天津冶金集团轧三钢铁有限公司 天津市 301606
摘要：在工业生产中，冶金工业是我国传统的类型，在冶金工业发展中，炼铁生产处于核心地位，通过炼铁生产，能够获得基础建设的生产资料，能够给予经济建设良好的基础性动力。炼铁生产是资源型的产业，在炼铁生产过程中，成本控制非常重要，只有从成本控制进行管理，才能够实现炼铁工艺的高效率，实现生活过程的紧密衔接。
关键词：炼铁生产；影响因素；成本控制
引言
近年来，国内各炼铁企业在精料和技术装备水平不断提高的推动下，高炉炼铁技术经济指标得到显著提高，每吨生铁盈利高达500元/吨左右不等。由于大幅度盈利的刺激，炼铁产能逐年迅速扩张，导致炼铁原燃料资源紧缺、炼铁成本大幅度攀升。2004年4月以后，在国家宏观调控和市场需求减弱等因素影响下，大部分炼铁企业特别是中小企业，出现亏损或严重亏损、个别企业因亏损严重而被迫停炉、停产和限产，结束了会炼铁就能挣钱的时代。继续维持生产的企业为求生存均积极地开展减亏和扭亏工作。此时，炼铁企业谈论的同一个话题，做的同一件事就是控制炼铁成本。
一、炼铁成本的影响因素
1、烧结矿质量
改善烧结矿的冶金性能，对于高炉顺行、保持稳定生产均有着重要的现实意义。随着冶炼技术的不断发展，普遍实现了铺底料、厚料层、低配碳、加强混合、低温点火以及提高料温等技术，很多企业也开始采用小球烧结等。这些先进烧结工序技术的推广与应用大大提高了烧结矿的质量指标，比如强度以及还原性能等，使得烧结矿成本有明显降低。相关经验数据表明：转鼓指数提高一个百分点，高炉的产量可以提升两个百分点。喷洒氯化钙可以有效改善烧结矿的低温还原粉化指标：可以增加147m3/min的风量，提高12℃的风温，提高0.03的冶炼强度，燃料比可以降低5kg/t。
2、原料与燃料成分稳定
大量的生产实践可以表明，矿石品位的波动幅度在1％范围内，就会影响2.5％的产量，提高1.5％的焦比；碱度波动幅度在0.1％范围内会影响产量约2.0％，影响焦比约2.0％。由此可见，保证炉料成分的稳定性可以有效提高产量，降低焦比。
3、炉料结构的合理性
高碱度烧结矿的强度非常好，而且其中FeO的含量比较低，有较好的还原性，所以可以有效降低高炉焦比。按照生产实践可以看出，在烧结矿中每提高1％的FeO，就会提高1.5％的高炉焦比，生铁的产量就会下降1.5％。在高炉冶炼过程中采用高碱度的烧结矿，可以减少石灰石的加入量，甚至可以不加石灰石，不但降低了热量的消耗，而且煤气热能以及化学能的利用均有所改善，也可以降低焦比，增加产量。球团矿的特点表现在高强度、整齐的粒度以及较好的还原性等方面，因此配用优质酸性球团矿可以有效增加入炉品位，并且炉料的透气性也有明显改善，因此很多企业会采用高碱度烧结矿配用酸性球团矿。
不过球团矿需要细磨选别后的细精矿，其价格要高于烧结矿近三成，相比之下进口矿的价格只略高于烧结矿；并且尽管球团矿与烧结矿相比，其在粒度均匀性、含铁量、松散密度以及冷态强度等方面均体现出一定的优越性，但是球团矿的高温还原粉化率要远远严重于烧结矿。所以为了降低成本，炉料结构可以选择高碱度烧结构加酸性球团矿再结合天然富矿，利用15％左右的进口块矿代替进口球团矿，生铁的成本每吨可以降低20元左右。如果企业没有自产球团矿，炉料结构可以采用高碱度烧结矿配天然富矿的结构。只要可以保证高炉炼铁生产取得良好技术指标与经济效益的炉料结构均是合理的，具本要根据实际情况确定炉料结构。
4、焦炭质量
高炉冶炼对于焦炭的技术要求主要为以下几点：高强度、低灰分、尽量少的有害杂质以及良好的冶金性能。如果焦炭的灰分高会降低含炭量，对热值产生影响，而且提高了焦炭的反应性，降低反应后强度。通常焦炭的灰分提高一个百分点，焦比就会提高两个百分点，而产量就会下降三个百分点；如果焦炭中的硫分提高百分之零点几，焦比就会提高两个百分点，相应的产量也会下降两个百分点。由此可见，加强焦炭灰分与硫含量的控制可以有效降低炼铁成本。此外，焦炭性能有所改善，喷煤量也就提高，焦比下降。按照一些大型钢铁企业大喷煤成功的经验来看，渣量降至300～250kg/t、焦炭强度M40上升至85％以上才能将煤粉喷吹量达到150-200kg/t。焦炭反应性下降一个百分点，每吨铁就能节约1kg的焦炭，按钢厂年产量为三百万吨铁来计算，则每年可以节约焦炭三万吨；按照2012年5月份焦炭价格每吨1800元计算，每年的节焦费用就高达5400万元，数目非常可观。提高焦炭反应后强度，可以加强焦炭在高炉中的骨架作用，提高了料柱的透气性指数，从而喷煤量也会有所提高。此外，还可以通过洗煤来降低灰分与硫分，加强煤粉质量的控制。
二、炼铁生产过程成本控制措施
1、控制高炉低燃料比的指标
把某炼铁厂的2200m3高炉连续六个月的操作生产数据进行整理和分析，将炉矿失常、原料波动比较大等一些相关的异常数据扣除，从而得出燃烧比、入炉焦比、利用系数和高炉喷煤之间的关系，我们可以得出以下几个结论：第一，该高炉喷煤比<160kg/tHM时，随着喷煤比的提升，其焦比会明显地下降，当高炉喷煤比保持在160kg/tHM左右时，其焦比呈最低状态，而当喷煤比>160kg/tHM时，若提高喷煤比，焦比则呈现一种缓慢升高的趋势；第二，当喷煤比<140kg/tHM时，随着煤比的提升，其燃料比呈现一种下降的趋势，当煤比>160kg/tHM时，随着喷煤比的提高，其燃料比会逐渐地升高，由此可见，当喷煤比保持在140kg/tHM—160kg/tHM的时候，燃料比则会达到最低；第三，随着喷煤比的不断升高，其利用系数呈现一种先升高后下降的趋势，当喷煤比保持在150kg/tHM—160kg/tHM的时候，其利用系数是最高的。
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此外，本文还对2200m3高炉连续六个月生产指标的数据进行了聚类分析，通过焦比、利用系数、燃料比以及喷煤比等各项指标数据划分成为不同的三种状况，整理分析第二类数据所对应的操作参数，制定最佳的操作目标适宜的操作参数的控制范围，通过后期的实践证明，利用表二所制定的参数控制，其高炉燃料比能够长期稳定在490kg/tHM左右，由此可见，该参数为低成本高炉炼铁生产提供了一个可量化操作的依据。
2、做好炉料结构控制
在炼铁总成本中原材料费用占较大的比重，为了做好炼铁生产过程的成本控制，实现效益最大化，钢铁企业必须对炼铁炉料进行优化研究，根据生产指标的实际情况，采取不同的炉料结构方案，经过精细的计算和结果分析，在保证产品质量的情况下选出最低成本炉料结构。
（1）焦炭配煤控制。焦煤属于强黏结性煤，炼铁质量好，但价格较高，资源也有限，在炼铁生产中可以使用三分之一焦煤和瘦煤配比，这样既能保证焦炭质量，也能降低原材料成本，在焦炭配煤结构中，进行瘦煤和焦煤的比例调节，在确保稳定焦炭质量前提下，降低主焦煤和肥煤的配入比例，做好焦炭配煤的成本控制。
（2）烧结矿配料控制。只要是实现优化配矿的目标，通过技术员利用烧结杯实验进行配矿方案检验，根据实验结果，选择烧结生产率和成品矿强度高方案，进行修改，在保证烧结矿质量前提下，烧结配料中增加相对价格较低的粉矿比例，减少价格较高的精矿比例，这样可以有效地控制烧结成本。
（3）高炉炉料控制。炼铁高炉对炉料的要求是高品位矿石、高热料率、高稳定性原料、高质量焦炭，炼铁过程炉料控制也是成本控制的重要点，在保证入炉原料冶金性能的前提下，要降低入炉原料成本，这需要技术员进行熔低性能试验，根据结果，适当调整烧结矿碱度，用低价格块矿替代高价格的，达到高炉炉料成本控制。
3、加强高炉炼铁工序的技术进步和优化操作
（1）合理选择燃料和设计工艺。炼铁的烧结工序，可以提高烧结矿的品位和质量，为高炉冶炼提供优质服务。在操作上应尽量减少生产过程中的波动，稳定水和炭的控制，提高烧结质量。在烧结过程中，切勿盲目追求烧结矿产量，推行低温厚料层烧结，严格控制高机速，低料层。炼铁工序要有效地降低焦比，提高炉料的透气性，保证高炉的稳定顺行。通过对筛型及筛网等进行系统改造，不同的炉料采用不同的筛型、筛网，提高筛分整粒的能力，加强对原燃料的筛分工作。
（2）合理控制各工序的动力消耗。炼铁厂的高炉炼铁过程中，特别是在炼铁的烧结工序上，电力消耗所占比重较大。所以，应采取措施重点降低炼铁的工序中的电能消耗。通过一系列的工业设计，将电机的功用与高炉炼铁有机地结合起成一体，来解决电力浪费问题，科学、合理的解决现场中所存在的实际问题。
（3）合理回收各工序余热余能。焦炭作为高炉原料的骨架，对炼铁工艺的顺行，起到决定性的作用，还直接影响着高炉喷煤降焦能力。为提高自产焦炭的质量，可以采用干熄焦方法，就是用惰性气体将焦炭的显热熄灭，同时能够将惰性气体加热，然后将惰性中的气体所存在的热量全部回收，可以用于蒸汽发电。这样不仅可以回收大量的热量，而且还可以节约用水，避免环境污染，改善焦炭的质量，满足炼铁工艺的需求。例如，炼铁厂烧结车间，对炼铁过程中的显热，通过在环冷机入口处，安装回收余热的锅炉设备，利用环冷热废气产生蒸汽，用于预热烧结混合料，提高料温；还可以利用回收热风炉的烟气余热，预热烧热风炉来助燃煤气和空气，不仅可以回收烟气中的热量，还可以弥补煤气热值低的缺陷，便于提高高炉的风温。
4、合理回收各工序余热余能来降低成本
焦炭在出炉时的温度，为1000-1050℃，所存的热量，占炼焦加热所耗热量的45％。一般用以前的湿法熄焦的方法，不仅会使焦炭的显热热量全部损失，而且会耗掉大量水，同时还会污染环境。
焦炭作为高炉原料的骨架，质量在所有高炉原料的作用最为重要。不但对炼铁工艺的顺行，起到决定性的作用，还直接影响着高炉喷煤降焦能力。为提高自产焦炭的质量，可以将湿熄焦改为干熄焦，以干熄焦方法，能够使焦炭的转鼓强度，反应后强度会大大提高，对提炼铁焦煤质量，降低焦炭硫分和灰分，有着很好的催化作用。
现代炼铁工艺采用干法熄焦，就是用惰性气体将焦炭的显热熄灭，同时能够将惰性气体加热，然后将惰性中的气体所存在的热量全部回收，可以用于蒸汽发电。它不仅可以回收大量的热量，而且还可以节约用水，避免环境污染，改善焦炭的质量，满足炼铁工艺的需求。
例如，鞍钢炼铁厂烧结车间，在回收中对炼铁过程中的显热，采用了余热回收装置，在环冷机入口处，安装了可以回收余热的锅炉设备，可以利用环冷热废气产生蒸汽，用于预热烧结混合料，能够使料温提高到10℃。利用回收热风炉的烟气余热，可以预热烧热风炉来助燃煤气和空气，既能够回收烟气中的热量，还可以弥补煤气热值低的缺陷，以便提高高炉的风温。
结语
成本控制是任何企业和任何生产都要考虑的重点问题，在炼铁生产过程中，成本控制一定要贯穿于生产的全过程，一定要实现生产的良好效果。做好成本控制，有利于炼铁工艺技术的推进，有利于炼铁生产向着低耗能、高效率的目标前进。同样，成本控制也要在具体实践中进行不断更新，在成本控制方法上，开展科学的尝试，使成本控制更加符合生产的需求，更加具有便捷的操作性。
参考文献
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论文作者:申伟光
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/4
标签：高炉论文; 焦炭论文; 焦比论文; 炉料论文; 成本控制论文; 碱度论文; 质量论文; 《基层建设》2017年第20期论文;