鋼鐵企業(yè)是工業(yè)生產(chǎn)中的能耗大戶,能源消耗在鋼鐵產(chǎn)品的成本構(gòu)成中是一個(gè)最重要的因素。而煉鐵又是鋼鐵生產(chǎn)中的能耗大戶,煉鐵(含礦石準(zhǔn)備和高爐煉鐵)凈使用能耗占鋼鐵生產(chǎn)總凈使用能耗的比例,一般都在70%左右。因而,鋼鐵企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)層和煉鐵系統(tǒng)都應(yīng)把降低生鐵成本當(dāng)作降低全企業(yè)成本、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。

安鋼爐料結(jié)構(gòu)中球團(tuán)礦比例基本在20%左右,大高爐塊礦比例基本維持在5%左右,小高爐的基本維持在10%左右。與其它鋼廠相比,安鋼的球團(tuán)礦的用量較高,而塊礦的用量偏低,這也是造成安鋼煉鐵成本較先進(jìn)鋼廠煉鐵成本高的一個(gè)主要因素。寶鋼、首鋼這樣先進(jìn)的企業(yè),球團(tuán)礦的用量還不到10%,塊礦的用量則高達(dá)15%以上,熟料率基本在80%以下,與日本的高爐相類似,而亞洲其它國(guó)家大多數(shù)鋼廠的塊礦用量在15%以上,有的甚至超過(guò)20%。這可以給我們兩個(gè)啟示:一是15%~20%左右的優(yōu)質(zhì)塊礦加入量不會(huì)太大影響高爐的指標(biāo);二是高爐爐料結(jié)構(gòu)應(yīng)該講究使用成本,昂貴的球團(tuán)礦應(yīng)該控制使用。通過(guò)優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu),適當(dāng)?shù)卦黾訅K礦的比例,降低球團(tuán)比例不會(huì)對(duì)高爐順行產(chǎn)生不利的影響。對(duì)安鋼而言,球團(tuán)主要依靠外購(gòu),成分質(zhì)量復(fù)雜而不穩(wěn)定,而塊礦的品位與球團(tuán)礦接近,同時(shí)塊礦的融化性溫度與球團(tuán)的相近(除海南塊外),因此,使用塊礦與使用球團(tuán)礦相比,不會(huì)在高爐上部產(chǎn)生大量的膨脹影響高爐透氣性。將塊礦比例增加至10%以上,甚至15%以上,入爐品位還可以維持在58%以上,不會(huì)對(duì)高爐造成影響。塊礦與外購(gòu)球團(tuán)礦相比,由于價(jià)格低廉,因而可以較大的降低含鐵爐料的成本。

(1)從化學(xué)成分上看,酸性含鐵爐料(海南礦除外)的化學(xué)成分可知,在含鐵品位和脈石含量方面,天然塊礦與酸性球團(tuán)礦相差不大,與酸性氧化性球團(tuán)礦相比,天然塊礦屬于所謂的生礦,人們擔(dān)心它會(huì)影響高爐焦比等。根據(jù)煉鐵理論可知,生礦所固有的碳酸鹽,在高爐內(nèi)分解會(huì)消耗熱量,沖淡還原性氣氛;在高溫下分解產(chǎn)生CO2,不僅使焦炭因熔損反應(yīng)而被消耗,而且也會(huì)破壞焦炭的強(qiáng)度,從而引起焦比的上升和下部焦炭料柱透氣性的惡化。但是,應(yīng)當(dāng)指出:現(xiàn)代高爐所使用的天然塊礦均屬于低碳酸鹽性質(zhì)的高品位塊礦,常用塊礦的碳酸鹽分解產(chǎn)生CO2量均在0.5%以下水平,不會(huì)對(duì)高爐冶煉帶來(lái)明顯的負(fù)面影響。因此,人們?cè)谶@一方面存在的!生礦∀顧慮可以得到化解。

(2)與球團(tuán)和其它塊礦相比較,巴西塊礦含有較高的Al2O3,當(dāng)其加入量增加時(shí),爐渣中Al2O3增加,一定會(huì)影響爐渣的流動(dòng)性,對(duì)渣鐵的分離及脫硫均不利,但可以通過(guò)控制其它原燃料中的Al2O3含量降低爐渣中的Al2O3,另外也可以通過(guò)提高渣中的MgO含量來(lái)改善爐渣的粘度。

(3)海南礦的品位相對(duì)較低,但其含有較高的SiO2,與燒結(jié)礦搭配可適當(dāng)調(diào)節(jié)堿度。

(4)塊礦與球團(tuán)礦相比,還原性稍差一些,但相差不大。酸性球團(tuán)礦礦物組成主要為赤鐵礦(Fe2O3),氣孔率較高且分布均勻,故還原性較高。而酸性球團(tuán)礦和生礦則有著較好的低溫還原粉化指數(shù),較低的低溫還原粉化指數(shù)有利于提高高爐上部的透氣性。

(5)燒結(jié)礦在1520的高溫狀態(tài)下保溫一個(gè)多小時(shí)都未滴落就說(shuō)明了其熔滴溫度高,而酸性球團(tuán)礦和生塊礦的冶金性能雖比燒結(jié)礦差些,但熔滴性能好,球團(tuán)與塊礦相比較,塊礦的開(kāi)始軟化溫度高,軟化結(jié)束溫度也高,這樣當(dāng)塊礦與同樣是高開(kāi)始軟化溫度和軟化結(jié)束溫度的燒結(jié)礦搭配時(shí)不會(huì)擴(kuò)大軟化區(qū)間,能夠與搭配形成合理的綜合爐料結(jié)構(gòu),滿足高爐冶煉要求。從軟化區(qū)間看,球團(tuán)礦具有較窄的軟化與熔化區(qū)間,塊礦具有相對(duì)較高寬的軟化區(qū)間,這也說(shuō)明塊礦的加入量存在一個(gè)合理的范圍,當(dāng)然,在綜合爐料結(jié)構(gòu)中,塊礦與燒結(jié)礦會(huì)發(fā)生互交反應(yīng),也改善塊礦的熔滴性能,而塊礦也可以降低燒結(jié)礦過(guò)高的滴落溫度,從而改善燒結(jié)的熔滴性能。從熔滴性能上看,燒結(jié)礦的熔滴區(qū)間較大,巴西塊礦具有較窄的滴落區(qū)間,球團(tuán)礦具有較窄的熔滴區(qū)間,但海南塊礦的熔滴區(qū)間較寬。