前一阶段,铁矿石价格高,其价值与价格发生严重扭曲。炼铁企业为降低生产成本,被迫买劣质矿,是可以理解的。
目前,进口铁矿石降价在70美元以下,铁矿石的价值与价格差距在缩小,有利于促进采购高品位铁矿石;使用劣质铁矿石的优势明显降低了。钢铁企业要及时调整采购政策,改善高炉生产指标,促进高炉节能减排。
1.科学评价铁矿石价值:
脉石成分和有害杂质含量会直接影响铁矿石的使用价值,也严重影响高炉的冶炼性能。SiO2和Al2O3在脉石中的含量,是负价成分,影响了矿石的价值。可以用下列公式计算高含SiO2和Al2O3的矿石价值:
TFe(R2综)=TFe×[100+2R2(SiO2+ Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100%…〈1〉
TFe(R4综)=TFe×[100+2R4(SiO2+ Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100%…〈2〉
式中R2、 R4分别为二元和四元炉渣碱度,SiO2、Al2O3、CaO和MgO均为铁矿石的化学成分含量(%)。
该两个表达式可说明铁矿石的实际品位,既考虑了碱性脉石(CaO+MgO)的作用,又扣除了酸性脉石(SiO2+
Al2O3)作为渣量的源头对品位造成的影响,这就是铁矿石的实际品位。这种综合评价法所不足的是尚没有考虑有害杂质对品位造成的影响(有害元素增加1%,高炉生产增加成本30~50元/吨),下面以表达式〈2〉举2个实例作计算和分析说明。
例1:宝钢进口巴西的高品位低SiO2低Al2O3矿的实际综合品位分析。

宝钢使用铁矿石含低SiO2低Al2O3的实际综合品位在65.5%,经济性好。
将表中数据代入〈2〉式得:
TFe(R4综)=67.5×[100+2×1.026(0.7+0.74)-2(0.01+0.02)]-1×100%
=67.5×[100+2.955-0.06]-1
=67.5/102.9×100%
=65.60%
例2:沿海某钢铁企业进口印度低品位,高SiO2高Al2O3矿的实际综合品位分析。

将表中数据代入〈2〉式得:
TFe(R4综)=60.0×[100+2×0.887(6.0+4.0)-2(0.2+0.10)]-1×100%
=60.0×[100+17.74-0.6]-1
=60.0/117.14×100%
=51.22%
含高SiO2高Al2O3矿的实际综合品位,由60%降低到51.22%,其经济性不好。
实例分析:由以上两个实例可以说明,铁矿石的脉石含量对其实际品位有直接影响。在宝钢条件下,进口铁矿石的综合品位仅比标出品位低不足2.0%:△Tfe=标出品位一综合品位=67.5%-65.6%=1.9%。而对沿海某企业的高SiO2高Al2O3矿而言,情况就大不一样,△Tfe=60.0%-51.22%=8.78%因此购买铁矿石必须考虑脉石的含量,特别要注意酸性脉石(SiO2+
Al2O3)对综合品位的影响,达到合理的性价比。正因为矿石的Al2O3含量会影响炉渣Al2O3和MgO含量,因此计算应考虑炉渣的四元碱度,而非二元碱度,故建议应采用计算式〈2〉作为铁矿石品位综合评价法。
2.不同铁品位对高炉炼铁的影响
高炉炼铁精料技术的核心是提高入炉铁品位。铁品位对燃料比的影响是比较大的。下面数值表明,不同品位的铁矿石条件下,铁品位波动1%,对燃料比、焦比、矿石消耗量是不一样的。品位越低影响的越大、炼铁所消耗的矿石量变化也大,经济性也有较大的变化。
入炉铁品位变化对高炉炼铁的影响:


一些企业报出的高炉入炉铁品位的数据与上述表的对应内容有较大差距。特别是使用低品位矿的高炉燃料比偏低、工序能耗偏低,是不科学的。这是炼铁学基本理论所决定的。
从表3可看出使用51%品位的铁矿石炼铁,其矿石用量、渣量、燃料比的数量增加较多,而高炉产量下降30%,对炼钢和轧钢均有较大的负面影响。
我们认为50%以下铁品位的矿石,炼铁是白给也不能要。高炉是炼铁,不能去炼渣,而且能源和环保指标均不能达到国家要求的市场准入的最低值,要被淘汰的。
要关注:2014年10月以后要执行GB21256-2013<粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额》的规定:已有高炉工序能耗≤435kgce/t,新建高炉≤370kgce/t。
3.新修订的《高炉炼铁工程设计规范》提出的对不同容积高炉使用铁矿石的使用要求见表4和表5

3.回归理性,科学炼铁
《高炉炼铁工程设计规范》提出的高炉使用铁矿石的要求是总结国内外炼铁经验,希望各高炉操作者能认真执行,会对企业技术进步有补益。
矿石含有害杂质高,不但对炉缸耐火材料有破坏作用,使炉缸水温差升高,威胁高炉安全生产;而且对炉料的破坏作用也很大(钾对炉料和耐材的破坏作用比钠大十倍),焦炭易粉化,产生裂纹、强度下降,炉料透气性变坏。要注意碱金属对捣固焦的破坏作用会加大。
高炉炼铁学是一门科学,有一定的内在规律。高炉生产是有条件的,任何先进的高炉指标,均需要有一定技术支撑条件下,才能实现。各企业要结合自身条件,分析出有那些技术支撑条件,找出影响高炉指标的主要矛盾,加以解决。要坚持贯彻精料方针。不能去糊弄高炉,否则要付出代价的。希望用劣质矿,得到高炉好指标,是不科学的,是贪的表现,有较大的危险性。
4.建立企业采购铁矿石的基本原则,炼铁厂要参加,最终考核的是炼铁成本如何,完成国家提出的环保要求。
建议不买低于60%品位的进口矿。国家应出台相应的政策,限制低于60%以下品位矿石的进口,促进我国高炉能源和环保指标的改善。