含铁原料评价体系在烧结生产中的运用

张海燕，王星，李长江

（新疆昆玉钢铁有限公司）

1 前言

精料是高炉炼铁工艺发展的基础。近年来，随着铁矿资源日益紧缺，炼铁生产中出现多渠道进矿、多种类用矿现象。针对此种现状，如何优化烧结配矿结构，实现经济炼铁，已成为钢铁行业着力解决的重要课题。在新疆昆玉钢铁炼铁生产中，烧结矿质量改善受制于两方面因素：一是为降低原料成本，开始阶段性配加低价低品质料，影响烧结矿质量，同时近年采购铁料呈现铁料资源量少、品种杂的特点，入烧结构需调整频繁，影响烧结矿质量稳定；二是铁前工艺系统运行的试验检测数据简单，未进行系统性分析比较，对实际生产的指导性作用较小。为实现经济炼铁，改善烧结配矿结构，昆玉钢铁建立了铁前含铁原料评价体系。

2 含铁原料性价比评价体系

2.1 单一配矿评价体系

含铁原料性价比测算（表1）是根据当前进厂含铁原料主要成分（包括结晶水、TFe、SiO2、Al2O3、CaO、MgO、P、TiO2、K2O、Na2O、ZnO 等元素）、粉率等推算此种原料冶炼1t生铁所需的矿石、熔剂消耗量，最终根据原燃料、熔剂价格及生产中产生的固定费用核算出此种原料冶炼1t生铁所产生的成本。

表1 昆玉钢铁含铁原料吨铁成本测算 %

另外根据炼铁高炉运行情况，制定入炉有害元素的控制要求，在成本测算时充分考虑有害元素影响，从而来衡量此种矿粉相对于基准矿粉是否存在性价比优势，指导下一阶段原料入炉结构，从优化入炉结构方面降低生产成本。

如表1所示，精粉B价格较精粉A高，但从成分以及所需熔剂、燃料等方面综合测算，精粉B冶炼生铁最终成本低于精粉A，即精粉B较精粉A存在性价比优势。

2.2 采购价格评价体系

含铁原料性价比体系在矿粉采购方面可给与指导性意见。拟采购某种矿粉时，以一种矿粉为基准，在生铁成本相同情况下测算出拟采购矿粉最高允许采购价格。

如表2所示，以进口精粉A为基准，通过含铁原料性价比体系测算，在生铁成本一定的情况下，国内精粉C最高允许采购价格为714元/t，但该矿粉报价为816元/t，较允许的最高采购价格高出102元/t，因此，国内精粉C从采购价格方面考虑不具有性价比优势。

2.3 综合配矿性价比评价体系

单一矿粉性价比评价体系中有害元素含量对此矿粉的性价比优势影响较大，但在实际生产时，可以通过配矿结构调整来控制有害元素的配加量，减少有害元素对生产成本的影响。

见表3，精粉D基价铁品位65%，单一配矿性价比排序第5位，到铁成本2014元；精粉E基价铁品位63%，有害元素P含量较高，单一配矿性价比排序第10位，到铁成本2101元，精粉D较精粉E有87元的性价比优势。精粉E有害元素P含量0.64%，影响精粉E成本升高162元/t（铁水P＜0.150%），通过配矿结构调整控制其使用配比5%，铁水P含量在0.130%～0.140%，有效消除了P含量高对成本的影响，精粉E到铁成本去除P含量影响降至1939元，其在性价比排序中升高至第4位，充分发挥了精粉E的性价比优势。

3 烧结配矿系统评价体系

3.1 单一配矿和综合配矿有效结合，建立评价体系

（1）铁矿粉基础数据分析评价：统计近年采购的铁料化学成分、粒级、水分等基础性能指标，并分类汇总。根据铁矿粉基础性能进行初步排序，确定合理的配比范围和铁矿粉之间可相互替代的品种。

（2）根据高炉对烧结矿各项指标的需求，建立烧结配矿结构评价系统。

（3）结合烧结配矿评价系统，综合验证烧结配矿结构的优劣性，确定最佳指标的烧结结构配比。

（4）工业试验验证，实现闭环控制。

3.2 铁矿粉基础数据分析

铁矿粉化学成分及粒级见表4、表5。

表6 铁矿粉综合评价

（1）高镁精粉A有很大的性价比优势，且是公司长久战略资源，可作为核心料使用；在不配其他高镁料的前提下，控制其配比不低于30%。

（2）精粉N、精粉B品位高，有害元素少，成分、粒度较好，为主结构料种，可与精粉J互相替代，视性价比情况配比控制在20%～30%。

（3）高镁粗粉A、粗粉F、粗粉G、粗粉H、粗粉B、粗粉C烧损较高，属褐铁矿，精粉K中FeO含量低，TiO2含量较高，在烧结过程中固体燃耗偏高，同时褐铁矿吸水性强，持有更多的水分，游离水在蒸发过程中也需要消耗更多的热量，这就导致了褐铁矿烧结要消耗更多的固体燃料[1]。

（4）除精粉F、精粉K中FeO含量低，其他大部分精粉均属磁铁矿，FeO含量在23%以上，烧损为负值，固体燃耗低，有助于降低工序能耗。

（5）化学分析中，因部分元素含量影响，制约其在烧结中的配加比例。如精粉G、粗粉I含磷高，根据铁水内控标准P含量＜0.150%，根据烧结矿的入炉比例倒推计算，需限制配比在5%以下或停配；高镁粗粉A中MgO含量高，为保证炉渣中适宜的镁铝比需控制配比在12%以内；精粉C、精粉I、精粉L、精粉M含S高，在当前环保高标准形势下，需控制配比保证出口硫达标。精粉L、精粉F因ZnO含量高，我公司烧结矿ZnO含量控制在0.08%以内，需控制其在烧结中的配加比例。精粉F水分大，容易粘料仓，影响烧结正常下料，需控制其配比在14%以下。精粉D、粗粉E中MnO含量高，可作为高炉洗炉料，在高炉洗炉期间集中配加。高钛精粉H因Ti02含量高，只能在高炉护炉期间使用。

铁矿粉综合评价见表6、表7。

表7 铁矿粉价格表 元/t

3.3 烧结配矿结构

根据铁矿粉资源条件和性价比排序，进口粉配比比例低，国内矿粉烧结配矿主结构保持70%以上的核心骨架料，适当配比经济料资源，同时考虑有害元素受控，高炉磷负荷、碱负荷、锌负荷、钛负荷控制条件，根据含铁原料价格综合配矿后，确定了最佳指标的烧结配料结构。

最佳指标的烧结配料结构：25%国内（TFe65%）精粉+30%高镁精粉+20%性价比料+10%常规粗粉+15%燃料、熔剂。

4 结束语

昆玉钢铁通过建立铁前系统含铁料评价体系，依托含铁原料性价比测算，通过不同矿粉组合搭配，选择了指标最优的烧结配矿结构，在保证烧结矿质量的条件下，有效降低了生产成本。同时给原材料采购提供了指导意见，采购成本大幅降低，实现经济炼铁目标，创造了较大的经济效益。

铁前工序还需要完善试验数据平台，丰富试验数据库。为优化配矿研究降低烧结原料和制造成本提高技术支撑，促进烧结矿产、质量的提升。