含铁原料质量评估研究及应用

张秀华 秦绪华

摘 要：通过对炼铁原料应用情况的分析研究，开发了铁矿石价值评估系统，建立评估模型，依据测算结果进行含铁原料采购，降低生产成本。

关键词：原料；评估；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.177

1 研究背景

在我国钢铁工业飞速发展的今天，国内铁矿石短缺，需要大量进口，矿石价格大幅度飙升，导致生铁成本升高，企业经济效益减少。而目前进口铁矿石种类繁多，钢铁厂对于诸类铁矿石冶金性能了解又不够，从而不能有效利用这些进口矿石。近年来，各钢铁厂加大了高炉合理炉料结构方面的研究，探讨适合自己的炼铁原料结构。但一些单位往往还仅停留在评价烧结矿、球团矿及富块矿配比方面，对于进口的富矿粉如何评价，由于观点不一，目前报道不多。

首钢通化钢铁股份有限公司目前使用矿石的种类很多，价格差别也很大，对这些矿石的应用有许多争议，急需对通钢高炉原料进行有效的评估，以利于改善通钢炼铁生产各项技术经济指标，从而降低生产成本。

2 铁矿石价值评估系统的开发

通化钢铁股份有限公司（以下简称“通钢”）与东北大学共同开发了铁矿石价值评估系统，由通钢提供近一年的的各种含铁原燃料的检验结果、相关技术参数、技术经济指标和主要的开发内容等，由东北大学完成软件的编程；通钢在入厂含铁原料质量评估时根据不同含铁原料进行了数据处理，并对特殊矿粉进行特殊测算。例如：对高硫矿粉，需测算烧结矿中硫含量，根据环保要求，需测算烧结机脱硫SO2入口浓度，同时还需要考虑对高炉热制度、造渣制度以及对燃料比的影响等。

含铁原料质量评估需考虑铁矿石成分、价格，烧结、高炉炼铁时的原料结构（包括高炉主要技术经济指标、生铁成分、燃料成分，以及烧结固体燃耗、熔剂种类、成分及各种熔剂的比例等），同时对含Al2O3-较高的矿粉需要做数据处理，并依据当期市场燃料价格变化、铁前财务成本变化等情况进行烧结矿和生铁成本的测算，进而对已入厂或拟采购的含铁原料的价值进行评估。

3 主要开发内容

3.1 各种有关矿石的单烧试验

矿石单烧评估主要针对所评估的矿石单独烧制烧结矿时的价值进行评价，包括矿石的冶金价值和经济价值、烧结矿的冶金价值和经济价值、烧结矿的主要工艺参数如烧成率、固体燃耗、熔剂消耗、烧结矿TFe、烧结矿成本、烧结矿吨度价、吨铁矿石费用、吨铁脉石量等。

3.2 评价烧结原料对烧结技术经济指标的影响

根据各种含铁原料成份和特性，估算其對烧结矿质量、成本的影响。

（1）选定烧结用铁矿石的种类、数量，根据单位矿石的烧结固体燃料种类、熔剂种类及其各种熔剂的比例，考虑烧结过程矿石的损耗及各种费用，得到烧结矿成本、化学成分及各种消耗的指标。

（2）在已经确定的烧结配料比和烧结矿碱度的条件下，改变目标矿石配比，使其它矿石之间的比例不变，考察目标矿石配比变化对烧结矿TFe、高炉混合矿TFe、烧结矿成本的影响。

3.3 评价高炉炉料结构、种类对生铁成本的影响

主要是调整铁矿石配比（烧结矿、球团矿、外矿等）和选择合适的烧结矿碱度，满足优化烧结和炼铁炉料结构方案，获得优化的、最低的生铁成本。获得满足高炉冶炼要求的配料方案。

（1）根据各种原燃料条件和高炉装备及操作水平，预测高炉焦比和燃料比。

（2）根据原燃料的条件，考虑焦比、高炉装备及操作参数，预测高炉利用系数。

（3）根据各种原燃料采购成本、高炉操作指标的预测估算高炉生铁成本。

3.4 建立综合模型，评价原燃料采购对生铁成本的影响

主要是调整铁矿石配比，即烧结矿、球团矿、外矿等和选择合适的烧结矿碱度，满足优化烧结和炼铁炉料结构方案，获得优化的、最低的生铁成本，获得满足高炉冶炼要求的配料方案。

4 实施情况

4.1 原料基本评估

该测算是在数据不充足的条件下对矿石进行的简易评估，提供采购矿石的吨度价格；校正TFe；校正吨度价（校正的矿石价格是考虑矿石的采购价和配入的CaO的价格）；吨铁渣量；吨铁矿石消耗；吨铁矿石成本；SiO2/TFe和根据渣量、校正吨度价格、校正品位确定的综合评分，分数越高，矿石越好。详见表1。

4.2 单矿炼铁评估

单矿炼铁评估是将需要评估的矿石烧制成自熔性烧结矿，进行炼铁的技术经济评估。主要评估了矿石烧制成自熔性烧结矿的指标，使用该种烧结矿炼铁的主要技术经济指标相对于标准指标的变化，构成生铁成本的各因素在生铁成本中占的比重等。还根据评估结果进行了冶金价值、经济价值和综合价值的评估。详见表2。

4.3 块矿及外购球团矿吨铁成本测算

对不同配料方案，包括铁矿石配比、燃料配比、熔剂配比的差别及其费用的差别以及占费用的比例等，通过调整铁矿石配比（烧结矿、球团矿、外矿等和选择合适的烧结矿碱度），满足优化烧结和炼铁炉料结构方案，获得优化的、最低的生铁成本。详见表3。

4.4 对生产的指导作用

可将测算结果作为进行含铁原料采购的依据，并根据不同时期市场价格变化，调整进口矿和国内矿采购品种、数量，实施低价位区域采购策略，控制采购节奏，满足生产用料需求，降低生产成本。