淮鋼鐵前降本思路和措施

梁茂濤，孟 威，卓 勇，劉 軍

（淮鋼特鋼股份有限公司煉鐵廠，江蘇 淮安 223002）

1 鋼鐵行業現狀

“十二五”期間，產能嚴重過剩，鋼材價格低迷，2015 年全行業虧損，數十家企業停產。“十三五”期間，政府積極推進鋼鐵行業脫困、去產能、打擊地條鋼等政策。2016 年成本優勢企業開始盈利；2018 年，鋼材價格高位運行，鐵礦石價格保持穩定，行業效益達歷史最佳；2019 年，粗鋼產量同比增長8.3%，鋼價回落，礦價升高，行業效益同比下降34%；2020 年，粗鋼產量10.65 億t，增產了7%，利潤為2074 億元，同比增長了6.6%，下半年政策刺激消費，提升利潤；2021年，國家嚴格限制粗鋼生產，礦石價格下降，粗鋼產量下降至10.33 億t，行業利潤超3 500 億元。“十四五”煉鐵進入減量發展階段[1-2]。

2 鐵前降本的必要性

圖1 為2019 年重點統計企業鋼材制造成本占比。從圖1 可以清晰了解到2019 年鋼材制造成本中，煉鐵成本占鋼材生產制造成本的70%以上。2020 年以來，隨著鐵礦石、焦炭價格上漲，占比達到80%以上。2021 年生鐵制造成本最低的兩家企業分別為2 400 元/t、2 600 元/t，成本最高兩家企業超過3 600元/t，成本極差高達1 200 元以上。通過分析研究鐵前工序降本潛力很大。

圖1 2019 年重點統計企業鋼材制造成本占比

3 鐵前降本思路

3.1 鐵水成本構成

鐵水成本主要由四部分構成，分別為制造費用、動力費用、燃料費用、原料費用。制造費用與動力費用占比均較為穩定，降低空間較小，而燃料費用可通過不斷摸索、優化高爐操作制度來降低，原料費用則可經過對市場的準確判斷，進行波段采購或使用部分非主流礦進行合理配礦來降低有害元素含量，從而降低成本。

3.2 優化燒結配礦

1）評價鐵礦粉冶金價值，綜合考慮TFe、SiO2、CaO、Al2O3、MgO 以及P、S、Zn、K、Na 等化學成分對高爐煉鐵成本的直接影響，優先選擇高冶金價值鐵礦。

2）根據高爐爐料結構確定燒結礦關鍵成分（TFe、堿度、鋁硅比、鎂鋁比、S、P）的范圍區間，作為燒結優化配礦的約束條件。

3）綜合考慮鐵礦粉冶金價值、燒結基礎性能、單燒性能、有害元素、市場資源量等因素，設定各類礦粉的配比區間，以產品質量提升和低成本為約束目標，進行優化配礦計算，同時可采用燒結杯試驗證明合理性。

3.3 優化高爐爐料結構

根據鐵料綜合性價比，制定燒結、球團、塊礦配比等合理爐料計劃，原則為在保證不對高爐穩定、順行造成影響的前提下，合理區間內動態調整爐料結構，建立相應的操作標準數據庫，縮短爐況適應周期。

1）建立靈活調整爐料結構的思想和技術能力，科學預判，提前謀劃，例如：雨季具備多配加塊礦的裝備技術能力。

2）優化布料等措施，采用大角度、多環布料，充分提高煤氣利用率。

3）加強原料管理，對所使用的原燃料成分、庫存量等做到精確把控，便于尋求最優的爐料結構。

3.4 降低還原度

由圖2 可看出Ci與C 熱線的交點得到最低直接還原度rd，min和最低碳素消耗Cmin，rd，min通常為0.2～0.3，而我國高爐直接還原度rd一般在0.4～0.5，即實際rd高出rd，min，相應的實際碳素消耗高于最低碳素消耗Cmin，因此降低直接還原度rd，減小其與rd，min之間的差距，是降低我國高爐燃料消耗的重要研究方向。

圖2 碳素消耗與直接還原度rd 的關系

頂壓、壓差、還原性、富氧率、軟熔帶位置、操作爐型及均勻程度、煤氣流分布等方向數十項影響因素進行量化分析和優化。

4 淮鋼采取的降本措施

由表1 可以看出：淮鋼特鋼股份有限公司（以下簡稱淮鋼）噴煤比、鼓風溫度達行業領先水平，因淮鋼大力實施“經濟煉鐵”戰略，并使用經濟礦比例較大，總體入爐品位較低，加之富氧受限，利用系數、燃料比、富氧率較行業有較大差距。

表1 淮鋼高爐指標與行業水平比較

隨著非主流礦粉大比例配入，燒結礦鋁含量的升高，增加爐渣的氧化鎂必然造成熔劑用料增加、入爐綜合品位下降、燃料消耗上升。淮鋼選擇最“經濟”鎂鋁比，落實“極限思維”要求，努力將鎂鋁質量比降低到能保證高爐順行的下限（0.40～0.45）。

4.1 提煤降焦

對休風料進行優化，采用合格生鐵作為復風第一爐鐵爐溫標準，改善料柱透氣性的休風料組成，縮短高硅生產時間，使其復風后能迅速進入強化冶煉狀態，減少能源浪費，降低爐前勞動強度。淮鋼高爐計劃檢修復風后爐況總體順行、爐溫適中，高效、低耗效果顯著。

采取控制噴吹煤粉粒度-200 目以下占比不低于80%，堅持高風溫操作等措施，改善噴吹煤粉在風口的燃燒，提高煤焦置換比。并跟蹤不同煤比下高爐燃料消耗變化情況，通過實踐總結確定在現有條件下淮鋼高爐煤比在155～160 kg/t 左右最為經濟。

4.2 穩定非主流礦粉、經濟塊礦比例

優劣互補配礦，讓“經濟礦”變“優質礦”，所謂的“經濟礦”在價格上具有一定優勢，但都會有一定缺陷，要么有害元素高，要么理化性能差。如：摩卡粉、PMI 粉，一個錳高、磷低，一個磷高、錳低。通過科學搭配滿足高爐的要求，實時跟蹤高爐鋅負荷情況，以此為基準調節配礦中除塵灰使用比例，嚴守鋅負荷不大于450 g/t 的“紅線”。同時采取相應的措施，能夠接受因此造成燒結礦強度下降等不利因素。

2022 年來，燒結配入非主流礦粉一直穩定在40%以上，同樣帶來燒結礦P、Mn、Si、Al2O3等元素量上升。通過每周配礦會、鐵前協調群、高爐操作優化管理等方式，加強各類礦粉使用后的效果跟蹤，在不影響下道工序正常生產的前提下，將有害元素控制在上限。

2023 年度高爐已使用Atlas 等經濟塊礦達36.46萬t，占塊礦總比例的81%，面對品位降低，渣量增加，高爐采取爐前出鐵操作參數量化，確保高爐每爐渣鐵出盡，為穩產順行創造條件。

4.3 創新操作

1）爐內抓篩分管理，同時摸索新的布料模式。適當抑制邊緣，打通中心，均衡發展中間環帶，追求平臺+合適深度中心漏斗的模式，使煤氣流得以穩定，增加高爐抗波動能力，讓高爐能穩定使用“經濟”礦。

2）爐外優化爐前出鐵組織，根據現場情況改造3號、4 號高爐電爐溝布置，使其每爐具備放2 包電爐鐵水能力，并加快出鐵節奏，組織3 號、4 號高爐每班出5 爐鐵。針對經濟礦使用入爐品位下降渣量較大的現狀，量化鐵口維護操作參數，3 號、4 號高爐每爐打泥量15～18 塊，鐵口深度≥1 750 mm。5 號、6 號高爐打泥量18～20 塊，鐵口深度≥2 200 mm，退炮時間≥15 min，加強鐵口維護力度，保證及時出盡渣鐵，克服高爐“憋風”的概率。

5 結語

鐵前各工序要特別關注高爐順行情況，樹立“以高爐為主”的主體思想，強調高爐生產“紅線”意識，拋去本位主義，提高大局觀念，積極采取有效降本措施來推動高爐穩產、順行，只有生產穩定，才能更大程度降低鐵水成本。