漢鋼進口粉礦對生鐵成本的影響研究

李 楠， 柳文斌

（陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司， 陜西 漢中 724200）

隨著我國鋼鐵工業(yè)不斷發(fā)展，國內礦產量已不能滿足需求，自1985 年我國進口1 000 萬t 鐵礦石以來，每年進口鐵礦石急速遞增，2016 年鐵礦石進口量為10.24 億t[1]。陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司（全文簡稱漢鋼）無自有礦山，進口礦使用比例高達70%以上，但因進口礦產地不同，造成化學成分、粒度組成、礦物組成和水化程度、燒結性能各不相同。如何用好進口礦，對漢鋼降低鐵前成本具有重要的研究價值。

1 漢鋼進口粉礦質量指標、價格

1.1 進口粉礦質量指標

漢鋼使用的進口粉礦中赤鐵礦主要為巴西礦和南非礦，其中巴西礦以巴西卡粉、巴西粗粉及巴西混合粉為主；褐鐵礦以澳粉為主，主要為麥克粉、紐曼粉、PB 粉及金布巴粉等主流礦粉，具體見表1。

表1 進口粉礦指標

1.2 進口粉礦采購價格

為合理的對漢鋼進購的進口粉礦進行性價比評價，進口粉礦的采購價格統(tǒng)一取自2017 年某一階段市場價格（見表2）。

表2 進口粉礦價格 元/t

2 燒結配礦技術要求

鐵前爐料優(yōu)化以高爐成本、生產技術要求為中心，在滿足高爐生產技術要求的前提下優(yōu)化爐料結構，追求成本效益最大化。

2.1 考慮環(huán)保排放要求配礦

根據國家環(huán)保要求燒結煙氣脫硫后ρ（SO2）不得超過200 mg/m3，該漢鋼脫硫采用生石灰-石膏法脫硫，要求脫硫入口ρ（SO2）≤2 000 mg/m3，根據實踐經驗，為達到此要求，日常配礦中混勻礦w（S）按≤0.30%控制。

2.2 合理控制燒結礦w（SiO2）及堿度

SiO2、CaO 是燒結礦中主要黏結相的組成，主要以FeO·SiO2、CaO·Fe2O3以及固溶Si、Al 生成復合鐵酸鈣等形式存在，強度及還原性均較好的為復合鐵酸鈣。漢鋼燒結礦w（SiO2）控制原則為4.8%～5.5%，燒結礦堿度控制范圍1.80～2.20，按“低硅高堿、高硅低堿”的方針調控燒結礦堿度，這不僅是保證燒結礦質量的要求，也是平衡鐵前爐料結構的需要。

2.3 控制燒結礦w（Al2O3）

適當的w（Al2O3）在燒結中應為m（Al2O3）/m（SiO2）=0.1～0.3。Al2O3元素屬高熔點物質，在燒結條件下，它不能單一被熔化，對復合針狀鐵酸鈣的形成有促進作用，富余的Al2O3會在玻璃相析出，影響成品燒結礦的轉鼓指數和低溫還原粉化率。根據該公司實踐，燒結礦w（SiO2）控制約4.8%～5.5%，w（Al2O3）為2.0%～2.3%，燒結礦低溫還原粉化率（+3.15 mm）低于70%，同時考慮高爐爐渣要求w（Al2O3）≤15.0%，因此燒結配礦中原則上要求燒結礦w（Al2O3）≤2.0%。

2.4 低MgO 燒結

MgO 在與磁鐵礦接觸過程中，易與Fe3O4生成鎂磁鐵礦（Fe3O4·MgO），阻礙Fe3O4被氧化成Fe2O3，使燒結過程生成鐵酸鈣相的量減少，從而影響燒結礦的冷強度和還原性，因此，燒結礦MgO 不宜高。但因漢鋼高爐m（Mg）:m（Al）的控制要求為≥0.50，采取在球團配加高鎂的精礦粉，降低燒結MgO 添加量，燒結礦中w（MgO）約1.5%～1.8%。

2.5 控制燒結原料有害元素

1）嚴格控制進廠鐵礦石有害元素含量，進廠鐵礦石有害元素必須滿足以下條件：w（Pb）≤0.10%，w（As）≤0.07%，w（Zn）≤0.15%，堿金屬≤0.30%，圍繞高爐有害元素要求做好原料采購、配礦工作。

2）減少除塵灰在燒結的配加，將有害元素含量較高的燒結機頭2 號、3 號、4 號電場除塵灰及高爐煤氣布袋除塵灰外銷。

3 進口粉礦性價比測算

3.1 進口粉礦性價比評定方法

考慮到用傳統(tǒng)的“單燒”等方法評價礦石的優(yōu)劣時，因燒結礦中酸性、有害元素不同，不能很好的說明該礦的價值及其在綜合配礦中的作用[2]，漢鋼采用綜合品位性價比法對進口粉礦進行評價。

綜合品位的計算公式為：

綜合品位=[w（TFe）/（1-ILO）]/[100+2R2（w（SiO2）+w（Al2O3））/（1-ILO）-2（w（CaO）+w（MgO））/(1-ILO）+2（w（S）+w（P））/(1-ILO）+5(堿金屬+w（PbO）+w（ZnO））/（1-ILO）]×100%

式中：R2為爐渣二元堿度；其余均為鐵礦粉的化學成分；ILO為燒損值。

綜合品位性價比=表觀品位價/綜合品位價。

3.2 進口粉礦性價比排名

根據漢鋼進口粉礦的質量指標及同一階段采購價格，使用綜合品位法測算性價比結果見表3。

表3 進口粉礦性價比

從表3 可以看出，在目前質量指標及價格情況下，漢鋼進購進口粉礦性價比排名：巴西卡粉＞PB粉＞麥克粉＞紐曼粉＞金布巴粉＞南非粉＞巴混＞高硅巴粗；這一排名與實際生產及用其他評價方式測評結果基本一致。

4 不同進口礦配比下生鐵成本情況

結合以上進口礦性價比排名，赤鐵礦優(yōu)先使用巴西卡粉、不能滿足生產時使用巴西混合粉、南非粉，高硅巴粗不建議使用；褐鐵礦優(yōu)先使用PB 粉、麥克粉，其次使用紐曼粉、金布巴粉。

在滿足以下條件下，具體如下：燒結礦w（SiO2）為4.8%～5.5%；燒結礦堿度控制范圍1.90～2.20；燒高爐爐渣w（Al2O3）≤16.0%，保證燒結礦w（Al2O3）≤2.0%。

燒結礦配礦方案、燒結礦成分以及生鐵成本情況見表4、表5。

表4 不同配比下燒結配礦方案 %

表5 燒結礦成分及生鐵成本情況

從表4 可以看出，燒結配礦中40%～60%水化程度中等的褐鐵礦+40%～60%赤鐵礦，燒結礦質量最好，生鐵成本最優(yōu)；當赤鐵礦比例小于40%時或大于60%時，燒結礦質量變差，成本升高。故漢鋼公司適宜的配礦結構為40%～60%水化程度中等的褐鐵礦+40%～60%赤鐵礦。

5 結論

1）漢鋼必須堅持進口粉礦性價比評價制度，嚴格按照“逢進必測性價比”的原則，確保進購進口礦“質優(yōu)價廉”；建議漢鋼進口粉礦評價采用綜合品位性價比法。

2）按照目前漢鋼進口粉礦的特性及使用情況，建議漢鋼合理的配礦結構為：40%～60%水化程度中等的褐鐵礦+40%～60%的赤鐵礦。