王維興      中國金屬學(xué)會(huì)

摘要：本文通過數(shù)據(jù)和公式闡述了優(yōu)化高爐煉鐵原燃料的質(zhì)量和冶金性能既是高爐高效化、大型化、長壽化、節(jié)能減排的前提條件，也是降低污染物排放，實(shí)現(xiàn)綠色制造的基本條件。高爐煉鐵是以精料為基礎(chǔ)，必須用科學(xué)發(fā)展觀來采購原燃料。

關(guān)鍵詞:精料 燒結(jié) 球團(tuán)  塊礦 焦炭

1  高爐煉鐵爐料質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)有重要意義

煉鐵學(xué)基本理論和高爐生產(chǎn)實(shí)踐均證明，優(yōu)化高爐煉鐵原燃料的質(zhì)量和冶金性能既是高爐高效化、大型化、長壽化、節(jié)能減排的前提條件，也是降低污染物排放，實(shí)現(xiàn)綠色制造的基本條件，又是提高噴煤比、降低燃料比（焦比和噴煤比）實(shí)現(xiàn)低碳煉鐵的基礎(chǔ)條件。所謂優(yōu)化爐料質(zhì)量即是提高入爐料的質(zhì)量，即是入爐礦含鐵品位高，高爐產(chǎn)生的渣量少和好的原燃料冶金性能等。希望大高爐做到入爐礦品位≥58%、爐料中含低SiO2、低Al2O3、低MgO，高爐渣比在300kg/t鐵以下，焦炭的M10＜7%,反應(yīng)性（CRI）≤25%，反應(yīng)后的強(qiáng)度在≥65%等，這是保證高爐生產(chǎn)高效、低耗和大噴煤的必要條件。

1.1  高爐煉鐵是以精料為基礎(chǔ)

《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》規(guī)定：“企業(yè)應(yīng)積極采用精料入爐、富氧噴吹、大型高爐……先進(jìn)工藝技術(shù)和裝備。

國內(nèi)外煉鐵工作者均公認(rèn)，高爐煉鐵是以精料為基礎(chǔ)。精料技術(shù)對(duì)高爐生產(chǎn)指標(biāo)的影響率在70%，工長操作水平的影響占10%，企業(yè)現(xiàn)代化管理水平占10%，設(shè)備作業(yè)水平占5%，外界因素（動(dòng)力、供應(yīng)、上下工序等）占5%。在高冶煉強(qiáng)度、高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量變化對(duì)高爐指標(biāo)的影響率在35%左右。

煉鐵精料技術(shù)的內(nèi)涵：

精料技術(shù)的內(nèi)容有：高、熟、穩(wěn)、均、小、凈,少,好八個(gè)方面。

⑴ 高：入爐礦含鐵品位高，原燃料轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度高，燒結(jié)礦堿度高。

入爐礦石鐵品位高是精料技術(shù)的核心，其作用：入爐礦品位在57%條件下，品位升高1%，焦比降1.0%~1.5%，產(chǎn)量增加1.5%~2.0%,噸鐵渣量減少30公斤,允許多噴煤粉15公斤.；入爐鐵品位在52%左右時(shí)，品位下降1%，燃料比升高2.0%~2.2%。高堿度燒結(jié)礦是堿度在1.8~2,2（倍），爐料的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度高、還原性好。焦炭的M40≥83%、球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度≥2500牛/球等。不同容積的高爐對(duì)焦炭、球團(tuán)礦質(zhì)量要求見表8、表5.

⑵ 熟：指熟料（燒結(jié)和球團(tuán)礦）入爐比例比要高，一般>80%。不同容積高爐生產(chǎn)要求的熟料比情況，詳見表3.

⑶ 穩(wěn)：入爐的原燃料質(zhì)量和供應(yīng)數(shù)量要穩(wěn)定。要求爐料含鐵品位波動(dòng)±<0.5%，堿度波動(dòng)±<0.08（倍），F(xiàn)eO含量波動(dòng)±≤1.0%，合格率大于80%~98%等。詳見表4和表5。

⑷ 均：入爐的原燃料粒度要均勻。詳見表7

⑸ ?。喝霠t的原燃料粒度要偏小，詳見表7。

⑹凈：入爐的原燃料要干凈，粒度小于5mm占總量比例的5%以下，5~10mm粒級(jí)占總量的30%以下。

⑺ 少：入爐的原燃料含有害雜質(zhì)要少。祥見表10.

⑻好：鐵礦石的冶金性能要好：還原性高（塊礦>60%，燒結(jié)礦＞80%，球團(tuán)礦＞60%）、軟融溫度高（1200℃以上）、軟融溫度區(qū)間要窄（100~150℃）、低溫還原粉化率和膨脹率要低（一級(jí)<15%，二級(jí)<20%））等。

1.2用科學(xué)發(fā)展觀來采購原燃料

用精料技術(shù)的內(nèi)容來判斷鐵礦石性能的優(yōu)劣，不能只看其價(jià)格，還要看它的化學(xué)成分和物理性能，以及使用效果（鐵礦石造塊和高爐冶煉）。要用技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的辦法進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和評(píng)價(jià)，找出合理采購鐵礦石的品位和性能的數(shù)值(還要看高爐冶煉效果)。算賬不能只計(jì)算到采購及煉鐵效果，還要看對(duì)煉鋼、軋鋼，以致對(duì)全公司的影響。所以，買低品位鐵礦石要有個(gè)度。還要研究其對(duì)能耗和環(huán)境的影響。

韓國、日本和寶鋼買煤，要求煤的熱值要大于7400大卡。我國有些企業(yè)在買6500大卡的煤。這樣，企業(yè)之間的能耗水平就不是在一個(gè)起點(diǎn)上的對(duì)標(biāo)。我國煉鐵用焦炭灰分一般在12.5%左右。歐美國家煉鐵用的焦炭灰分要比我國低3%左右。這樣，我國與他們的燃料比就有不可比性。韓國FINIX所用的煤灰分在6~8%，入爐鐵品位在61%，所消耗的煤炭為710kg/t（比高爐能耗高）。焦炭質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)指標(biāo)影響是很大的，特別是企業(yè)之間的噸鋼綜合能耗、煉鐵工序能耗進(jìn)行對(duì)標(biāo)，要作一定條件下具體分析，特別要注重所用焦炭的質(zhì)量情況。焦炭質(zhì)量對(duì)高爐的影響見表1：

煉焦配煤用主焦煤、三分之一主焦煤、肥煤、氣煤、瘦煤等?，F(xiàn)在，國內(nèi)外出現(xiàn)采購來的煤不是單一煤種，是混煤。造成再按五種煤進(jìn)行配煤煉焦，出現(xiàn)假象，使焦炭質(zhì)量下降，給煉鐵產(chǎn)生負(fù)面影響。我們要用煤巖學(xué)的辦法去分析煤的G值、Y值、反射率等指標(biāo)，來判斷煤的性質(zhì)，再進(jìn)行采購和煉焦配煤。外購焦炭的企業(yè)要特別注意獨(dú)立焦化廠煉焦煤配比和焦炭質(zhì)量的變化，它對(duì)高爐生產(chǎn)影響太大了。

1.3原燃料質(zhì)量對(duì)企業(yè)節(jié)能減排有重大影響

煉鐵系統(tǒng)的能耗占鋼鐵企業(yè)總用能的70%，成本占30%~40%，污染物排放占70%。所以說，煉鐵系統(tǒng)要完成聯(lián)合企業(yè)的節(jié)能減排、降成本重任。鋼鐵聯(lián)合企業(yè)用能源結(jié)構(gòu)有80%以上是煤炭，主要也是煉鐵用焦炭和煤粉，燒結(jié)用煤量（固體燃耗）較少。2019年上半年中鋼協(xié)會(huì)員企業(yè)煉鐵燃料比為536.09kg/t,焦比為357.04kg/t,小焦比34.33kg/t,煤比為144.72kg/t，指標(biāo)比上年同期均有所劣化，是原燃料質(zhì)量變化所致。

鋼鐵企業(yè)節(jié)能思路是：首先是要減量化用能，體現(xiàn)出節(jié)能工作要從源頭抓起。第二是要提高能源利用效率，第三是提高二次能源回收利用水平。減量化用能工作的重點(diǎn)是要降低煉鐵燃料比和降低能源虧損等。目前，我國煉鐵燃料比與國際先進(jìn)水平的差距在50~60kg/t左右。主要原因是，我國高爐入爐礦石含鐵品位低，熱風(fēng)溫度偏低、焦炭灰分高等造成的。在高冶煉強(qiáng)度和高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量對(duì)高爐的影響率將達(dá)到35%左右。也就是說，焦炭質(zhì)量已成為極重要的因素。近年來，一些大型高爐出現(xiàn)失常，主要原因是焦炭質(zhì)量惡化和成分波動(dòng)大，高爐操作如沒進(jìn)行及時(shí)合理的調(diào)整，會(huì)影響高爐燃料比（焦比、煤比、小塊焦比）變化，影響燃料比變化的主要因素見表2.

從表2可看出，M10變化±0.2%，燃料比將變化7kg/t，比焦炭的其它指標(biāo)對(duì)高爐指標(biāo)的作用都大。所以，我們應(yīng)十分關(guān)注M10的變化，希望其值≤7%。

1.4新修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)GB50427-2015《高爐煉鐵工程設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)不同容積的高爐使用燒結(jié)、焦炭、球團(tuán)、入爐塊礦、煤粉質(zhì)量均有具體要求。祥見表3~10.

要切斷燒結(jié)機(jī)頭除塵灰、高爐布袋除塵灰（含堿金屬高），不再回高爐煉鐵系統(tǒng)（使堿金屬富集）；將這些灰，加石灰粉，造球、干燥，給轉(zhuǎn)爐煉鋼用。鞍鋼已這么做了（獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)）

堿金屬中的鉀對(duì)爐料、耐火材料的破壞作用比鈉高十倍，一定要降低爐料中鉀的含量。不要采購含鉀高的爐料（鐵礦石、焦炭、噴吹煤）。

對(duì)使用含堿金屬高的高爐，要進(jìn)行定期洗爐定期洗爐（采用低堿度），有利于爐渣排堿。

1.5高爐煉鐵生產(chǎn)對(duì)鐵礦石質(zhì)量的要求

1.5.1  鐵礦石造塊技術(shù)對(duì)鐵粉礦的質(zhì)量要求：

鐵礦粉分為燒結(jié)粉和球團(tuán)精粉兩類，對(duì)兩類的質(zhì)量要求列于表11、12

1.5.2高爐煉鐵對(duì)塊礦的質(zhì)量要求：

對(duì)直接用于高爐冶煉塊礦質(zhì)量要求包括化學(xué)成分，物理性能和冶金性能三個(gè)方面，分為三級(jí)列于表13 要全面評(píng)價(jià)和考核塊礦性能，注意爐料冶金性能的匹配。塊礦使用存在的問題：有些塊礦含粉率高，還原性及高溫軟熔性能不穩(wěn)定，難以檢測熱裂性（不具代表性），有些塊礦有害元素含量超標(biāo)。

1.5.3高爐煉鐵對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量要求：

燒結(jié)礦是我國高爐煉鐵的主要原料（占爐料結(jié)構(gòu)的75%左右），它的質(zhì)量很大程度上影響著高爐的指標(biāo)，因此高爐煉鐵應(yīng)十分重視燒結(jié)礦的質(zhì)量，配料希望不加MgO，對(duì)其的質(zhì)量要求列于表14

說明：

1）燒結(jié)礦TI+6.3mm代表燒結(jié)礦運(yùn)輸和轉(zhuǎn)運(yùn)過程的破損程度，并不代表燒結(jié)礦在高爐內(nèi)的強(qiáng)度；

2）燒結(jié)礦TI-0.5mm代表是抗磨損性能，一定程度上表征燒結(jié)礦在高爐內(nèi)抗擠壓摩擦的性能；

3）燒結(jié)礦FeO雖然一定程度改善燒結(jié)礦強(qiáng)度，但影響還原性的同時(shí)，不利于燒結(jié)礦的高溫軟化和熔化性能。

4）MgO含量對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的價(jià)值。MgO含量對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量而言是一個(gè)負(fù)能量元素，它有利于改善燒結(jié)礦的低溫還原粉化性能還是建立在降低燒結(jié)礦還原性上得到的。MgO含量在燒結(jié)過程中易與Fe3O4反應(yīng)生成鎂磁鐵礦（MgO ·Fe3O4），阻礙Fe3O4在燒結(jié)過程中氧化為Fe2O3，降低鐵酸鈣相的生成，造成成品燒結(jié)礦的冷強(qiáng)度和還原性降低。故建議，不要在燒結(jié)生產(chǎn)中添加白云石。希望燒結(jié)中MgO含量＜1.8%.

5）SiO2含量對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的價(jià)值。SiO2是燒結(jié)礦質(zhì)量的一個(gè)重要元素，在燒結(jié)生產(chǎn)中SiO2是燒結(jié)生成渣相的主要組分，也是燒結(jié)生產(chǎn)鐵酸鈣粘結(jié)相的重要組分。在燒結(jié)礦生產(chǎn)中，SiO2含量既不能太低也不能過高，最佳含量為4.6~5.3%[7]，0.1~0.3的Al2O3/SiO2是形成復(fù)合鐵酸鈣的重要條件，當(dāng)SiO2含量低于4.6%，會(huì)因?yàn)樵嗖蛔阌绊憻Y(jié)礦的強(qiáng)度；當(dāng)SiO2高于5.3%后，隨硅酸鹽渣相增大將影響燒結(jié)礦的強(qiáng)度和冶金性能。

6）燒結(jié)礦冶金性能的價(jià)值

燒結(jié)礦的冶金性能包括：900℃還原性（RI），500℃低溫還原粉化（RDI），荷重還原軟化性能（TBS，TBE，△TB）和熔滴性能（TS、Td、△T、 △Pm,S值），這些性能是反應(yīng)燒結(jié)礦在高爐冶煉過程中性狀的，燒結(jié)礦冶金性能有什么價(jià)值呢？這要從高爐過程各帶的透氣阻力說起，詳見高爐內(nèi)各帶透氣阻力圖（示圖1）。

通過高爐解剖和實(shí)測發(fā)現(xiàn)：高爐爐內(nèi)含鐵爐料存在的狀態(tài)，可以分為塊狀帶、軟化帶和熔融滴落三種狀態(tài)。高爐上部塊狀帶的阻力損失占高爐總壓損的15%；處于爐身下部和爐腰部位的軟化帶的阻力損失占總壓損的25%；處于爐腹部位的熔融滴落帶的阻力損失占高爐總壓損的60%。因此影響高爐順行的主要部位在高爐下部的熔滴帶。正因如此，保持高爐長期穩(wěn)定順行的新理念是：高爐操作以控制高爐下部爐腹煤氣量指數(shù)為主，輔之以高爐上部布料操作，形成大平臺(tái)加小漏斗的煤氣分布曲線。

900℃還原性的優(yōu)劣不僅影響高爐上部煤氣利用率，同時(shí)還影響其軟熔性能，即影響高爐下部的透氣性，因此它是一項(xiàng)基本的冶金性能，一般堿度1.9的高堿度燒結(jié)礦，其RI值應(yīng)大于85%。

7）燒結(jié)礦的MgO和Al2O3含量對(duì)高爐冶煉主要操作指標(biāo)的影響。MgO和Al2O3都是高爐爐渣的重要成分，一定量的MgO含量有利于改善爐渣的流動(dòng)性，并有利于脫硫和脫堿，考慮到MgO對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量主要是負(fù)面影響，而燒結(jié)礦提高M(jìn)gO含量會(huì)明顯增加燒結(jié)礦成本，當(dāng)然也增加了生鐵成本，故近年來不少高爐提倡低MgO/Al2O3冶煉，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國已有40多座高爐將MgO/Al2O3從0.65降低到低于0.5的水平，在常態(tài)下，燒結(jié)礦MgO含量應(yīng)控制在1.6%~1.8%，不要高于2.0%；在高爐渣Al2O3不高于17%的條件下，MgO不高于9%是合理的。正常情況下，燒結(jié)礦的Al2O3含量不高于2%，近幾年隨著進(jìn)口鐵礦資源Al2O3含量不斷升高，我國燒結(jié)礦和高爐渣的Al2O3含量都有升高的趨勢，但為了降低成本去采購高Al2O3礦，實(shí)行高鋁、高鎂、大渣量、高燃料比的做法是不科學(xué)不合理的，它不僅與高爐煉鐵的精料方針背道而馳，也達(dá)不到低成本高效益的目的。

一般情況下爐渣的Al2O3含量保持在13~15%的水平，高于15%后，會(huì)降低爐渣的流動(dòng)

性和脫硫效果，已有的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，高爐渣的Al2O3含量不高于17%，能保持高爐的穩(wěn)定和順行。

1.5.4高爐煉鐵對(duì)球團(tuán)礦的質(zhì)量要求：

球團(tuán)礦也是高爐煉鐵的一種主要原料，它的優(yōu)勢在高品位、低Si02，高M(jìn)gO它是高爐煉鐵的優(yōu)質(zhì)原料，對(duì)球團(tuán)礦的質(zhì)量要求列于表16 

不同的操作制度，可適應(yīng)不同的爐料質(zhì)量，取得最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，得到低成本。如沙鋼5800M3高爐的爐料質(zhì)量比京唐高爐用爐料質(zhì)量差；但沙鋼開發(fā)出適應(yīng)本企業(yè)爐料質(zhì)量的優(yōu)化布料技術(shù)，適宜的鼓風(fēng)動(dòng)能，富氧12.62%，煤比174.98kg/t,煤氣CO2含量達(dá)23.70%，爐缸活躍，鐵水溫度充沛，煉鐵工序能耗363.09kgce/t,鐵水成本較低，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，各企業(yè)要尋找適合本企業(yè)爐料質(zhì)量的高爐操作制度，求得優(yōu)化的指標(biāo)和底成本。

1.5.5焦炭質(zhì)量的四個(gè)指標(biāo)對(duì)高爐煉鐵的影響：

第一：冶金焦炭的化學(xué)成分、灰分和S含量對(duì)降低焦比有顯著的影響，灰分增加1％，焦比要升高5～7kg/t，高爐產(chǎn)量會(huì)降低2％～3％，S含量每增加0.1％，焦比要升高3.5～6kg/t，高爐產(chǎn)量要下降2％～3％。因此應(yīng)通過煉 焦的配煤有效降低冶金焦炭的灰分和S含量（Ad<12.5％，St.d<0.7％）。

第二：冶金焦炭強(qiáng)度對(duì)降低入爐焦比的影響，最突出的因素是M10,關(guān)于高爐原燃料條件對(duì)操作指標(biāo)的定量分析〔9〕指出焦炭M10每增加1％，焦比增加11.48kg/t ，燃料比增加14.75kg/t，提出3200m3以上的大高爐M10應(yīng)<5.5％。對(duì)于>1000m3的高爐，要求M10<7％。

第三：由于多年來焦比的下降，焦炭負(fù)荷逐年增加，作為支撐料柱骨架作用的焦炭熱態(tài)性能越來越突出和重要，焦炭支柱的透液和透氣性決定著高爐下部的透氣性指數(shù)和爐腹煤氣指數(shù)，特別是大高爐順行和穩(wěn)定的重要條件，因此要重視改善冶金焦炭的熱態(tài)性能，即降低焦炭的反應(yīng)性和提高其熱強(qiáng)度。最新的定量數(shù)據(jù)〔9〕，CRI每增加1％，焦比增加0.35kg，燃料比增加0.75kg；CSR每提高1％，焦比可降低0.52kg，燃料比可降低0.54kg。

第四：高爐煉鐵進(jìn)一步降低燃料比的需要，應(yīng)擴(kuò)大高爐上部的間接還原區(qū)，提高高爐下部焦炭的熱強(qiáng)度，降低爐腹煤氣指數(shù)，要求與鐵礦石混裝入爐的小焦丁要提高其反應(yīng)性（CRI>30％），促進(jìn)高爐上部的中溫還原，改善煤氣利用率；對(duì)入爐塊狀焦，要求有較低的反應(yīng)性（CRI<24%）和較高的熱強(qiáng)度（CSR>67％），這就是日本對(duì)入爐的小焦丁要作催化處理和對(duì)入爐的大焦塊作負(fù)催化處理技術(shù)。

2  優(yōu)化配礦技術(shù)

優(yōu)化配礦是要實(shí)現(xiàn)鐵礦石的性質(zhì)與燒結(jié)和球團(tuán)指標(biāo)之間的內(nèi)在關(guān)系。我們要在滿足燒結(jié)、球團(tuán)質(zhì)量要求和礦石供應(yīng)條件的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化配礦使礦石（單一或混合礦）具備優(yōu)良的制粒性能、成礦性能，造出的熟料，能使高爐取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。首先，要掌握鐵礦石的制粒性能、成礦行為，找出影響造塊（燒結(jié)、球團(tuán)）質(zhì)量的主要因素，分析出鐵礦石成分、性能與熟料質(zhì)量之間的相關(guān)內(nèi)在聯(lián)系；在滿足熟料質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)最低成本的配礦方案。

2.1鐵礦石優(yōu)化配礦技術(shù)

針對(duì)鐵礦粉的優(yōu)化配礦技術(shù)已被普遍重視，為企業(yè)擴(kuò)大鐵礦資源，降低燒結(jié)和煉鐵成本、提高企業(yè)競爭力，提供了有效支撐。優(yōu)化配礦技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已不在停留在化學(xué)成分、成本的簡單要求，而是結(jié)合鐵礦粉燒結(jié)條件下的高溫?zé)Y(jié)性能，其在燒結(jié)過程中的作用和貢獻(xiàn)，鐵礦粉之間性能差異與性能互補(bǔ)性，合理的利用不同類型的鐵礦粉層面。中南大學(xué)姜濤等人針對(duì)褐鐵礦、釩鈦磁鐵礦、含氟鐵礦、鏡鐵礦、赤鐵礦/褐鐵礦混合鐵礦等的應(yīng)用問題，建立了快速評(píng)價(jià)鐵礦石成礦性能的鐵酸鈣生成曲線法，揭示了含鐵原料基本物化性能與制粒、成礦性能的關(guān)系，提出了基于調(diào)控粘附粉含量、成分、比表面積和核顆粒礦物組成的配礦標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)出化配礦綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，解決了多品種、難于造塊鐵礦資源快速優(yōu)化配礦的難題。工業(yè)生產(chǎn)采用該技術(shù)后，使褐鐵礦、鏡鐵礦配比分別增加20%、10%以上，燒結(jié)原料成本降低了25元/t以上。

2.2 鐵礦石含鐵品位綜合評(píng)價(jià)方法

所謂鐵礦石品位綜合評(píng)價(jià)法是不僅考慮鐵礦石的品位，同時(shí)兼顧鐵礦石的有價(jià)成分和負(fù)價(jià)成分，即堿性脈石的價(jià)值和酸性脈石的影響，具體表達(dá)式依爐渣的二元堿度（R2）還是四元堿度（R4）列為兩式：

TFe（R2綜）=TFe×[100+2R2(SiO2+ Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100%…〈1〉

TFe（R4綜）=TFe×[100+2R4(SiO2+ Al2O3)-2(CaO+MgO)]-1×100%…〈2〉

式中R2、 R4分別為二元和四元爐渣堿度，SiO2、Al2O3、CaO和MgO均為鐵礦石的化學(xué)成分含量（%）。

該兩個(gè)表達(dá)式可說明鐵礦石的實(shí)際品位，既考慮了堿性脈石（CaO+MgO）的作用，又扣除了酸性脈石（SiO2+ Al2O3）作為渣量的源頭對(duì)品位造成的影響，這就是鐵礦石的實(shí)際品位。這種綜合評(píng)價(jià)法所不足的是尚沒有考慮有害雜質(zhì)對(duì)品位造成的影響（有害元素增加1%，高爐生產(chǎn)增加成本30~50元/噸），下面以表達(dá)式〈2〉舉2個(gè)實(shí)例作計(jì)算和分析說明。

例1：寶鋼進(jìn)口巴西的高品位低SiO2低Al2O3礦的實(shí)際綜合品位分析。

實(shí)例分析：由以上兩個(gè)實(shí)例可以說明，鐵礦石的脈石含量對(duì)其實(shí)際品位有直接影響。在寶鋼條件下，進(jìn)口鐵礦石的綜合品位僅比標(biāo)出品位低不足2.0%：品位差△Tfe=標(biāo)出品位一綜合品位=67.5%-65.6%=1.9%。而對(duì)沿海某企業(yè)的高SiO2高Al2O3礦而言，情況就大不一樣，品位差△Tfe=60.0%-51.22%=8.78%因此購買鐵礦石必須考慮脈石的含量，特別要注意酸性脈石(SiO2+ Al2O3)對(duì)綜合品位的影響，達(dá)到合理的性價(jià)比。正因?yàn)榈V石的Al2O3含量會(huì)影響爐渣Al2O3和MgO含量，因此計(jì)算應(yīng)考慮爐渣的四元堿度，而非二元堿度，故建議應(yīng)采用計(jì)算式〈2〉作為鐵礦石品位綜合評(píng)價(jià)法。

2.3鐵礦石冶金價(jià)值的評(píng)價(jià)方法：

這一評(píng)價(jià)法是前蘇聯(lián)M.A.巴甫洛夫院士提出的鐵礦石冶金價(jià)值的計(jì)算方法（公式）：P1=(F÷f)(p-C×P2-c×P3-g) …〈3〉

式中：P1為鐵礦石的價(jià)值（元/t），   F為鐵礦石的品位（%）

f為生鐵的含鐵量（%）        P為生鐵車間成本（元/t）

C為焦比（t/t）              P2為焦炭價(jià)格（元/t）

c為生鐵熔劑消耗（t/t）     P3為熔劑價(jià)格（元/t）

g為煉鐵車間加工費(fèi)（元/t）

 M.A.巴甫洛夫院士提出的上述計(jì)算公式〈3〉，是上世紀(jì)四十年代的事，當(dāng)時(shí)鐵礦石的品種很單一，主要是天然塊礦入爐，當(dāng)時(shí)高爐煉鐵還沒有噴煤，有害雜質(zhì)對(duì)礦石冶煉價(jià)值的影響，也不如當(dāng)代認(rèn)識(shí)的突出，因此是一個(gè)很有水平的鐵礦石價(jià)值計(jì)算公式，它既考慮了鐵礦石的品位，同時(shí)考慮焦比和熔劑消耗的因素，它直接計(jì)算出了鐵礦石在某廠條件下的利用價(jià)值，計(jì)算出來的數(shù)據(jù)直觀所用鐵礦石到廠的最高價(jià)，若購買超過P1的價(jià)格，就意味著采用這種價(jià)格的鐵礦石冶煉工廠就要虧本。

2.4鐵礦石極限價(jià)值和實(shí)用價(jià)值評(píng)價(jià)方法：

根據(jù)現(xiàn)代高爐煉鐵噴煤和有害元素對(duì)礦石冶煉價(jià)值的影響，也參照了國內(nèi)邯鋼和華菱集團(tuán)漣鋼對(duì)M.A.巴甫洛夫院士計(jì)算公式的修正意見，提出一個(gè)簡單易行的直接入爐鐵礦石價(jià)格的評(píng)價(jià)方法（計(jì)算公式）：

鐵礦石的剩余價(jià)值P1=PM-PS…………〈4〉

式中PM為鐵礦石用于冶煉的極限價(jià)值，PS為鐵礦石的實(shí)用價(jià)值。

2.4.1礦石的極限價(jià)值：

PM=(F÷f)(P-C1×P1-C2×P2- C3×P3- C4×P4-g) …〈5〉

〈5〉式中的含義是鐵礦石的極限價(jià)值等于生鐵成本減去焦炭、噴煤熔劑、有害雜質(zhì)的消耗加上車間加工費(fèi)之和。

〈5〉式中：F、f、P和g與〈3〉式中相同。

C1、P1為焦比（t/t）和焦炭的價(jià)格（元/t）

C2、P2為噴煤比（t/t）和煤粉的價(jià)格（元/t）

C3、P3為煉鐵熔劑消耗（t/t）和熔劑的價(jià)格（元/t）

C4、P4為有害雜質(zhì)總量（kg/t）和其當(dāng)量價(jià)值（元/kg）

例3：設(shè)某廠買入的鐵礦石品位(F)為62%，生鐵的含鐵量（f）為95%，生鐵的成本價(jià)格（P）為2800元/t，煉鐵焦比（C1）為380kg/t，焦炭的價(jià)格為2000元/t，噴煤比(C2)160kg/t，煤粉的價(jià)格（P2）為900元/t。噸鐵有害雜質(zhì)總量為3.5kg/t，有害雜質(zhì)的當(dāng)量價(jià)值(P4)為30元/kg,將以上數(shù)據(jù)代入〈5〉式得：

PM=62%/0.95×(2800-0.38×2000-0.16×900-0.145×120-3.5×30-120)

= 62%/0.95×（2800-760-144-17.4-105-120）

= 62%/0.95×（2800-1146.4）

= 1079.14元/t

例3計(jì)算的結(jié)果告訴我們，在已知的條件下，62%品位鐵礦石的最高買價(jià)（PM）為1079. 14元/t，若超過此值，煉鐵會(huì)虧本。

4.2鐵礦石實(shí)用價(jià)值：

PS=C1×Tfe+C2(CaO+MgO)-C3(SiO2+Al2O3)-C4(CaO+MgO+SiO2+Al2O3

 +S+P+5×K2O+Na2O+PbO+ZnO+ As2O3+CuO+5CL) …………  〈6〉

式中C1為鐵礦石的平均成本（元/tFe）C2為礦石中堿性脈石(CaO+MgO )的價(jià)值，C3為礦石中酸性脈石（SiO2+Al2O3)消耗熔劑的當(dāng)量價(jià)值， 

C4為礦石中除Fe元素外其他元素消耗燃料的當(dāng)量價(jià)值。 

式中其余符號(hào)均為鐵礦石的化學(xué)成分。 

〈6〉式的直觀性很強(qiáng)，即鐵礦石的實(shí)用價(jià)值等于其有價(jià)元素價(jià)值之和與負(fù)價(jià)元素消耗之和的差值。 

說明在上兩種條件下，鐵礦石有4.08元/t的剩余價(jià)值。相當(dāng)于采用此礦價(jià)冶煉一頓生鐵有4.08×1.65=6.73元的效益，可見效益甚微。

注：本例題C1、C2、C3和C4的設(shè)定是根據(jù)長治鋼鐵公司的設(shè)定值由礦價(jià)的漲幅作適當(dāng)調(diào)整而來的（原長鋼的設(shè)定值C1=585，C2=100，C3=172，C4=143），本例題中1800是根據(jù)平均礦價(jià)1200元/t，冶煉一頓生鐵，采用63.5%品位需用1.5噸礦，得噸鐵平均礦價(jià)1800元.C2、C3、C4各企業(yè)可根據(jù)本企業(yè)的實(shí)際數(shù)據(jù)作修正。

以上鐵礦石的極限價(jià)值和實(shí)用價(jià)值適用于直接入爐的塊礦和球團(tuán)礦，不適用于燒結(jié)生產(chǎn)和球團(tuán)礦生產(chǎn)的粉礦和精粉。因?yàn)榉鄣V和精粉的實(shí)用價(jià)值還受著其燒結(jié)特征和球團(tuán)焙燒特性的影響。

2.4.3燒結(jié)粉和球團(tuán)精粉價(jià)值評(píng)價(jià)方法：

已有的文獻(xiàn)資料，對(duì)燒結(jié)粉的價(jià)值評(píng)價(jià)傾向于用單燒值的燒結(jié)指標(biāo)和冶金性能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，再根據(jù)所用燒結(jié)礦的煉鐵價(jià)值去推算鐵礦粉的價(jià)值，而且以自熔性燒結(jié)礦為基礎(chǔ)。筆者認(rèn)為這實(shí)際上是很難實(shí)現(xiàn)的，北科大許滿興教授曾對(duì)十八種進(jìn)口鐵礦粉的單燒指標(biāo)作過質(zhì)量分析，進(jìn)行單燒試驗(yàn)的料層厚度不同，堿度不同配比和混合料水分不同，且目前全國都生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦，難以做出統(tǒng)一的價(jià)值評(píng)價(jià)，在燒結(jié)生產(chǎn)中，各種礦的配比是根據(jù)合理的配礦實(shí)現(xiàn)的，它的基礎(chǔ)還是化學(xué)成分（包括燒損和有害雜質(zhì)），物理性能和高溫特性。因此作者認(rèn)為對(duì)燒結(jié)粉礦的價(jià)值評(píng)價(jià)最基本的還是鐵礦粉的化學(xué)成分（包括有價(jià)成分、負(fù)價(jià)成分和有害元素）和物理特性（燒損、粒度和粒度組成），對(duì)目前已知各種礦粉的高溫特性（同化性，液相流動(dòng)性、粘結(jié)相強(qiáng)度，生成鐵酸鈣能力和固相連接晶體能力，也包括晶體顆粒大小，水化程度等）和已有的分類（A類B類C類礦）要加以適當(dāng)考慮（作修正系數(shù)，但這常規(guī)還是通過合理配礦解決），至于用于球團(tuán)生產(chǎn)的精粉也很復(fù)雜，同樣是赤鐵礦精粉，中國的、巴西的和印度的均有各自的不同特征。但對(duì)鐵礦粉價(jià)值評(píng)價(jià)最基本的還是品位和化學(xué)成分，粒度和粒度組成包括（LOI）值，基于以上分析，我們認(rèn)為對(duì)用于燒結(jié)和球團(tuán)生產(chǎn)的粉礦和精礦粉，它們的價(jià)值主要還是應(yīng)采用品位綜合評(píng)價(jià)法加上有害元素影響，燒損和粒度組成的調(diào)整方法比較簡易實(shí)用。

鐵礦粉的價(jià)值評(píng)價(jià)法用TFe粉綜表示：

TFe粉綜=TFe×[100+1.5R4(SiO2+Al2O3)-2(CaO+MgO)+1.5(S+P+5×K2 +Na2O+PbO+ZnO+CuO+As2O3+5CL)+C1LOI+C2Lm]-1×100%…〈7〉

式中C1為燒損（LOI）當(dāng)量價(jià)值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)；當(dāng)LOI<3%時(shí)，C1取“-0.6” 

當(dāng)LOI=3%—6%時(shí)C1取“0”，當(dāng)LOI>6%時(shí)。C1取“0.6”，C1所取舍尚可由企業(yè)作調(diào)整。

C2為粒度當(dāng)量價(jià)值，當(dāng)粉礦的粒度+8mm>5或1.0—0.25mm，含量>22時(shí)應(yīng)作修正，C2可取絕對(duì)值超量%的“0.3”。

例如粒度+8mm為11%和（1.0—0.25mm）為28%時(shí)，C2Lm項(xiàng)的值為0.3×（11-5）+0.3（28-22）=3.6，C2的數(shù)值企業(yè)也可根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)作調(diào)整。