科学评价铁矿石的经济性

科学评价铁矿石的经济性

http://www.steelhome.cn [钢之家 SteelHome] 2014-06-27 17:02:16 [打印]

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摘要 本文详尽阐述了铁矿石价值的评价方法。在什么矿石品位、对应什么价格下，高炉炼铁是最经济的，要用技术经济系统工程的办法去评价。烧结大量配用低价褐铁矿又能保持高质量的烧结技术而不降低入炉料的质量、优化配矿、保持高炉的良好技术经济指标是钢铁企业降低成本的一项战略举措。 关键词 铁矿石价值 品位 褐铁矿 稳定

1 前言

高炉炼铁以精料为基础是国内外炼铁界的共识，不能有任何动摇和否定。当前，因铁矿石的价值和价格发生较大的扭曲，使用高品位的矿石冶炼，出现生产成本升高的现象。在什么矿石品位、对应什么价格下，高炉炼铁是最经济的，要做具体分析。因此，科学评价铁矿石至关重要。 2 铁矿石使用性能的评价 2.1铁矿石质量概念

铁矿石质量分化学成分、物理性能、冶金性能三个部分。

化学成分概念：化学成分组成、含铁品位、脉石成分和含量、有害杂质成分和含量。

物理性能概念：颜色、形态、硬度、比重、粒度和粒度组成、热爆裂指数、可选性能等。

脉石成分和含量：碱性脉石（CaO+MgO）是有价成分；酸性脉石（SiO2+Al2O3）是负价成分。

2.2 评价不同脉石成分和含量铁矿石有效品位的方法

对铁矿石要进行综合评价：不能仅看其品位如何，还要看脉石成分和含量、有害杂质成分和含量。

二元碱度计算品位公式：

TFe(R2综)= TFe×「100+2R2SiO2-2CaO」-1×100%

四元碱度计算品位公式：

TFe(R4综)= TFe×「100+2R4（SiO2+Al2O3）-2（CaO+MgO）」-1×100% 例1：宝钢进口巴西矿铁品位67.5%，SiO2为0.70%，Al2O3为0.74%，CaO为0.01%，MgO为0.02%，属于高品位低脉石含量。用四元碱度计算品位公式计算后，其有效品位为65.60%。

例2：某企业进口印度低品位、高SiO2和高Al2O3铁矿。铁品位60.0%，SiO2为6.0%，Al2O3为4.0%，CaO为0.20%，MgO为0.10%，用四元碱度计算品位公式计算后，其有效品位只有51.22%。 2.3 入炉品位的影响

入炉品位对焦比的影响、品位下降对燃料比的影响分别见表1、表2。

表1 入炉品位对焦比的影响

品位， % SiO2含量 ，% 影响焦比%/%品位 烧结矿 53.4 7.02 0.6-1.0 某块矿 52.47 19.65 1.5-2.0 进口澳矿 66.31 2.4 0.5-0.75 表2 品位下降对燃料比的影响

品位下降， % 1%对燃料比影响 % 多消耗焦炭 ，kg/t 1 1.4 2 1.5 3 1.6 4 1.7 5 1.8 6 1.9 7 2 8 2.1 5.6 12 4.2 16.2 3 19.2 6.72 25.92 4.8 27.2 9.52 36.72 6.8 36 12.6 48.6 9 45.6 15.96 61.56 11.4 56 19.6 75.6 14 67.2 23.52 90.72 16.8 多消耗煤粉，kg/t 1.96 燃料比上升， kg/t 燃料比变，% 7.56 1.4 注：原始条件：品位58%，燃料比540kg/t,，焦比400kg/t，煤比140kg/t。 从表2得知，品位由58%下降到50%，燃料比升高16.8%。

我们来看使用50%左右的低价低品位矿造成的影响： （1）吨铁矿石消耗增加，50%比58%要多消耗280~300kg/t。 （2）吨铁燃料消耗增加16.8%，约90.72kg/t。 （3）吨铁鼓风量消耗增加270m3/t~300m3/t。

（4）吨铁的固定费用增加，由于品位下降产量下降（2.5%~3.0%/%品位）摊到吨铁的车间、厂部费用增加。

（5）品位下降后渣量增加，高炉顺行变差，喷煤量随之降低，焦比相对要增加，为保顺行要适当发展边缘，煤气利用率ηCO下降，这些也将增加生产成本。 目前一些厂家使用的低价、低品位矿的有害杂质增加，不但影响高炉生产，而且这些杂质进入铁水，在炼钢过程中残留在钢液中，影响钢材质量，使销售困难。唐山地区某厂由于这个原因被迫降低300元/t销售，还很少有人来过问。 鉴于上述分析，建议各生产厂家要慎重对待低价低品位矿。而真正做到低成本，就必须做好精料工作，降低燃料比做到低碳而实现低成本。 3 铁矿石冶炼价值评价

在没考虑有害杂质含量对铁矿石冶炼价值的影响下，前苏联M.A.巴莆洛夫院士提出的计算公式：

P1=(F+f)(P-C×P2-c×P3-g)

式中：P1为铁矿石价值(元/t)，F为铁矿石品位(%)，

f为生铁的含铁量(%)，P为生铁车间成本(元/t)， C为焦比(t/t), P2为焦炭价格(元/t)，

c为生铁熔剂消耗(t/t), P3为熔剂价格(元/t)， g为炼铁车间加工费(元/t)。

公式表明，买超高价矿石，其它因素要减弱，企业就要亏损。 4 铁矿石的极限价值

考虑有害杂质含量和喷煤的因素巴莆洛夫院士提出的计算公式，可修正如下公式：

PM=(F+f)(P-C1×P1- C2×P2- C3×P3- C4×P4-g) 式中：F,f,P,g的含义与上式相同。 C1、P1为焦比(t/t)和焦炭价格(元/t)； C2、P2为喷煤比(t/t) 和煤粉价格(元/t)； C3、P3为炼铁溶剂消耗(t/t) 和溶剂价格(元/t)； C4、P4为有害杂质含量(kg/t) 和其当量价格(元/kg).

有害杂质的当量价值要根据各企业具体情况进行计算。某企业吨铁有害杂质含量3.5kg/t，有害杂质的当量价值为30元/kg。 5 铁矿石的实用价值

铁矿石的实用价值=铁矿石的平均成本+矿石中碱性脉石价值-矿石中酸性脉石价值-矿石中铁元素外其他元素消耗燃料的当量价值。

国内外炼铁工作者公认，高炉炼铁是以精料为基础。精料水平对炼铁指标的影响率占70%，工长操作占10%,企业管理10%,设备运行状态占5%,外界因素（动力、供应、上下工序等）占5%。精料技术的核心是高品位。铁品位提高1%，高炉燃料比下降1.5%，产量升高2.5%，吨铁渣量减少30kg/t,允许多喷煤粉15kg/t。我国大于2000m3以上容积高炉的企业，大多数是使用含铁品位高于58%，比行业平均值要高。

高品位铁矿价格高，严重影响了企业的经济效益。不少企业被迫买一些低价低品位的矿石，保证企业有一定效益，是一种明智的选择。要用技术经济系统工程的办法去评价购买多少品位的矿石为合理。建议要让炼铁工作者参与采购，不能再出现采购人员买什么，炼铁只能用什么，反过来还要考核炼铁指标的不正常状况。

通过计算分析，可以判断出购买合理经济铁矿石的品位数值是多少。例如：对高炉炼铁来讲，用58%铁品位，降低到55%铁品位炼铁。从冶炼一吨铁来讲，就要多使用94.15kg/t的矿石，炼铁焦比要上升36.72kg/t（按全焦冶炼）,吨铁渣量要升高90kg/t,要多用45kg/t石灰。根据市场矿石价格降低所省下的钱，能否比需要多采购铁矿石、焦炭、石灰费用有结余吗？这里还没考虑矿石含有害

杂质的影响，也没考虑因铁产量下降对炼钢、轧钢作业率和效益的影响。所以说，购买低品位矿石有个度，不同企业、不同时期、不同地区是有不同的计算方法。 近年来，国内外铁矿石含铁品位均呈下降的趋势。主要是供需矛盾突出，矿石价格不断攀升的结果。一些国外铁矿石供应商也不再提供高品位铁矿，实行混合矿石再销售。甚至出现把过去剥岩的低品位铁矿卖给中国的现象，这些属于垃圾矿。北京科学大学孔令坛教授曾说过：低于50％品位的铁矿石是无冶炼价值，白给也不能要。因为高炉是炼铁，不是炼炉渣！我们建议，不要再进口低于60%品位的铁矿石，也可以缓解我国进口总量的增加 6 大量配用低价褐铁矿

大量配用低价褐铁矿而不降低入炉料的质量、优化配矿、保持高炉的良好技术经济指标是钢铁企业降低成本的一项战略举措。

我国宝钢采用褐铁矿的比例从1997年的14％增加到2011年的45％，我国日钢配用褐铁矿的比例已由2007年的48.2％增加到2011年的64.7％；日本最大的钢铁公司新日铁公司，2011年配用褐铁矿、高Al2O3矿的比例已达到60％以上。

大量配用低价位的褐铁矿又能保持高质量的烧结技术，日本新日铁公司开发出了以下两项烧结技术（烧结用矿石种类及物理化学性能见表3）： （1）以豆矿为主要原料的烧结技术。以豆矿（高水化程度的杨迪矿和罗布河矿）作为主原料时（用量为40％～70％），其余部分相应配入SiO2含量在1.5％以下的高品位铁矿石作为含铁原料，所得到的烧结矿与优质赤铁矿具有同样的优良成品率和性能。这是因为豆矿约在1200℃生成熔融液时，低SiO2铁矿石不宜被熔解，此时熔融液的CaO/ SiO2升高，通过固一液反应生成微细铁酸钙，这种微细铁酸钙能抑制熔融的生成，从而提高了烧结矿的强度。

（2）以马拉曼巴矿（西安吉拉斯粉、中等水化程度）为主要原料的烧结技术。马拉曼巴矿是粒度<0.25mm的粉矿，烧结料层透气性差，新日铁提出在烧结原料中添加黏结剂改善制粒性能的方法。新日铁提出黏结剂可用CaCO3或粉尘代替生石灰作为制粒的黏结剂，将平均粒度<200um的黏结剂放入水中（浓度4％～15％），稀释成黏度为0.005～10Pa.s的浆料，添加量为0.05％～10％，可有效提高烧结混含料的制粒性，改善料层透气性和烧结矿强度。

表3 新日铁烧结用矿石种类及物理化学性能，％

铁矿分类 化学成分 品种 TFe SiO2 Al2O3 P CW ＋3mm －0.25mm 粒度分布

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