近兩年來，有關低品位礦高爐煉鐵新技術的爭議及其實踐，一直是國內煉鐵界的熱點話題，已經影響到我國燒結和高爐煉鐵的正常生產。筆者認為，有必要通過理論辨析，以及生產主要指標的對比和經濟分析，回歸理性認識。

堅持“精料”還是改用“經料”

爐料質量是高爐煉鐵的基礎，這是國內外煉鐵工作者公認的客觀真理。即使當前鋼鐵行業處于困難時期，企業在千方百計降低成本，爐料質量仍然是高爐煉鐵的基礎。品位是含鐵爐料質量的核心，以往的經驗數據是1%的品位影響1.5%~2%的焦比和2.5%~3%的產量。這就是說，爐料的品位與焦比和產量的關系不是1比1的關系，焦比和產量的數值影響要高于品位的變化，降低品位占不了便宜，反而會吃虧，不利于降低成本。

含鐵爐料的品位不能平分，低品位礦和高品位礦其價值是不一樣的。由表1可見，鐵礦石的冶金價值不能按含鐵品位等分，品位不同，其冶金價值呈現階梯形，含鐵品位在50%以下的酸性礦基本上沒有冶金價值，含鐵品位在45%以下的酸性礦冶金價值是負值，品位在40%以下的酸性礦負值就更大。當然，不能說含鐵品位低于45%的礦料沒有價值。例如鋼渣和煉鋼塵泥等，它們的品位不足20%，這些循環資源還是有價值的，因為它們不是酸性礦，含有較高的CaO和MgO，它們與低品位的酸性礦有質的區別。

含鐵爐料的質量，不僅要論品位，還要同時論脈石和有害元素的含量。酸性脈石SiO2和Al2O3是高爐渣量的源頭，入爐礦的SiO2每提高1%，渣鐵比將會增加50kg/t，100kg/t渣量將會影響焦比和產量各3%~3.5%。正因為如此，在評價鐵礦石的冶金價值時，要加上堿性脈石（CaO＋MgO）含量，減去酸性脈石（SiO2＋Al2O3）含量，即要用鐵礦石品位綜合評價法的公式進行計算：TFe（綜）＝TFe×〔100＋2R4（SiO2＋Al2O3）－2（CaO＋MgO）〕－1×100%。式中：R4為爐渣四元堿度，SiO2、Al2O3、CaO、MgO為鐵礦石的化學成分。

舉一實例計算如下，某企業購進一種鐵礦粉（印尼粗粉），其化學成分列于表2，高爐的四元堿度為1.10，將其化學成分代入計算式得出這種礦粉的實際綜合品位。TFe（綜）＝48/0.93×〔100＋2R4（SiO2＋Al2O3）/0.93－2（CaO＋MgO）/0.93〕－1×100%＝51.61×〔100＋29.428－2.172〕－1×100%＝51.61/127.256×100%＝40.56%。

當時含鐵品位為62.5%的大宗粉礦市場價為950元/噸，印尼粗粉價為590元/噸。

通過計算得出，印尼粗粉的實際品位剛達到40%，其冶金價值為314元/噸，企業以590元/噸的價格購進實際上吃了大虧。這一計算說明，采購鐵礦石降成本，不能僅憑單一品位和價格，應通過綜合品位計算分析其冶金價值，從而實現真正的低成本煉鐵。

當前，走低品質礦煉鐵之路，還是走堅持“精料”方針高效煉鐵之路，是擺在各企業煉鐵工作者面前兩種不同的理念。

關于低成本煉鐵的不同思路、不同理念的爭論和做法，已經集中到高爐選擇什么樣的爐料結構和“吃”什么樣的料上，具體表現為：

在爐料結構選擇上是提高燒結礦入爐比例、降低燒結礦堿度，還是堅持以高堿度（R＝1.9~2.3）燒結礦為主，提高酸性爐料（球團礦和塊礦）的比例。這個問題的本質在于還要不要堅持合理爐料結構的原則，即發揮高堿度燒結礦優良冶金性能的優勢和發揮酸性爐料高品位、低渣量的優勢。筆者認為，以低成本、低燃料比為中心，只要有利于發揮合理爐料結構以上兩種優勢的，都是值得選擇和肯定的；凡是違背合理爐料結構以上兩種優勢的，都是不宜選擇和須要優化的。

高爐是吃“精料”還是吃“經料”？關于這個問題，當前爭論的本質不在吃“精料”還是“經料”，而在于如何正確貫徹新的高爐操作十字方針即“低耗、環保、優質、長壽、高效”。無論“精料”還是“經料”，只要有利于降低成本，節能環保和高效的配礦、用礦方案，都是可以的。但實際上高爐單純“吃”“經料”是難以達到要求的。

低品質礦、高MgO、高Al2O3燒結、大渣量、高燃料比的理念和做法是不科學、不合理的。由近3年我國大中高爐的生產實踐可以看出：劣質礦和低品位礦往往難以保證高品質經濟性生產。在目前條件下，鋼鐵企業須要在保證高效的同時實現低成本，做到“三優化一不降低”，即優化采購、優化配礦、優化用礦，降低采購成本，不降低入爐料的質量，只有這樣才能實現高效益。

燒結煉鐵應低MgO還是高MgO

眾所周知，燒結生產追求的是低碳、高料層、高強度、低FeO、高還原性的“三高兩低”目標。MgO在燒結過程中的行為，依據已有的研究和生產實踐表明，其易與Fe3O4結合生成鎂磁鐵礦（MgO·Fe3O4）從而阻礙Fe3O4氧化為Fe2O3，降低鐵酸鈣（CaO·Fe2O3）相的生成量，影響成品燒結礦的強度和還原性。眾多研究和生產實踐證明，MgO含量增加1%，成品礦的強度將下降3%，900℃還原性將降低5%。

國內外研究發現，增加MgO含量會給燒結礦質量帶來不利影響，但有些企業認為MgO有利于改善燒結礦的RDI指數。其實這不是MgO對燒結礦質量起的作用，而是提高MgO含量降低了燒結礦的還原性，貌似改善了RDI指數，因此不能由此得出高MgO有利于改善燒結礦RDI指數的結論。

一些煉鐵廠希望高爐爐渣要有比較高的MgO含量（MgO≥8%），原因在于高爐爐渣具有良好的流動性和熱穩定性，是高爐順行穩定的重要因素，一定量的MgO含量有利于爐渣流動性和熱穩定性，因此總希望燒結礦的MgO含量高一些。但生產實踐證明，降低MgO含量，可以減少渣量，降低燃料比，從而降低生產成本。燒結礦增加1%MgO，噸鐵生產成本會提高82元/噸以上，因此降低燒結、煉鐵MgO含量，是低成本、低燃料比煉鐵的一大潛力。韓國浦項集團就把燒結礦的MgO降低到0.78%，爐渣的MgO也達到了3.23%的水平。

為什么有煉鐵工作者不愿接受低MgO燒結、煉鐵的做法？已有的研究證明，當爐渣R2在1.0~1.2、CaO含量在35%~45%、SiO2含量在40%~50%、MgO含量在4%~12%范圍內，高Al2O3為15%時，爐渣成分處于較穩定的黃長石區域，爐渣成分波動對熔化溫度的影響幅度很小，黏度值很低（≤0.8pas）；當溫度處于1400℃~1500℃時，爐渣的熔化溫度和黏度值低且處于穩定階段。然而，保持高爐爐渣的流動性和穩定性，當高Al2O3＝15%、二元堿度在1.0~1.25的范圍內，并不需要8%以上的MgO含量，4%~6%的MgO含量的爐渣結構同樣處于低熔化溫度和低黏度的鎂黃長石溫度區。這就從爐渣理論上告訴我們，在正常條件下，沒有必要提高燒結礦和爐渣的MgO含量。當爐渣高Al2O3≤15%時，提高爐渣的MgO含量對改善爐渣的性能幾乎沒有積極作用。

燒結和爐渣的Al2O3含量如何掌控

燒結原料不能沒有Al2O3，因為一定的鋁硅比是形成鐵酸鈣的必要條件（Al2O3/SiO2＝0.1~0.4）。燒結原料適宜的Al2O3含量為1.2%~1.8%，2%是燒結礦Al2O3含量高限。當高Al2O3＞2%后，它會在玻璃相中析出，降低渣相的破裂韌性，影響燒結礦的冷強度和RDI指數。

Al2O3含量不僅影響燒結礦質量，對高爐爐渣的黏度和脫硫能力也有直接影響，因此煉鐵工作者不希望礦中含有較高的高Al2O3。但是隨著鐵礦資源的開發，優質赤鐵礦日益減少，含結晶水的褐鐵礦和高Al2O3礦比例越來越大。因此，燒結和煉鐵生產多配褐鐵礦和高鋁礦是必然的趨勢。雖然Al2O3和MgO都是高熔點物質，高含量必然形成大渣量、高燃料比，但Al2O3不能與MgO相提并論，因為燒結和爐渣適當提高一些Al2O3含量是符合鐵礦資源開發的變化趨勢的，關鍵在于分析和討論清楚并掌握一個合理值。

國內某鋼鐵企業研究院最新研究發現，當MgO＝7%，R2＝1.18，Al2O3＝13.59%～17.19%，爐渣溫度≥1400℃后，不論是熔化溫度還是黏度均處于比較穩定的等黏度（黏度≤1.0pas）的區域，這說明把Al2O3的值提高到17%是具有可行性的。

在生產實踐中，福建三安鋼鐵公司和武鋼的高爐都曾經歷高Al2O3冶煉的歷史，2004年~2005年三安鋼鐵爐渣Al2O3高達16.67%~18.09%（當時其燒結礦的Al2O3為2.24%～2.5%），武鋼的6座大高爐爐渣Al2O3也曾高達17.01%~17.58%，其中6號高爐2004年全年平均值更是達到17.58%，然而高爐生產均保持了順行穩定。可見，從理論和生產實踐角度來看，燒結礦的Al2O3含量≤2.5%，爐渣中Al2O3含量≤17%是可行的。

表1不同品位鐵礦石的冶金價值（酸性礦）

表2   印尼粗粉的化學成分