程廣田，劉月建，龍防，秦華偉

( 安陽鋼鐵股份有限公司)

摘要：2017 年以來，通過技術研究和不斷總結經驗，逐步建立起了依托高爐和燒結一體化的燒結系統配礦模型，確立了配礦標準和參數，同時在標準下持續進行配礦結構優化，不斷降低生鐵成本，取得了良好的效果。

關鍵詞：燒結配礦；優化成本；降低實踐

0 前言

2014 年以來，安鋼高爐裝備大型化之后，對燒結配礦提出了更高的要求。安鋼鐵前配礦和高爐操作技術人員不斷探索在高爐穩定順行和低成本煉鐵技術^［1］。安鋼地理位置決定了使用鐵礦石資源條件受限和較高的運輸費用，在對礦石評價使用時，更側重于礦粉到廠價格和化學成分優劣，而且配礦不能完全做到高爐和燒結生產一體化，數據和控制標準化，表現出來的就是高爐運行穩定性差，鐵水成本高。

一段時間以來，安鋼生鐵成本始終徘徊在59 家對標行業的第40 位左右，居于后1 /3 方陣。2017年初，集團公司提出目標要求，高爐要在長期穩定順行基礎上，鐵水綜合成本要進入對標行業均線水平。鐵水綜合成本分解后，爐料結構成本占鐵水成本62%左右^［2］，而燒結礦成本占爐料成本的70%左右，燒結礦原料成本占燒結礦成本的82%左右，通過占比可以看出，想要降低爐料成本，提高配礦技術水平，降低燒結礦配料成本顯得尤為重要。

1 配礦優化模型的建立

1．1 含鐵原料配料模式的背景要求

安鋼本部目前有三座高爐，對應三條燒結生產系統，各燒結機工藝條件配置不盡相同。1 號高爐系統有完整的料場混料工藝條件; 2 號高爐系統取消了二次料場，為一次料場預配方式供料; 3 號高爐系統沒有二次料場，為單品種供料方式。2 號和3號高爐系統由于混勻工藝條件不完善，生產上要完成高質量的均質的燒結造塊過程，對原料的使用，尤其是礦粉的物理、化學性能要求相對嚴格，所以在礦石的品種、性能使用選擇上有一定的局限性。

1．2 優化配礦的要求和原則

優化配礦應建立在高爐穩定順行的基礎之上^［3］，要依據高爐冶煉要求，同時結合外部資源條件，確定高爐對原料化學成分和堿度控制的要求，滿足高爐造渣條件; 要依據礦種的基礎特性，制定相應的配礦標準參數，使燒結礦的強度和粒度組成達到高爐要求的標準范圍內，同時還應滿足高爐對冶金性能的要求，提高效益和降低能耗。

安鋼配礦調整優化降本技術遵循的原則是: 在高爐穩定順行的前提下，穩定主體礦結構，在各項有害元素含量不超出冶煉標準要求下，不斷進行技術研究和優化。

1．3 優化配礦的方法

安鋼燒結優化配礦采用的方法，是以礦石的理化基礎特性的合理搭配為出發點，以礦石基礎特性搭配為基本^［4］，如同化性高的和同化性低的礦種搭配，液相流動性高的和流動性指數低的礦種搭配，造球性能好的和造球性能一般的礦種搭配，赤鐵礦、磁鐵礦和褐鐵礦搭配等等，控制合理的配合礦同化溫度、流動性、造球性能、料層透氣性、料層堆密度。盡量多用粘結相強度好和鐵酸鈣生成能力強的礦粉，同時要結合燒結工藝條件和設備運行狀況，對燒結料的混勻效果和燒結原始透氣性要有一定的把握;對熔劑的使用要有選擇，為提高燒結機利用系數和均質燒結創造條件。

2017 年以來，實驗室積極開展工藝技術研究和配礦實驗研究，總結近年的用礦經驗和通過外聘專家的技術指導和兄弟企業的對標學習，逐步建立完善安鋼燒結的用礦評價標準和參數。確立了配礦優化流程和目標，目前使用70%以上的長協礦石資源來穩定配礦主體結構，30%左右貿易礦隨市場變化作為調劑成本，既保持了配礦主體結構穩定，又高爐做到了順行，降低了生鐵成本^［5］。

2 燒結L 粉替代B 粉的實驗研究

L 粉和B 粉的化學成分及基礎特性和粒度組成、配礦結構分別見表1、表2、表3 和表4。

由表1 可知，L 粉和B 粉對比，兩種礦石同屬澳大利亞半褐鐵礦^［6］，水化程度適中，燒損4． 5% ～5．5%左右，有害元素鉀、鈉、鋅、S 含量較低，主要為P 含量偏高; 化學成分相近，礦石粒度組成基本相同，礦石冶金性能同化溫度和液相流動性指數偏差不大。從配礦模型的優化配礦的要求和原則進行配礦優化，選擇L 粉替代B 粉后預計燒結礦性能穩定，且可降低成本。

采用L 粉全部替換B 粉進行燒結試驗，試驗結果分別見表5 和表6。

由表5、表6 可知，按實驗方案配比結構進行燒結杯實驗，實驗結果表明方案與基準對比，利用系數、成品率和燒結速度均有提高，這說明采用方案結構有利于提高燒結產量，固體能耗略有降低，粒級組成變化不大，因此，該該礦種替代可行。

3 燒結L 粉替代B 粉的生產實踐

依據理論數據和實驗室試驗情況，3 號燒結機于2017 年11 月5 日開始使用L 粉替代B 粉的配比結構方案，期間的生產工藝參數見表7。生產過程中無大幅調整和波動，整個替換過程平穩進行，就配比調整前后各一個月各種數據對比分別見表8 和表9。

由表8 和表9 可知，配礦結構優化后，燒結礦成分基本一致，不會高爐造渣產生影響; 燒結礦的轉鼓指數改善和＜10 mm 粒度組成指標變化不大且指標良好，低溫還原指數RDI_+6．3、RDI_+3．15 分別提高了2．17%、1．70%。

4 高爐順行狀況及成本

11 月5 日以后，高爐開始環保限產，鐵水產量降低，高爐利用系數略有降低，但高爐運行情況總體良好，焦炭負荷達到5．25，在環保限產的不利條件下保持了相對較高的水平。刨除環保限產對鐵水產量的影響，將實際消耗按照正常鐵水產量折算后，高爐生產指標見表10。

燒結配礦采用L 粉替代B 粉后，燒結礦性能和燒結機工藝參數保持穩定，過渡平穩。按照相對運行平穩的市場價格測算，L 粉替代B 粉，使用價效相同，噸礦價格差別15 元左右，按照月耗4 萬t 測算，直接收益在60 萬元，噸鐵成本可降低2 元/t。

刨除環保限產對鐵水產量的影響，將實際消耗按照正常鐵水產量折算，燒結配礦采用L 粉替代B粉后，高爐入爐焦比折合升高3 kg /t，焦丁比升高4 kg /t，煤比降低9 kg /t，綜合燃料比降低2 kg /t。按照計劃價，焦粉價格1 495 元/t，煤粉價格925 元/t，焦丁比960 元/t 計算可得高爐鐵水成本升高0．563 元/t。

綜合考核配礦結構降本以及鐵水成本，燒結配礦采用L 粉替代B 粉后，噸鐵成本可降低1．437 元/t，年可降本517 萬元。

5 結論

2017 年以來，安鋼就市場上的澳洲的L 粉與現場使用B 粉相比較，其化學成分、冶金性能及粒度相近，L 粉相對B 粉價格較低，替代B 粉可以降低采購成本與配礦結構成本。企業進行了實驗室試驗和工業實踐。

( 1) L 粉替代B 粉對燒結過程和燒結礦質量保持了穩定。

( 2) ) L 粉替代B 粉后高爐生產穩定順行。

( 3) 配礦優化模型應用可促進燒結配礦的高效及質量的穩定，促進高爐穩定順行及成本降低。

( 4) 礦石結構優化在降低燒結成本，同時要兼顧滿足高爐冶煉要求、保證高爐穩定順行。

6 參考文獻

［1］ 許滿興，張天啟．鐵礦石優化配礦實用技術［M］．北京: 冶金工業出版社，2017: 5－61．

［2］ 王海濤，李光輝，范曉慧，等．幾種高爐爐料冶金性能的對比研究［J］．鋼鐵，2006，41( 1) : 23－27．

［3］ 閆志武，張建良，張亞鵬，等． SiO₂ 對燒結礦冶金性能及微觀結構的影響［J］．燒結球團．2003，28( 1) : 44－46．

［4］ 向家發，王躍飛，何志軍，等．鐵礦粉成分對其燒結基礎特性的影響研究［J］．燒結球團．2016，41( 2) : 32－36．

［5］ 王喆，張建良，左海濱，等．基于鐵礦粉高溫基礎性能的燒結配料優化研究［J］．燒結球團，2013，38( 3) : 1－4．

［6］ 李杰，張金福，趙金龍．新澳礦粉的燒結性能研究［J］．河北冶金，2008( 5) : 1－3．