程祥

（阳春新钢铁责任有限公司）

摘  要  铁矿石还原性是评价铁矿石质量的重要指标之一，还原性好的铁矿石有利于高炉高生产率和低耗。文章利用排除法，以阳春新钢铁2017年数据为基准，遵循理论和经验，对除煤气CO2含量、炉顶温度以外影响燃料比的因素变化进行分析，得出2018年各月理论燃料比。然后，通过理论燃料比同实际燃料比的差值，得出铁矿石还原性对高炉燃料比的影响。

关键词  还原性  还原度  燃料比

铁矿石还原性是评价铁矿石质量的重要指标之一。但是目前还很难模拟高炉条件进行还原试验，也很难应用还原试验数据推算高炉生产指标。不过可以通过还原性测定，提供相对比较的数值[1]。同时，目前也还没有相关资料和文献验证铁矿石还原性（还原度）对高炉燃料比的具体影响。阳春新钢铁有限公司（以下简称“阳春新钢铁”）2018年3月份开始使用高还原度低碱纽曼块/PB块，入炉燃料比比2018年1~3月份、2017年同期均有下降。高炉燃料比受入炉综合品位、烧结矿FeO、烧结矿碱度、熟料率、焦炭质量(M40、M10、灰分、硫分、水分、粒度小于5mm比例、反应后强度、热反应性）、风温、富氧率、生铁含硅、煤气CO2含量、渣量、炉渣碱度、炉顶温度等因素影响。其中煤气CO2含量、炉顶温度对燃料比影响与入炉铁矿石还原度息息相关。本文利用排除法，以2017年数据为基准，遵循理论与经验，对除煤气CO2含量、炉顶温度以外影响燃料比的因素变化进行分析，得出2018年各月理论燃料比，然后，通过理论燃料比同实际燃料比的差值，分析得出铁矿石还原性对高炉燃料比的影响。

1  入炉铁矿石还原性

还原性是评价铁矿石质量的重要指标之一，还原性好的铁矿石在高炉冶炼中达到高生产率及实现低耗目的[1]。目前广泛用热天平减重法测定还原性，其指标有两种标示方法[1]：

还原度RI=[(WO-WF)/W1（0.43ω(TFe)-0.112ω(FeO)）]×104(%)

还原性指数RVI=dRI/dt (%/min) 

式中：WO一还原开始前试样质量，g;WF一还原结束时试样质量，g;W1—装入还原反应管的试样量，g;ω(Fe)一还原前试样的全铁质量分数，%；ω(Fe0)还原前试样的氧化亚铁质量分数，%。

1.1  块矿还原性情况 

阳春新钢铁入炉块矿以进口矿为主，在生产过程中根据铁矿市场和生产条件及需求，优化进口块矿品种。2017年入炉块矿以进口矿A为主；2018年1~9月以进口矿B、D、C为主。其中：进口矿A、D属于赤铁矿，比较致密，气孔率5.42%，还原度在49.81%~59.52%,平均53.79%。进口矿B、C属于褐铁矿，气孔率高，还原度80%左右。见表1。

1.2 球团矿还原性情况

阳春新钢铁入炉球团矿以进口球团为主，2017年1月至2018年9月份入炉球团矿有3个不同品种。以球团矿A为主，根据市场情况，搭配球团矿B和C使用。其中，球团矿A还原度最高78.62%球团矿C还原度78.56%。见表2。

1.3  烧结矿矿还原性情况

阳春新钢铁2017年烧结矿还原度平均83.95%。其中3、4、5月份的还原度处于较低水平，其他月份均在84%左右。2018年1~9月烧结矿还原度平均84.47%,其中，3、5、6月份的还原度处于82.5%左右的水平，其它月份均高于84%。2018年除6月和9月烧结矿还原度低于2017年同期，其它各月烧结矿还原度均高于2017年同期，年度平均高0.78%，如图1所示。

2  炉料结构及还原度情况

阳春新钢铁高炉炉料一直保持“烧结矿+进口块矿+球团矿”模式。其中：2017年进口块矿以进口矿A为主，平均配比12.7%；球团矿以球团矿A为主，配比保持10%的水平；烧结矿入炉比例基本都保持在75%以上。进口球团矿A因进厂批次不同，还原度有波动；因烧结矿还原度不稳定，2017年入炉炉料综合还原度略有小幅度变化，平均78.6%，具体见表3。

2018年入炉进口矿逐渐由高还原度进口矿B、C代替低还原度进口矿A、D。具体情况如下：2018年3月下旬，高炉使用部分高还原度的进口矿B/C替代部分低还原度矿A；2018年6月完全由进口矿B/C替代进口矿A；2018年4月份因使用低硅进口矿B/C，高炉炉渣R2偏高，搭配硅石平衡碱度。进口矿B/C、球团矿因进厂批次不同，还原度波动，同时烧结矿还原度不断变化，2018年入炉炉料综合还原度波动较大，平均81.44%，具体见表4。

3  燃料比及变化情况

2017年平均燃料比520.59kg/t，其中12月份因转炉大修、高炉同步检修，燃料比最高达到549.25kg/t；2018年平均燃料比515.84kg/t，其中1月份转炉大修，高炉同步检修，燃料比最高达到531.92kg/t；2017年10月份开始炉况小幅度波动，燃料比开始上升，2018年4月份燃料比下降，且稳定，如图2所示。

2017年10~12月两座高炉炉况均有不同程度的波动，高炉各项工艺参数发生变化，数据无可对比性；2017年12月~2018年1月中、下旬转炉大修，高炉同步检修，高炉各项工艺参数发生变化，数据无可对比性；2017年3月1号高炉发生炉凉事故，生产不正常，数据无可对比性。采用正常生产期间2017年4~9月、2018年4~9月生产数据进行同期燃料比对比分析，具体见表5。

4  影响高炉燃料比分析——技术、工艺指标、焦炭质量对燃料比影响

阳春新钢铁利用高炉各项生产数据，结合生产实践，应用理论和操作经验分析、校正入炉综合品位、烧结矿FeO、烧结矿碱度、熟料率、焦炭质量（M40、M10、灰分、硫分、水分、粒度小于5mm为例、反应后强度、热反应性）、风温、富氧率、生铁含硅、渣量、炉渣碱度等因素对高炉燃料比的影响，具体见表6。其中煤气CO2含量、炉顶温度对燃料比影响间接反映了入炉铁矿石还原度对燃料比的影响，未进行校正。

以2017年4~9月各项技术、工艺指标、焦炭质量数据为基础（除去煤气CO2含量、炉顶温度），与2018年数据对比，遵循理论和经验，对影响焦比变化因素分析研究：2018年4~9月份理论预测燃料比比2017年同期实际燃料比平均下降1.78kg/t，具体见表7；2018年4~9月份实际燃料比比理论预测平均低4.70kg/t，具体见表8。

5  燃料比与炉料还原度关系分析

2018年4~9月每个月入炉炉料还原度均比2017年4~9月同期高，平均高3.91%，具体见表9。

理论分析、经验总结，研究得出，2018年4~9月份实际燃料比同理论预测燃料比的差值，是炉料还原度上升造成的。根据炉料还原度和燃料比变化数值分析，得出线性关系：

燃料比△=-0.7007×炉料还原度△。

即：炉料还原度每升高1%，燃料比下降0.7007kg/t。同时，随着炉料还原度的升高，对燃料比影响呈缓慢下降的趋势，如图3所示。

6  结语

铁矿石还原性是评价铁矿石质量的重要指标之一，还原性好的铁矿石有利于高炉高生产率和低耗。利用排除法，遵循理论、经验总结，分析得出：随着炉料还原度的升高，高炉燃料比有一定幅度的下降，与理论一致。根据阳春新钢铁的原料条件和生产情况，炉料还原度每升高1%，高炉燃料比下降0.7007kg/t。

7  参考文献

[1] 王筱留.钢铁冶金学[M].北京：化学工业出版社，2013.

[2] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2002.