摘  要：对酒钢高炉炉料结构的演变进行了回顾，对“新常态”下高炉炉料结构的优化及低成本配料进行了总结分析，对低品位冶炼的影响进行了简要分析，提出低品位冶炼条件下一定要保证焦炭热态强度指标。

关键词：炉料结构  个性化配矿  降本增效

1.  前言

合理的炉料结构是高炉稳定、顺行、低成本的基础。2008年美国次贷危机引发的经济危机爆发之前，钢铁行业的发展经历了最为鼎盛的黄金时期，各钢企纷纷扩大规模、追求产能，在高炉用料上不惜追求精料。但是随着炼铁产能的急剧扩张，原燃料供应日趋紧张，加之钢铁产能过剩，造成钢价跌跌不休，多数钢企从利润空间不断压缩到微利经营，再到逐渐亏损，因此降本增效成了钢企存活下去的唯一出路。在这种市场背景下，各钢企高炉用料思路也就从追求高品位、追求精料的炉料结构逐步向追求低成本的经济炉料结构转变，酒钢也不例外的走了这样一条道路。

2.  炉料结构的演变

酒钢从1970年第一座高炉（1号高炉）投产以来，由于生产条件差，两年的土烧生产、五年的单机保高炉、长期的自熔性烧结矿生产，在这种落后的生产工艺和技术条件下，虽经炼铁工作者长期不懈努力，但始终没有突破生产瓶颈，致使第一、二代炉役期间经济技术指标和强化水平一直处于行业落后水平。1990年之后，炼铁厂充分利用1、2号高炉无料钟优势，探索高炉生产新技术，1992年进行大批重多环布料冶炼实践，1994年开始高炉喷煤生产并停止使用加湿鼓风工艺，同时积极探索提高煤气利用的途径，经济技术指标得到改善，特别是顺行状况明显提高，产量进步较大。1996年小球烧结工艺投产，为高炉技术进步开辟了新的途径，高炉合理炉料结构的研究上了一个新水平。随着烧结矿碱度的提高，高碱度烧结矿优良的冶金性能在酒钢高炉生产中得到逐步发挥，高炉熟料率也得到提高，经济技术指标明显改善，但由于小球烧结矿粒度太小，准粉末多、配比不宜超过15%，制约了合理炉料结构的进一步研究，经济技术指标与行业之间仍然存在一定差距。进入2000年，随着高炉产量的提升，大量使用了外购球团矿，合理炉料结构的研究继续深入，得出酒钢烧结矿碱度在1.8～2.05之间冶金性能最优的结论，总结出酒钢高炉合理的炉料结构为“65%高碱度烧结矿+30%酸性球团矿+5%块矿”，同时，高炉综合入炉品位逐步提高，至2010年左右达到最高，其中1、2号高炉达到53.40%，450m3高炉最高达到53.20%，7号高炉2011年开炉最高达到55.28%。入炉品位的提高为高炉指标进步奠定了基础。

随着钢铁市场形势的跌宕起伏，高炉炉料结构开始向经济配料转变，逐步减少高价外购料配比，最大限度使用自产矿。在这种条件下，酒钢本部高炉综合炉料结构逐步演变为“（68±0.5）%烧结矿+（28±0.5）%球团+2.8%块矿+1%硅石”， 原料成本逐步下降，但综合入炉品位也下降较多，高炉的生产组织及操作调剂难度加大。

3.  新时期炉料结构优化

3.1  铁、烧、焦配备情况及基本炉料结构

酒钢本部目前共有7座高炉，1号高炉1800m3、2号高炉1000m3、3~6号高炉均为450m3、7号高炉2500m3，设计年产量为（132+84+201.6+192.5）=610.1万吨。烧结系统现有四台烧结机，总有效烧结面积为640 m2，设计年产成品烧结矿814万吨；酒钢本部有8m2竖炉两座，设计年产酸性氧化球团90万吨；此外，酒钢异地球团厂（昕昊达）可为本部提供157.2万吨球团矿。焦化厂目前有6座焦炉，其中1#2#焦炉炉型为JN43-58型65孔焦炉，1#2#焦炉干熄焦于2015年2月份建成投产；3#焦炉50孔，4#焦炉60孔，炉型均为JN60-6型，3#4#焦炉干熄焦系统于2008年10月建成投产；5#6#焦炉炉型均为TJL5550D型，捣固焦，110孔，干熄焦系统于2011年12月31日建成投产。6座焦炉设计产能为310万吨/年，目前由于1#2#焦炉炉体老化产能下降，实际年产全焦已不足300万吨。

在这种配置下，高炉基本的炉料结构为“以高碱度烧结矿为主，搭配30%左右的球团矿和少量块矿”，7座高炉全部生产时，全厂综合炉料结构为“63.5%烧结矿+34.5%球团矿+2%块矿”的炉料结构，其中球团矿中自产竖球占10%左右，进口哈球占14%左右，另外10%为酒钢异地球团厂和周边采购球团矿，综合入炉品位为53.5%左右。2014年3号高炉停炉后，为降低成本，逐步减少外购高价料，最大限度使用自产矿，综合炉料结构变为“68±0.5%烧结矿+28%左右球团矿+2.45%块矿+1.05%硅石”，综合入炉品位下降到52.5%左右。

3.2  原燃料质量现状

近几年来，为降低成本，高炉所使用的原燃料质量一直呈劣化趋势，主要表现为烧结矿品位较低、有害元素含量高，焦炭灰份、硫份高。目前各种原燃料质量情况见表1、表2。

从表1看出，酒钢烧结矿质量较差，品位低、SiO2含量高、有害元素含量高，造成高炉综合入炉品位低，碱、锌负荷高，碱负荷高达7.0kg/t左右，锌负荷最高时达1.0kg/t左右，不利于高炉优化指标和长寿。此外，从表2看出，酒钢高炉所用自产焦炭质量较差，灰份、硫份高，远超过行业标准。由于高炉所用的烧结矿、焦炭等主要原燃料质量较差，加之综合入炉品位低、渣量大，造成高炉操作调剂非常困难。纵观近几年生产实践，酒钢高炉就是在这种原燃料质量不断劣化的条件下摸索前行，在保持炉况基本稳定顺行的基础上不断降低原燃料成本。

3.3  优化配料结构 降低原料成本

优化炉料结构要立足于自身的条件，不但要结合本厂烧结、焦化工序的产能水平、质量水平和周边资源保供情况，还要结合各高炉炉体状况、炉容大小等因素，进行个性化配矿配焦，才能达到配料科学合理、成本最优的效果。

3.3.1  个性化配料

在焦炭的使用上，由于3#4#焦炉焦炭产能水平与7号高炉需求基本平衡，因此将其热强度指标设定最高（CSR≥65%），供7号高炉使用；5#6#焦炉为捣固焦，因其产能高，能够满足1、2号高炉用量需求，因此将其热强度指标设定为CSR≥63%，供1、2号高炉使用；1#2#焦炉产能不足，设定热强度指标最低（CSR≥61%），供450m3高炉使用，不足的部分补充落地焦炭或外购焦。

减少高价哈球用量、增配价格相对较低的周边球和块矿使用比例是降本需要，如何将有限的、质量相对较差的外购低价料合理搭配配使用值得认真研究。由于外购球团矿强度普遍低于酒钢自产球团，块矿是生矿，综合考虑焦炭质量条件、炉容大小、炉体状况因素后，确定外购球在1、2号高炉配加使用，块矿在炉体状况相对较好的1、2、4号高炉配加5%使用；品位较高的哈球在7号高炉配加5%，另外配加部分自产竖球和昕昊达球团；5、6号高炉由于炉缸侵蚀较严重，需要长期配加含钛料护炉，加之料仓数量所限，不能配加外购球和块矿，各高炉均以硅石调剂炉渣碱度。此外，1、2号高炉综合入炉品位按不低于52%控制、450m3高炉综合入炉品位按不低于51.5%控制、7号高炉综合入炉品位按不低于53%控制。具体各高炉个性化配料结构。

3.3.2  原料成本构成及优化方向

（1）原料成本构成

按照表3个性化配料，全厂综合炉料结构为“68.59%烧结矿+27.80%球团矿+2.46%块矿+0.14%钒钛球+1.01%硅石”，全厂综合原料成本构成情况见图1。

从图1看出，由于烧结矿为高炉的主要原料，其配比高达68.59%，因此在原料成本中占比最高，达到51.15%；其次是昕昊达球团，在成本中占比达到21.69%；自产竖球占比13.05%；周边球成本占比7.44%，其后依次是哈球、钒钛竖球、硅石，成本占比分别是3.66%、0.19%和0.14%。

（2）成本优化方向

目前各种原料价格，各种原料按其品位高低测算性价比从高到低排序结果为：烧结矿＞块矿＞自产竖球＞昕昊达和周边球＞哈球＞硅石。

因此，下一步优化配料及降低成本的方向主要还是要多配烧结矿，但前提是一定要保证烧结矿的品位不能再降低，有条件时应该提高其品位，为高炉增配烧结矿创造条件；其次是块矿在保证资源量及质量的前提下，适量增配块矿；此外，降低烧结矿中SiO2含量、在保证品位的前提下适当提高竖球SiO2含量，可以减少硅石配比、增加烧结矿配比，有利于降低原料成本。

4  低成本配料带来的问题

4.1  对炉况稳定顺行的影响

高炉生产所追求的指标优化、高产、长寿及低成本，其基础是首先要保持炉况的长期稳定顺行，如果没有炉况的稳定顺行，一切将无从谈起。随着公司低成本战略的深入推行，高炉综合入炉品位呈持续下降趋势，渣量大幅度上升；此外，作为料柱骨架作用的焦炭灰份、硫份较高，加之入炉碱、锌负荷高，造成高炉料柱透气性变差，风量回缩，炉况稳定性变差，操作调剂难度增大，对高炉长期稳定顺行造成潜在的威胁。

4.2  对其它费用的影响

由于品位下降，渣量上升，一是高炉铁前憋风现象明显，被迫缩短出铁间隔、增加出铁次数，造成耐辅材费用上升；二是燃料比上升，燃料成本上升；三是生铁产量下降，动力能源及其它费用上升。

此外，随着渣量的大幅度上升，炉前水渣处理能力逐步显现出不足，尤其1、2号高炉水渣处理系统的限制最为突出，时有水渣处理不及、分流放干渣的现象发生，给正常的生产组织带来困难。

5  结语

（1）合理的炉料结构是高炉高产、低耗、低成本的基础，酒钢经过多年的生产实践，确立了“以高碱度烧结矿为主，搭配酸性球团矿”的基本配料模式。

（2）近年来由于钢铁行业市场形势的影响，高炉配料从精料模式向低成本模式转变，造成高炉综合入炉品位大幅度下降，对高炉的操作调剂及生产组织提出了更高要求，需要不断摸索应对。

（3）酒钢高炉在“五高一低”（低品位、大渣量、高碱、高锌、焦炭高灰、高硫）条件下，为保证炉况稳定顺行，焦炭的质量不能太差，尤其要保证一定的热态强度指标，否则，最基本的稳定顺行将难以保证。