ（SO2）≤2 000 mg/m3，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為達(dá)到此要求，日常配礦中混勻礦w（S）按≤0.30%控制。

2.2 合理控制燒結(jié)礦w（SiO2）及堿度

SiO2、CaO 是燒結(jié)礦中主要黏結(jié)相的組成，主要以FeO·SiO2、CaO·Fe2O3以及固溶Si、Al 生成復(fù)合鐵酸鈣等形式存在，強(qiáng)度及還原性均較好的為復(fù)合鐵酸鈣。漢鋼燒結(jié)礦w（SiO2）控制原則為4.8%～5.5%，燒結(jié)礦堿度控制范圍1.80～2.20，按“低硅高堿、高硅低堿”的方針調(diào)控?zé)Y(jié)礦堿度，這不僅是保證燒結(jié)礦質(zhì)量的要求，也是平衡鐵前爐料結(jié)構(gòu)的需要。

2.3 控制燒結(jié)礦w（Al2O3）

適當(dāng)?shù)膚（Al2O3）在燒結(jié)中應(yīng)為m（Al2O3）/m（SiO2）=0.1～0.3。Al2O3元素屬高熔點(diǎn)物質(zhì)，在燒結(jié)條件下，它不能單一被熔化，對(duì)復(fù)合針狀鐵酸鈣的形成有促進(jìn)作用，富余的Al2O3會(huì)在玻璃相析出，影響成品燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和低溫還原粉化率。根據(jù)該公司實(shí)踐，燒結(jié)礦w（SiO2）控制約4.8%～5.5%，w（Al2O3）為2.0%～2.3%，燒結(jié)礦低溫還原粉化率（+3.15 mm）低于70%，同時(shí)考慮高爐爐渣要求w（Al2O3）≤15.0%，因此燒結(jié)配礦中原則上要求燒結(jié)礦w（Al2O3）≤2.0%。

2.4 低MgO 燒結(jié)

MgO 在與磁鐵礦接觸過程中，易與Fe3O4生成鎂磁鐵礦（Fe3O4·MgO），阻礙Fe3O4被氧化成Fe2O3，使燒結(jié)過程生成鐵酸鈣相的量減少，從而影響燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度和還原性，因此，燒結(jié)礦MgO 不宜高。但因漢鋼高爐m（Mg）:m（Al）的控制要求為≥0.50，采取在球團(tuán)配加高鎂的精礦粉，降低燒結(jié)MgO 添加量，燒結(jié)礦中w（MgO）約1.5%～1.8%。

2.5 控制燒結(jié)原料有害元素

1）嚴(yán)格控制進(jìn)廠鐵礦石有害元素含量，進(jìn)廠鐵礦石有害元素必須滿足以下條件：w（Pb）≤0.10%，w（As）≤0.07%，w（Zn）≤0.15%，堿金屬≤0.30%，圍繞高爐有害元素要求做好原料采購、配礦工作。

2）減少除塵灰在燒結(jié)的配加，將有害元素含量較高的燒結(jié)機(jī)頭2 號(hào)、3 號(hào)、4 號(hào)電場除塵灰及高爐煤氣布袋除塵灰外銷。

3 進(jìn)口粉礦性價(jià)比測算

3.1 進(jìn)口粉礦性價(jià)比評(píng)定方法

考慮到用傳統(tǒng)的“單燒”等方法評(píng)價(jià)礦石的優(yōu)劣時(shí)，因燒結(jié)礦中酸性、有害元素不同，不能很好的說明該礦的價(jià)值及其在綜合配礦中的作用[2]，漢鋼采用綜合品位性價(jià)比法對(duì)進(jìn)口粉礦進(jìn)行評(píng)價(jià)。

綜合品位的計(jì)算公式為：

綜合品位=[w（TFe）/（1-ILO）]/[100+2R2（w（SiO2）+w（Al2O3））/（1-ILO）-2（w（CaO）+w（MgO））/(1-ILO）+2（w（S）+w（P））/(1-ILO）+5(堿金屬+w（PbO）+w（ZnO））/（1-ILO）]×100%

式中：R2為爐渣二元堿度；其余均為鐵礦粉的化學(xué)成分；ILO為燒損值。

綜合品位性價(jià)比=表觀品位價(jià)/綜合品位價(jià)。

3.2 進(jìn)口粉礦性價(jià)比排名

根據(jù)漢鋼進(jìn)口粉礦的質(zhì)量指標(biāo)及同一階段采購價(jià)格，使用綜合品位法測算性價(jià)比結(jié)果見表3。

表3 進(jìn)口粉礦性價(jià)比

從表3 可以看出，在目前質(zhì)量指標(biāo)及價(jià)格情況下，漢鋼進(jìn)購進(jìn)口粉礦性價(jià)比排名：巴西卡粉＞PB粉＞麥克粉＞紐曼粉＞金布巴粉＞南非粉＞巴混＞高硅巴粗；這一排名與實(shí)際生產(chǎn)及用其他評(píng)價(jià)方式測評(píng)結(jié)果基本一致。

4 不同進(jìn)口礦配比下生鐵成本情況

結(jié)合以上進(jìn)口礦性價(jià)比排名，赤鐵礦優(yōu)先使用巴西卡粉、不能滿足生產(chǎn)時(shí)使用巴西混合粉、南非粉，高硅巴粗不建議使用；褐鐵礦優(yōu)先使用PB 粉、麥克粉，其次使用紐曼粉、金布巴粉。

在滿足以下條件下，具體如下：燒結(jié)礦w（SiO2）為4.8%～5.5%；燒結(jié)礦堿度控制范圍1.90～2.20；燒高爐爐渣w（Al2O3）≤16.0%，保證燒結(jié)礦w（Al2O3）≤2.0%。

燒結(jié)礦配礦方案、燒結(jié)礦成分以及生鐵成本情況見表4、表5。

表4 不同配比下燒結(jié)配礦方案 %

表5 燒結(jié)礦成分及生鐵成本情況

從表4 可以看出，燒結(jié)配礦中40%～60%水化程度中等的褐鐵礦+40%～60%赤鐵礦，燒結(jié)礦質(zhì)量最好，生鐵成本最優(yōu)；當(dāng)赤鐵礦比例小于40%時(shí)或大于60%時(shí)，燒結(jié)礦質(zhì)量變差，成本升高。故漢鋼公司適宜的配礦結(jié)構(gòu)為40%～60%水化程度中等的褐鐵礦+40%～60%赤鐵礦。

5 結(jié)論

1）漢鋼必須堅(jiān)持進(jìn)口粉礦性價(jià)比評(píng)價(jià)制度，嚴(yán)格按照“逢進(jìn)必測性價(jià)比”的原則，確保進(jìn)購進(jìn)口礦“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”；建議漢鋼進(jìn)口粉礦評(píng)價(jià)采用綜合品位性價(jià)比法。

2）按照目前漢鋼進(jìn)口粉礦的特性及使用情況，建議漢鋼合理的配礦結(jié)構(gòu)為：40%～60%水化程度中等的褐鐵礦+40%～60%的赤鐵礦。