摘要：炼铁工序的成本控制是否科学、合理将直接影响整个企业的效益和竞争力。在生铁成本中原、燃料占很大比重，精料和炼铁成本的关系密切。本文分析了影响入炉原、燃料质量的主要因素及其对高炉炼铁的影响，探讨了当前资源环境条件下比较合理的炉料结构形式。
关键词：高炉炼铁；品位；成分；冶金性能；炉料结构
1我国炼铁工业的发展现状
（1）重点钢铁企业高炉焦比不断减少。通常焦炭粉末超过规定的标准会造成高炉炉料透气性能变得更差，压差越来越高，风量不断减少。因此，在喷射媒粉的时候，必须要严格控制其用量。并且随着焦炭粉末越来越多，也很有可能被高炉煤气带到高炉外面，导致其除尘灰中含碳量越来越多，这样也就使得焦炭的高炉使用期限缩减，焦比上升；焦炭容易分化，会使得高炉缸内焦炭粒度逐渐变小，甚至会有更多的粉末，这会导致高炉缸是不活跃的，直接造成高炉鼓的风吹不会透过炉缸中心，还会导致高炉缸内灰尘易于堆积；很多小型和中型的高炉使用的焦炭量远远超高。如果出现高炉休风的情况，就难以使风量立即回复，进而发生延长炉况处理时间的现象。也曾经发生过某个小高炉全部使用土焦炼铁。在高炉休风结束后，就会发生不能吹进风的现象。就是因为焦炭粉化后，缸内每个焦炭之间才不会有足够的孔隙。
（2）重点钢铁企业喷比得到大幅度提升。优化炼铁系统结构的主要环节是提升高炉喷煤比，这也是全球炼铁技术发展的主流趋势。高炉喷吹煤粉是减少炼铁成本、节省焦炭的主要策略之一，而且能够优化钢铁工业能源结构，使得全国主焦煤资源紧缺的矛盾得到高效及解决。尽量以采用喷煤为主，而不是过多的采用焦炭，这样就能够少建立焦炉，以便于不仅减少生产运行费用以及炼铁系统的投资成本，并且减少焦炉生产过程中对环境产生的污染程度，还可以大幅度的提高钢铁企业的核心市场竞争力以及劳动生产率。
（3）重点钢铁企业热风温度不断提升。重点钢铁企业高炉热风温度的是逐年提升，而且增长幅度很大，促使炼铁焦比的日益下降。热风温度在950摄氏度到1050摄氏度之间的时候，温度升高100摄氏度，可以减少炼铁焦比15kg/t左右；热风温暖度在1050摄氏度到1150摄氏度之间的时候，温度升高到100摄氏度，能够减少炼铁焦比10kg/t左右。减少焦比的最佳方式是严格控制高风温度。
2 原、燃料质量对高炉炼铁的影响
原、燃料的质量水平直接决定着铁水的质量与成本。这就要求必须深刻认识到对炼铁原、燃料的共识———“精料方针”的重要性，并制定出有利于高炉冶炼的炉料质量指标。“精”不仅仅是高品位的问题，从高炉对炉料质量的要求来看，同时包括了成分及性能的稳定，强度、还原性等冶金性能，有害元素的含量等多方面。现在受资源条件、市场环境限制，品位可做适当牺牲，但“精料”的其它内容应更加重视。
2.1入炉原料品位
我国现代高炉炼铁要求入炉熟料品位要达到55%以上，相应铁精粉品位要达到60%以上，国外要求入炉天然矿石的品位要达到62%以上，自熔性烧结矿含铁57%以上，球团矿含铁一般60%以上。对焦炭要求固定碳在85%以上，灰分要低于13.5%，挥发分要低于1.8%。由于入炉矿石品位提高，焦炭灰分降低，使高炉渣量减少，既节省燃料，又能促进强化。目前，大多数钢铁企业主要通过购买国内高品位精矿粉和增加进口矿的比例，包括进口球团矿来提高入炉矿品位。虽然提高品位会增加矿石的采购成本，但提高入炉矿石品位有利于提高高炉利用系数、降低焦比、提高喷煤量、降低矿耗和提高风温。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经验表明入炉矿石品位提高1%，焦比下降2%，产量提高3%，吨铁渣量减少30kg，允许多喷煤粉15kg；焦炭灰分降低1%，则焦比降低2%，产量增加3%。因此，虽然国内外高品位矿石价格增长也较大，但在条件允许的情况下，经综合评价后，首先还是要尽量考虑高品位铁矿石。
2.2原、燃料化学成分
要保证高炉冶炼过程稳定顺行，且能实现自动控制，就要求原、燃料的成分要比较稳定，波动小。生产实践表明，矿石品位波动1%，影响产量2.5%，焦比升高1.5%；碱度波动0.1%，影响产量1.2%～2.0%，影响焦比1.2%～2.0%；高硅烧结矿FeO含量变动1%，焦比1%～1.5%，产量1%～1.5%。我国对成分的波动范围要求较宽，与国外水平还有一定的差距。若要保证炉料成分稳定，则对天然富矿在选矿过程中要均匀筛分，按稳定的品位等级进行分类，在入炉前必须混匀；对精矿和富矿粉在烧结布料和造球前必须混匀。具体来说就是在料场或原料仓库用“平铺切取”的方法进行混匀。例如，2015年3月1日到6日西宁特钢的1#和3#高炉，由于配吃的中铁块矿成分波动较大，使得炉况波动很大，炉渣碱度难以控制，造成多次悬料难行情况。因此，做好炉料成分的稳定工作，对于提高产量，降低焦比有着重要的意义。此外，还要注意炉料中FeO含量要小（球团要求＜2%；烧结矿要求＜9%），有害元素含量要少。
3 合理的炉料结构
高炉合理的炉料结构是在一定时期和一定资源条件下，合理搭配烧结矿、球团矿和天然块矿，优化高炉入炉铁矿石的冶金性能，使高炉炼铁获得最佳的技术指标和经济效益的含铁炉料使用结构。各种含铁炉料的冶金性能不同，各有优缺点，在冶炼过程中，需要发挥各种物料的优势，相互弥补劣势，合理的搭配，也就是确定科学合理的炉料结构。根据高炉精料原则，在条件允许的情况下应该尽可能的提高入炉原料的熟料率，即烧结矿和球团矿的入炉配比，因为熟料具有稳定的高温冶金性能。大多数钢铁企业熟料率都基本在90%以上，如我国鞍钢、本钢、首钢所采用的炉料结构基本是100%的熟料。结合高炉炼铁的铁矿资源和生产工艺特点，目前合理的高炉炉料结构应该采用以高碱度烧结矿为主，搭配酸性炉料（球团矿、块矿）的炉料结构。由于高碱度有利于铁酸钙系黏结相的形成，高碱度烧结矿强度好，而且烧结矿FeO含量低，还原性好，从而可降低高炉焦比。根据生产经验，烧结矿中FeO含量每提高1%，高炉焦比增加1.5%，生铁产量降低1.5%。使用高碱度烧结矿，高炉冶炼时可不加或少加石灰石，不仅节省热量消耗，而且又可以改善煤气热能和化学能的利用，同样有利于降低焦比和提高产量。球团矿具有强度高、粒度整齐、还原性好的特点，所以配用优质的酸性球团矿不仅能提高入炉品位，而且能改善炉料透气性，为高炉强化冶炼创造条件，所以现在常用高碱度烧结矿配用酸性球团矿。但由于球团矿需用细磨选别后的细精矿，其价格比烧结矿要贵30%以上，而块矿的价格要比烧结矿便宜的多。另外，虽然球团矿在粒度均匀、冷态强度（抗压抗磨）、含铁量及松散密度方面都比烧结矿优越，有的甚至优越得多，但球团矿的一个重要冶金性能指标，即高温还原粉化率要比烧结矿严重得多。因此，在选择炉料结构时，也不能过多的考虑球团矿。为了控制炼铁成本，可采用高碱度烧结矿+酸性球团矿+天然富矿的炉料结构。从铁矿石的资源战略考虑，合理使用进口酸性球团矿、天然块矿是毋庸置疑的。但是，人们在多用进口酸性球团矿还是多用天然块矿方面存在疑虑。在价格上进口天然块矿要比进口酸性球团矿便宜的多；从环境角度考虑，目前使用的酸性球团矿是天然矿粉经过造块工艺获得的加工产品，其生产过程存在不同类型、不同程度的环境污染，而天然块矿则不存在这个问题，从这些方面考虑，显然是多使用进口天然块矿为宜。一些地理位置比较特殊的钢铁企业也可以结合自身的条件选择配吃一些低品位的块矿，但比例不能太高，一般不要超过10%，因为其自身软熔性、热爆裂性等高温冶金性能较差。
参考文献：
[1]王明侠.我国高炉炼铁企业生产现状及工序节能展望[J].中国高新技术企业，2013（27）.
[2]杨天钧，左海滨.中国高炉炼铁技术科学发展的途径[J].钢铁，2008（01）.
论文作者:许亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：高炉论文; 焦比论文; 炉料论文; 焦炭论文; 碱度论文; 品位论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第27期论文;