海南鐵礦是我國最大的能直接入爐的富鐵礦石生產基地,屬露天開采礦山,礦石總儲量3.14億噸,主要產品為塊礦、粉礦和鐵精粉(技術指標見附表)。礦山具備年產原礦600萬噸、成品礦400多萬噸的綜合生產能力。
海南礦為赤鐵礦(Fe2O3),最大特點是高硅、低鋁、低磷,屬酸性礦。進口礦中很多是低硅、高鋁。與進口礦相比,海南礦品位稍低,但海南礦卻是一種冶煉性能優(yōu)良,有害雜質含量極少的酸性配礦,一般配比為5%~10%,與進口礦形成互補。
海南礦的高爐冶煉和燒結特性
一、海南礦可以改善爐料結構,平衡爐渣堿度,是高爐首選的酸性配加料。
高爐爐渣需要一個適當?shù)膲A度,入爐料如果堿度過高將導致高爐無法冶煉。平衡爐渣的堿度解決方案一般有三:其一,添加硅石。缺點是硅石在高爐中不容易均勻,爐渣多;其二,添加酸性球團。缺點是成本較高;其三,添加高硅的海南礦。優(yōu)點是比硅石效果好,同時海南礦還有較高的鐵品位;比球團成本低很多。所以海南礦在改善爐料結構,調劑爐渣堿度,生產技術和經濟指標具佳,是很多鋼鐵企業(yè)的首選酸性配加礦種。
二、海南礦對于改善爐渣流動性有很大好處。
高爐爐渣中SiO2含量偏低、Al2O3偏高時,將導致爐渣非常難流,爐況不順,爐前渣溝清理量大。進口礦中很多是SiO2含量低,Al2O3偏高,而海南礦SiO2含量高,SiO2/ Al2O3比值大,加入一定量的海南礦可以調劑爐渣的數(shù)量與成分,Al2O3的含量也被降低,非常有利于改善爐渣的流動性。
三、海南礦有利于改善高爐料柱的透氣性,增加煤粉噴吹量,降低生產成本。
海南礦具有抗熱裂性能好,熱裂指數(shù)優(yōu)良;軟熔溫度比較高,軟熔區(qū)間窄;低溫還原粉化率低等特性。綜合效果都有利于改善高爐料柱的透氣性,有利于爐況的順行,可以補償由于增加噴煤量而惡化了的料柱透氣性,因而有利于增加煤粉噴煤量,降低生產成本。
四、海南礦成分穩(wěn)定、粒度整齊,雜質含量極少,物理性能好。
海南礦高鐵高硅低磷低鋁,是其固有的特點,成分非常穩(wěn)定。塊礦粒度8~40mm,其中10~35mm部分超過75%,〈5mm的只占0.3%左右,〈1mm的僅在0.1%以下。塊礦粒度均勻,這個特點比巴西塊礦還要好。
海南礦中As、Zn、Na、Cu、Pb等雜質含量極少,一般情況下,As和Zn分別少于0.005%,Na、Cu、Pb分別少于0.01%。
五、海南礦有利于護爐、延長高爐爐襯壽命。
在高爐使用的中后期,爐缸爐底長期受到渣鐵流的沖刷,爐襯受到侵蝕后而逐漸破損。海南礦中含有微量的TiO2,高爐生產經過一段時間的冶煉,會有少量的TiC、TiN沉積在高爐的破損處表面,形成薄薄的保護層,有利于防止爐襯被進一步侵蝕,延長爐襯壽命。
六、海南礦也適合生產球墨鑄鐵。
海南礦的高硅低磷特性,特別是含磷通?!?.03%,是生產球墨鑄鐵的一個很好的條件,也是海南礦又一重要特性。
七、海南粉礦的燒結特性。
海南粉礦的高鐵高硅的組成特點,有利于調整燒結礦的含硅量;其次,粉礦的粒度3~8mm占60%,該礦粒度組成適宜于成核,中間粒子少,有利于形成準顆粒,改善料層透氣性;其三,海南粉礦燒結強度高,可以改善燒結礦質量。
海南礦的經濟效益比較分析
海南礦的主要產品有塊礦、粉礦和鐵精粉,不同產品有不同的配料方式,舉例分析如下:
2011年6月底市場報價:
海南塊礦:天津港海船艙底交貨價1000元/噸(含稅,下同),鐵55%,硅17%;
海南粉礦:天津港海船艙底交貨價750元/噸,鐵52%,硅17%;
海南鐵精粉:天津港海船艙底交貨價1300元/噸,鐵63%,硅8%;
澳大利亞PB塊礦:現(xiàn)貨1400元/噸,鐵62%,硅5%;
伊朗塊礦:現(xiàn)貨1100元/噸,鐵56%,硅11%;
球團:1520元/噸,鐵61~62%,硅5%;
硅石:350元/噸;
第一種配料方式:塊礦作為進口塊礦和硅石替代品直接入爐
1、1噸海南塊礦(鐵55%、硅17%)相當于用0.89噸的澳洲塊礦(鐵62%、硅5%)配加0.126噸的硅石(硅98%)組成,搭配后的價格如下:
1400元/噸×0.89噸+350元/噸×0.126噸=1290元/噸
以上價格明顯高于海南塊礦1000元/噸。也就是說,如果在鐵品位一樣的基礎上進行比較,使用PB塊礦配加硅石的成本遠高于海南塊礦。使用海南塊礦不但起到改善爐料結構,調劑爐渣堿度的作用,同時海南塊礦鐵品位也不低,事實上是降低了企業(yè)的原料成本。簡言之,海南塊礦是買鐵送硅。
2、與目前價格優(yōu)勢明顯的伊朗塊礦對比,1噸海南塊礦(鐵55%、硅17%)相當于用0.98噸的伊朗塊礦(鐵56%、硅11%)配加0.063噸的硅石(硅98%)組成,搭配后的價格如下:1100元/噸×0.98噸+350元/噸×0.063噸=1100元/噸
由此可見,就算使用低價邊緣的進口塊礦替代海南塊礦,成本上仍然沒有任何優(yōu)勢。同時由于伊朗塊礦氧化亞鐵含量較高,一般大于16%,直接入爐使用會由于還原性能較差而導致高爐焦比升高,因此一定程度上增加了高爐操作難度,相比之下,海南赤鐵礦易還原的冶煉優(yōu)點比較突出。
綜上所述,海南塊礦作為配加礦調節(jié)爐渣的堿度從經濟效益上明顯優(yōu)于進口礦配加硅石。
第二種配料方式:塊礦作為酸性球團的替代品直接入爐
從冶煉特性上,同是酸性爐料的海南塊礦和球團,海南礦可以作為球團的替代品,替代后的生產技術效果差不多,雖然鐵品位相差6~7%,但價格上每噸卻相差500多元,海南塊礦替代球團經濟效益明顯。
第三種配料方式:鐵精粉進行燒結或造球
對于進口的低硅礦來說,配加含硅6%左右,粒度-200目的部分≥80%的海南鐵精粉進行燒結或造球,也是一個平衡燒結礦堿度及降低球團原料綜合成本的理想配料選擇,具有良好的經濟效益。
第四種配料方式:粉礦進行燒結
海南粉礦燒結強度高,對于進口的低硅礦來說,配加含硅17%的海南粉礦進行燒結,既可調節(jié)燒結礦的堿度,又可改善燒結礦的質量,是一個非常好的互補配料選擇。另外,海南粉礦的粒度3~8mm占60%,成核粒子多,有利于形成準顆粒,改善料層透氣性。
許多鋼鐵企業(yè)的實踐證明,配加適量的海南礦,無論是替代進口礦配加硅石或替代球團,還是進行燒結,對于生產技術指標和整體經濟效益的改善都是很有利的,尤其對于大量使用硅含量較低的進口礦的企業(yè)更是如此。目前,海南礦的用戶主要有武鋼、南鋼、寧鋼、韶鋼、馬鋼、新興鑄管、首鋼、安鋼、中鐵、天鐵、德龍等。最大用戶為武鋼,年用量達70~80萬噸。