淮钢铁前降本思路和措施

梁茂涛，孟 威，卓 勇，刘 军

（淮钢特钢股份有限公司炼铁厂，江苏 淮安 223002）

1 钢铁行业现状

“十二五”期间，产能严重过剩，钢材价格低迷，2015 年全行业亏损，数十家企业停产。“十三五”期间，政府积极推进钢铁行业脱困、去产能、打击地条钢等政策。2016 年成本优势企业开始盈利；2018 年，钢材价格高位运行，铁矿石价格保持稳定，行业效益达历史最佳；2019 年，粗钢产量同比增长8.3%，钢价回落，矿价升高，行业效益同比下降34%；2020 年，粗钢产量10.65 亿t，增产了7%，利润为2074 亿元，同比增长了6.6%，下半年政策刺激消费，提升利润；2021年，国家严格限制粗钢生产，矿石价格下降，粗钢产量下降至10.33 亿t，行业利润超3 500 亿元。“十四五”炼铁进入减量发展阶段[1-2]。

2 铁前降本的必要性

图1 为2019 年重点统计企业钢材制造成本占比。从图1 可以清晰了解到2019 年钢材制造成本中，炼铁成本占钢材生产制造成本的70%以上。2020 年以来，随着铁矿石、焦炭价格上涨，占比达到80%以上。2021 年生铁制造成本最低的两家企业分别为2 400 元/t、2 600 元/t，成本最高两家企业超过3 600元/t，成本极差高达1 200 元以上。通过分析研究铁前工序降本潜力很大。

图1 2019 年重点统计企业钢材制造成本占比

3 铁前降本思路

3.1 铁水成本构成

铁水成本主要由四部分构成，分别为制造费用、动力费用、燃料费用、原料费用。制造费用与动力费用占比均较为稳定，降低空间较小，而燃料费用可通过不断摸索、优化高炉操作制度来降低，原料费用则可经过对市场的准确判断，进行波段采购或使用部分非主流矿进行合理配矿来降低有害元素含量，从而降低成本。

3.2 优化烧结配矿

1）评价铁矿粉冶金价值，综合考虑TFe、SiO2、CaO、Al2O3、MgO 以及P、S、Zn、K、Na 等化学成分对高炉炼铁成本的直接影响，优先选择高冶金价值铁矿。

2）根据高炉炉料结构确定烧结矿关键成分（TFe、碱度、铝硅比、镁铝比、S、P）的范围区间，作为烧结优化配矿的约束条件。

3）综合考虑铁矿粉冶金价值、烧结基础性能、单烧性能、有害元素、市场资源量等因素，设定各类矿粉的配比区间，以产品质量提升和低成本为约束目标，进行优化配矿计算，同时可采用烧结杯试验证明合理性。

3.3 优化高炉炉料结构

根据铁料综合性价比，制定烧结、球团、块矿配比等合理炉料计划，原则为在保证不对高炉稳定、顺行造成影响的前提下，合理区间内动态调整炉料结构，建立相应的操作标准数据库，缩短炉况适应周期。

1）建立灵活调整炉料结构的思想和技术能力，科学预判，提前谋划，例如：雨季具备多配加块矿的装备技术能力。

2）优化布料等措施，采用大角度、多环布料，充分提高煤气利用率。

3）加强原料管理，对所使用的原燃料成分、库存量等做到精确把控，便于寻求最优的炉料结构。

3.4 降低还原度

由图2 可看出Ci与C 热线的交点得到最低直接还原度rd，min和最低碳素消耗Cmin，rd，min通常为0.2～0.3，而我国高炉直接还原度rd一般在0.4～0.5，即实际rd高出rd，min，相应的实际碳素消耗高于最低碳素消耗Cmin，因此降低直接还原度rd，减小其与rd，min之间的差距，是降低我国高炉燃料消耗的重要研究方向。

图2 碳素消耗与直接还原度rd 的关系

顶压、压差、还原性、富氧率、软熔带位置、操作炉型及均匀程度、煤气流分布等方向数十项影响因素进行量化分析和优化。

4 淮钢采取的降本措施

由表1 可以看出：淮钢特钢股份有限公司（以下简称淮钢）喷煤比、鼓风温度达行业领先水平，因淮钢大力实施“经济炼铁”战略，并使用经济矿比例较大，总体入炉品位较低，加之富氧受限，利用系数、燃料比、富氧率较行业有较大差距。

表1 淮钢高炉指标与行业水平比较

随着非主流矿粉大比例配入，烧结矿铝含量的升高，增加炉渣的氧化镁必然造成熔剂用料增加、入炉综合品位下降、燃料消耗上升。淮钢选择最“经济”镁铝比，落实“极限思维”要求，努力将镁铝质量比降低到能保证高炉顺行的下限（0.40～0.45）。

4.1 提煤降焦

对休风料进行优化，采用合格生铁作为复风第一炉铁炉温标准，改善料柱透气性的休风料组成，缩短高硅生产时间，使其复风后能迅速进入强化冶炼状态，减少能源浪费，降低炉前劳动强度。淮钢高炉计划检修复风后炉况总体顺行、炉温适中，高效、低耗效果显著。

采取控制喷吹煤粉粒度-200 目以下占比不低于80%，坚持高风温操作等措施，改善喷吹煤粉在风口的燃烧，提高煤焦置换比。并跟踪不同煤比下高炉燃料消耗变化情况，通过实践总结确定在现有条件下淮钢高炉煤比在155～160 kg/t 左右最为经济。

4.2 稳定非主流矿粉、经济块矿比例

优劣互补配矿，让“经济矿”变“优质矿”，所谓的“经济矿”在价格上具有一定优势，但都会有一定缺陷，要么有害元素高，要么理化性能差。如：摩卡粉、PMI 粉，一个锰高、磷低，一个磷高、锰低。通过科学搭配满足高炉的要求，实时跟踪高炉锌负荷情况，以此为基准调节配矿中除尘灰使用比例，严守锌负荷不大于450 g/t 的“红线”。同时采取相应的措施，能够接受因此造成烧结矿强度下降等不利因素。

2022 年来，烧结配入非主流矿粉一直稳定在40%以上，同样带来烧结矿P、Mn、Si、Al2O3等元素量上升。通过每周配矿会、铁前协调群、高炉操作优化管理等方式，加强各类矿粉使用后的效果跟踪，在不影响下道工序正常生产的前提下，将有害元素控制在上限。

2023 年度高炉已使用Atlas 等经济块矿达36.46万t，占块矿总比例的81%，面对品位降低，渣量增加，高炉采取炉前出铁操作参数量化，确保高炉每炉渣铁出尽，为稳产顺行创造条件。

4.3 创新操作

1）炉内抓筛分管理，同时摸索新的布料模式。适当抑制边缘，打通中心，均衡发展中间环带，追求平台+合适深度中心漏斗的模式，使煤气流得以稳定，增加高炉抗波动能力，让高炉能稳定使用“经济”矿。

2）炉外优化炉前出铁组织，根据现场情况改造3号、4 号高炉电炉沟布置，使其每炉具备放2 包电炉铁水能力，并加快出铁节奏，组织3 号、4 号高炉每班出5 炉铁。针对经济矿使用入炉品位下降渣量较大的现状，量化铁口维护操作参数，3 号、4 号高炉每炉打泥量15～18 块，铁口深度≥1 750 mm。5 号、6 号高炉打泥量18～20 块，铁口深度≥2 200 mm，退炮时间≥15 min，加强铁口维护力度，保证及时出尽渣铁，克服高炉“憋风”的概率。

5 结语

铁前各工序要特别关注高炉顺行情况，树立“以高炉为主”的主体思想，强调高炉生产“红线”意识，抛去本位主义，提高大局观念，积极采取有效降本措施来推动高炉稳产、顺行，只有生产稳定，才能更大程度降低铁水成本。