毛愛香  歐陽希  黃承芳

（韶鋼制造管理部）

摘要：通過對(duì)韶鋼用單種鐵礦粉（如加拿大精粉1和加拿大精粉2、巴西主流礦1和巴西非主流礦2）綜合性價(jià)比測(cè)算，找出性價(jià)比合適的鐵礦資源為加拿大精粉1和巴西主流礦1，并成功應(yīng)用于實(shí)際燒結(jié)生產(chǎn)中，達(dá)到降低鐵前生產(chǎn)成本，促使高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定、順行的目的。

關(guān)鍵詞：鐵礦粉；性價(jià)比；燒結(jié)

1  前言

目前，針對(duì)競(jìng)爭激烈的鋼鐵市場(chǎng)，為創(chuàng)造更大的效益，需要不斷地降低鐵前配礦成本，因此，通過與營銷中心原料采購部合作，尋找性價(jià)比合適的潛在鐵礦資源并提供樣品給技術(shù)研究中心，對(duì)潛在鐵礦資源（如加拿大精粉1、巴西非主流礦2等）進(jìn)行綜合冶煉成本測(cè)算，并在充分掌握其基礎(chǔ)特性并進(jìn)行試驗(yàn)室配礦研究后，找出性價(jià)比合適的鐵礦資源，再由公司進(jìn)行大量采購使用，以避免其先采購進(jìn)廠再研究使用對(duì)生產(chǎn)及成本所造成的不必要的影響，達(dá)到既降低配礦成本、又確保鐵前生產(chǎn)穩(wěn)定、順行的目的。

2  單種鐵礦粉的綜合性價(jià)比測(cè)算

為了能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)鐵礦粉在燒結(jié)和高爐冶煉的綜合成本，對(duì)比其綜合性價(jià)比，解決現(xiàn)有技術(shù)中不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)鐵礦粉在燒結(jié)和高爐冶煉過程中的各有關(guān)影響鐵水成本的問題。為公司采購決策提供科學(xué)依據(jù)，特提出了“鐵礦粉冶煉成本測(cè)算方法”（已申報(bào)了國家發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枮?01911042635.7）。該方法較傳統(tǒng)方法更能反映鐵礦粉的性價(jià)比和實(shí)際生產(chǎn)中使用的價(jià)值。

單種鐵礦粉的綜合冶煉成本是根據(jù)冶煉出每噸鐵水需要的鐵礦粉成本、燃料成本、熔劑成本、脫硫成本、脫鋅成本以及產(chǎn)生渣量在高爐中冶煉出每噸鐵水需要消耗的燃料成本，確定用所述鐵礦粉冶煉出每噸鐵水需要的總成本。本測(cè)算方法兼顧了燒結(jié)和高爐冶煉過程中的多種影響因素，能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)鐵礦粉在燒結(jié)和高爐冶煉的綜合成本。

首先，通過單燒制備燒結(jié)礦，以質(zhì)量百分比計(jì)算，鐵礦粉、熔劑和焦粉配比總和為100%；所述熔劑包括生石灰、石灰石、中鎂白云石，生石灰固定配比為4%，用石灰石和中鎂白云石調(diào)燒結(jié)礦的鎂鋁比＝1；燒結(jié)礦單燒堿度固定為2.0；通過調(diào)水碳平衡，找出焦粉的適宜配比，以此為基礎(chǔ)，計(jì)算用該鐵礦粉冶煉出1噸鐵水的總成本為Z，公式為：Z=Z1+Z2+Z3+Z4，其中Z1=燒結(jié)時(shí)所需鐵礦粉、燃料和熔劑總成本；Z2=產(chǎn)生渣量在高爐中冶煉所需消耗的燃料成本；Z3=燒結(jié)中的脫硫成本；Z4=高爐冶煉中的脫Zn成本。

Z1＝鐵礦粉成本+燒結(jié)時(shí)需要的石灰石成本+燒結(jié)時(shí)需要的中鎂白云石成本+燒結(jié)時(shí)需要的生石灰成本+燒結(jié)時(shí)需要的的燃料成本

Z2=(冶煉出1噸鐵水所帶來的SiO₂重量*2.25+冶煉出1噸鐵水所帶來的Al₂O₃重量*1.6)/95% *0.506  (設(shè)高爐爐渣堿度為1.25，爐渣的鎂鋁比為0.6，爐渣中的鈣鎂鋁硅的氧化物占總渣量的95%。)

則1公斤渣在高爐中冶煉所需的燃料成本＝（375/（375+137）*1.38+137/（375+137）*0.95）*40/100＝0.506元/公斤渣（100公斤渣在高爐中冶煉所需消耗的燃料為40公斤）

Z3=冶煉出每噸鐵水需要的鐵礦粉重量×（S%-混勻礦粉標(biāo)準(zhǔn)中的S含量的臨界值）×鐵礦粉單燒時(shí)進(jìn)入廢氣中的S的百分含量×脫硫劑的單價(jià)/（脫硫劑中MgO的含量×脫硫劑中MgO的利用率），該公式中混勻礦粉標(biāo)準(zhǔn)中的S含量的臨界值為0.08%，所述鐵礦粉單燒時(shí)進(jìn)入廢氣中的S的百分含量為80%，脫硫劑中MgO的百分含量為92%-95%，脫硫劑中MgO的利用率為40%～42%；

Z4=冶煉出每噸鐵水需要的鐵礦粉重量×（Zn%-混勻礦粉標(biāo)準(zhǔn)中Zn含量的臨界值）/0.1%×高爐中脫除0.1%的Zn需要的焦比公斤數(shù)/1000×焦粉單價(jià)，該公式中的混勻礦粉標(biāo)準(zhǔn)中Zn含量的臨界值為0.03%。

用該方法測(cè)得同時(shí)期可替代礦種的綜合冶煉成本，對(duì)比其性價(jià)比后，作為公司是否采購的技術(shù)依據(jù)。具體如下：

表1       同時(shí)期可替代礦種的綜合冶煉成本對(duì)比表

由上表可知：

①2018年7月，測(cè)算加拿大精粉1的綜合冶煉成本明顯低于加拿大精粉2，具有明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)；

②2019年5月，測(cè)算巴西主流礦1的綜合冶煉成本明顯低于巴西非主流礦2，具有明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，否則了采購價(jià)格較低的巴西非主流礦2的方案。

3  配礦方案策劃及燒結(jié)杯試驗(yàn)研究

通過對(duì)單種礦粉的綜合冶煉成本進(jìn)行測(cè)算，找出性價(jià)比較優(yōu)的礦種為巴西主流礦1和加拿大精粉1，為掌握其在韶鋼當(dāng)前配礦條件下的適宜配比，以及與公司可能采購的幾種不同礦粉配用后，對(duì)燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量指標(biāo)的影響，并結(jié)合韶鋼的實(shí)際生產(chǎn)要求，我們?cè)跓Y(jié)杯試驗(yàn)室進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究工作，具體如下：

3.1 設(shè)計(jì)不同配礦結(jié)構(gòu)

表2            配礦結(jié)構(gòu)              %

3.2不同配礦結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)

表3              燒結(jié)礦化學(xué)成分            %

由上表可知，降低加拿大精粉1配比至8%，相應(yīng)地提高楊迪粉配比至15%后，與原配礦方案相比較：燒結(jié)礦品位有所降低，而SiO₂和Al₂O₃含量都有所提高，堿度提高至2.0后，燒結(jié)礦品位共降低了0.36%。

表4                燒結(jié)試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)           %

注：1、折算成生產(chǎn)成品率的系數(shù)為1.04；      2、折算成生產(chǎn)產(chǎn)量的系數(shù)為0.903；   

3、折算成生產(chǎn)垂直燒結(jié)速度的系數(shù)為0.77；  4、折算成生產(chǎn)轉(zhuǎn)鼓指數(shù)的系數(shù)為1.12。

表5            燒結(jié)礦粒度組成               %

表6          燒結(jié)礦低溫還原粉化指標(biāo)            %

表7             燒結(jié)礦熔滴性能指標(biāo)           %

3.3簡要結(jié)論

配加加拿大精粉1的配礦方案的燒結(jié)礦RDI指標(biāo)較差，通過調(diào)整配礦結(jié)構(gòu)，可知：

①調(diào)整后的加拿大精粉1配礦方案的堿度提高至2.0、燃料比提高至4.6后，其產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)和燒結(jié)礦粒度組成指標(biāo)都較好，說明調(diào)整后的加拿大精粉1配礦方案的燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)和粒度組成指標(biāo)都較好。

②調(diào)整后的加拿大精粉1配礦方案的燒結(jié)礦熔滴性能指標(biāo)較好，符合生產(chǎn)使用要求；而該方案在燒結(jié)礦堿度為1.95時(shí)，其RDI指標(biāo)也只有58.73%，提高堿度至2.0后，RDI指標(biāo)才達(dá)到60%以上。

總之，在韶鋼當(dāng)前原料條件下，需適當(dāng)降低加拿大精粉1配比至8%、相應(yīng)地提高疏松褐鐵礦粉配比至15%；同時(shí)，在適當(dāng)提高堿度至2.0、燃料比至4.6%后，燒結(jié)礦RDI指標(biāo)可提高至60%以上，能滿足高爐生產(chǎn)使用的要求；該配礦方案的燒結(jié)礦其它產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)都較好，都能滿足高爐生產(chǎn)使用的要求。

4  應(yīng)用效果

2018年底，韶鋼生產(chǎn)根據(jù)試驗(yàn)室配礦研究成果，開始策劃礦粉采購計(jì)劃，主要是用性價(jià)比較高的加拿大精粉1替代加拿大精粉2，并維持原來的性價(jià)比相對(duì)較高的巴西主流礦1的采購策略，2019年1月份開始，該方案開始應(yīng)用于實(shí)際燒結(jié)配礦生產(chǎn)中，其中新資源——加拿大精粉1配加比例為7～8%，生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明：燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)較好，符合生產(chǎn)使用要求；2019年6月，考慮到配加7～8%加拿大精粉1對(duì)燒結(jié)礦冶金性能指標(biāo)的影響較小，同時(shí)，地方精粉進(jìn)廠量大幅減少，因此，將加拿大精粉1的配比提高至10%，生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明：燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)符合生產(chǎn)使用要求。2019年1月至6月，6號(hào)燒結(jié)機(jī)每堆混勻礦粉的具體配礦結(jié)構(gòu)，以及各堆所對(duì)應(yīng)的燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)情況具體如下：

4.1 6號(hào)燒結(jié)機(jī)的每堆混勻礦粉的配礦結(jié)構(gòu)和成分

表8   6號(hào)機(jī)2019年1月至6月每堆混勻礦粉的配礦結(jié)構(gòu)   %

表9   6號(hào)機(jī)2019年1月至6月每堆混勻礦粉的化學(xué)成分   %

4.2  6號(hào)燒結(jié)機(jī)的每堆混勻礦粉所對(duì)應(yīng)的燒結(jié)礦化學(xué)成分、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度和粒度組成

表10    6號(hào)機(jī)2019年1月至6月燒結(jié)礦化學(xué)成分、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度  %

表11    6號(hào)機(jī)2019年1月至6月燒結(jié)礦化學(xué)成分、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度  %

4.3   6號(hào)燒結(jié)機(jī)的每堆混勻礦粉所對(duì)應(yīng)的燒結(jié)礦冶金性能

4.3.1燒結(jié)礦冶金性能

表12     6號(hào)機(jī)2019年1月至6月燒結(jié)礦RDI指標(biāo)       %

表13     6號(hào)機(jī)2019年1月至6月燒結(jié)礦熔滴性能     %

4.3.2堿度對(duì)燒結(jié)礦熔滴性能指標(biāo)的影響

分析2019年上半年配加加拿大精粉1的各堆混勻礦粉燒結(jié)后的燒結(jié)礦堿度與其熔滴性能指標(biāo)關(guān)系，找出堿度對(duì)燒結(jié)礦熔滴性能指標(biāo)的影響，其關(guān)系圖如下：

圖2      堿度對(duì)軟化區(qū)間和熔融區(qū)間的影響

由上圖可知：隨著堿度升高，開始軟化溫度、開始熔化溫度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而滴落溫度卻隨堿度升高而提高，即初渣熔點(diǎn)隨堿度升高而提高，整體性能呈現(xiàn)變差趨勢(shì)。

5 效益分析

2019年始，韶鋼用加拿大精粉1替代加拿大加拿大精粉2進(jìn)行燒結(jié)生產(chǎn)，兩種精粉市場(chǎng)定價(jià)相同，但精粉1綜合冶煉成本（“綜合冶煉成本”測(cè)算方法是2019年申請(qǐng)的專利，申請(qǐng)?zhí)枮?019110426357）具有明顯的優(yōu)勢(shì)（見表1），比加拿大精粉2低約35元/噸，主要是其與加拿大精粉2相比，品位高1%、SiO₂低0.5%左右；2019年1至6月，韶鋼配用加拿大精粉1總計(jì)為17萬噸，則用加拿大精粉1替代加拿大精粉2所降低的綜合冶煉成本為： （1262.73－1227.57）*17/0.5=1195.4萬元/年

6 結(jié)論

①通過對(duì)加拿大精粉1和加拿大精粉2以及巴主流礦1和巴西非主流礦2進(jìn)行性價(jià)比測(cè)算，找出性價(jià)比合適的新資源是加拿大精粉1，同時(shí)，否決了價(jià)格較低的新資源巴西非主流礦2。

②新資源加拿大精粉1于2018年2月份恢復(fù)開采，找出了用其替代難以采購的價(jià)格較高的加拿大加拿大精粉2的適宜配礦結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)等。

③成功應(yīng)用加拿大精粉1于韶鋼實(shí)際燒結(jié)生產(chǎn)中，用加拿大精粉1替代加拿大精粉2后，達(dá)到了有效降低燒結(jié)配礦成本的效果，年平均經(jīng)濟(jì)效益為1195.4萬元/年。

④研究成果能長期應(yīng)用于韶鋼的實(shí)際生產(chǎn)中，能長期指導(dǎo)韶鋼將來的鐵前生產(chǎn)和采購。