2-05武钢炼铁高Zn矿使用现状和应对措施(杨志泉 2014.5.11)

武钢炼铁高Zn矿使用现状和应对措施杨志泉武钢股份公司制造部前言2012年以来为了降低炼铁成本，提高武钢产品竞争力，炼铁系统加大了综合利用矿、低价矿、低品位矿使用量，导致烧结矿成分和高炉有害元素Zn负荷波动较大，一度严重影响高炉正常生产，导致高炉炉况失常，经济损失巨大。通过综合调查分析，找出了高炉有害元素Zn的来源，并妥善制定对策，稳定了高炉生产。1武钢高炉Zn负荷升高现状和危害2012年下半年以来，国内外钢铁市场形势日益严峻，国际进口矿价格逐步上升，国内钢材价格逐步下降，钢铁企业利润日益降低。为了降低炼铁成本，提高武钢钢材产品竞争力，炼铁系统加大了综合利用矿、低价矿、低品位矿使用量。因武钢综合利用矿数量较大（回收二次资源铁精矿26.7万吨/年、综合粉矿29.79万吨/年、高铁粉62.86万吨/年、鄂东精矿61.54万吨/年）；含Zn高综合利用矿品种较多（9种）；大部分未经港务公司混匀处理直接送烧结厂一线配料使用，所以造成烧结矿成分波动较大，高炉有害元素Zn负荷波动较大（0.27-2.55kg/吨铁），详见表1。表12012年武钢炼铁厂各高炉Zn负荷变化情况（kg/吨铁）时间一高炉四高炉五高炉六高炉七高炉八高炉全厂2012.10.3910.8691.6240.2730.792012.20.4821.3721.4440.4290.932012.71.5581.9070.6760.5840.6941.082012.81.5710.5590.5590.5610.6120.772012.90.6880.4610.3890.4930.7180.552012.101.0122.5530.4590.4602.3231.362012.110.9991.1710.8180.6570.9000.912012.121.1211.6190.5060.5660.6730.902012.1-120.4371.1491.4170.5680.5030.9870.912012年以来武钢高炉有害元素Zn负荷大幅升高，尤其四高炉（0.69-1.57kg/吨铁）、五高炉（0.46-2.55kg/吨铁）,已超出冶金行业限制标准（0.15kg/吨铁）10倍以上。Zn熔点较低（907℃），在高炉下部高温区还原成气态，渗入风口区耐火砖中凝结后体积膨胀，造成耐火砖破裂，风口上翘，高炉煤气初始分布失常，炉缸不活，风口大量破损；随高炉煤气上升到高炉中上部炉墙低温区凝结，形成炉身粘结物，破坏高炉正常操作炉型，导致高炉崩料悬料、产量大幅下降、焦比大幅上升。选择6座高炉（2012年10月、2011年3月）和7座高炉（2012年12月、2011年10月）不同生产模式、生产条件比较接近的时期，对高炉15个生产技术指标进行因素校正计算和对比分析（详见表2）。从表2可以看出，2012年10月、12月由于低品位矿、综合利用矿使用量大，带入有害元素Zn负荷高（1.36kg/t、0.9kg/t），导致（四、五、六、七）高炉炉身粘结、炉况不顺，风口损坏增加，休风率上升，高炉产量大幅下降（3231.1t/d、5260.6t/d），入炉焦比大幅上升（20.5kg/t、19.5kg/t），经济损失巨大（5423.5万元、6087.1万元），详见表2。表22012年武钢炼铁高炉炉况失常经济损失计算日产量月产量损失月产经济损失大小焦比月焦增加月焦经济损失经济损失合计时间t/dt万元kg/tt万元万元①2011.345420369.3②2012.1042681349.5③校正计算45912.1329.0②—③-3231.1-100164.1801.3+20.5+27123.84622.25423.5④2011.1050966354.9⑤2012.1246426358.8⑥校正计算51686.6339.0⑤—⑥-5260.6-163078.61304.6+19.8+28064.54782.56087.12武钢综合利用矿Zn含量和使用情况2.1综合利用资源量、Zn含量、加工工艺情况武钢回收含铁二次资源经加工后供烧结一线使用的综合利用矿主要包括：炼铁瓦斯泥精矿、炼铁瓦斯灰精矿、炼铁黑尘精矿、炼铁除尘灰精矿、炼钢污泥精矿、炼钢泥渣铁粉等6个品种。另外将外购Zn含量较高的综合粉、高铁粉、鄂东精矿3种低价矿也列入综合利用矿范围，重点进行Zn含量检测分析和跟踪控制。目前武钢综合利用矿使用不太合理，炼铁、炼钢生产过程产生回收的综合利用二次资源处理分散（7个单位：北湖工业公司、钢实新事业公司、钢实环保科技公司、北湖富祥炉料公司、北湖铁联矿业公司、钢实昌明公司、钢实宏发公司），处理工艺落后（水洗磁选、干燥磁选、破碎磁选），详见表3。表3武钢综合利用资源量、Zn含量、加工工艺、产品供应量（万吨）序号品种名称、资源量、Zn含量加工单位采用工艺1北湖工业公司水洗磁选2炼铁瓦斯灰精矿（瓦斯灰20万吨/年Zn含量：1.67-1.88%）钢实环保科技公司水洗磁选3炼铁瓦斯泥精矿（瓦斯泥6.4万吨/年Zn含量：20.53-24.67%）钢实新事业公司水洗磁选4炼铁黑尘精矿(黑尘Zn含量：0.58%)水洗磁选5除尘灰（TRT）精矿（除尘灰Zn含量：0.32%)（炼铁黑尘、除尘灰9.4万吨/年）北湖富祥炉料公司水洗磁选6钢实昌明公司磁选7炼钢污泥精矿（炼钢污泥24万吨/年Zn含量：2.52-4.34%）北湖铁联矿业公司磁选8炼钢泥渣铁粉（CSP转炉污泥1.8万吨/年Zn含量：2.59%）（铁水预处理脱硫渣4万吨/年）钢实宏发公司破碎磁选合计67.7万吨/年2.22012年武钢综合利用矿Zn含量和Zn带入量情况2012年武钢综合利用矿Zn含量和Zn带入量情况详见表4，表4中列出了各种综合利用矿有害元素Zn带入比例：瓦斯泥精矿（8.1%）、炼钢污泥精矿（16.4%）、综合粉（36.9%）、高铁粉（20.8%）、鄂东精矿（11.3%）。这5个品种带入Zn量占综合利用料总带入量93.5%，是主要带入源。表42012年烧结消耗综合利用矿、高锌矿含Zn量和带入Zn量情况供应数量含Zn带入Zn量比例序号综合利用矿名称加工单位加工工艺万吨%吨%瓦斯泥精矿(1-5#高炉)钢实新事业公司水洗磁选2.723.731014.68.1%瓦斯泥精矿(6#高炉)北湖胜达公司回转窑焙烧脱锌锌粉外卖1瓦斯泥精矿(7-8#高炉)瓦斯灰精矿（8#高炉)钢实环保科技公司水洗磁选1.130.8191.50.7%2瓦斯灰精矿（1-7#高炉）北湖工业公司水洗磁选2.821.01284.82.3%3炼铁黑尘精矿北湖富祥炉料公司水洗磁选2.070.64132.51.1%4炼铁除尘灰精矿北湖富祥炉料公司水洗磁选6.050.44266.22.1%二、四炼钢污泥精矿北湖铁联矿业公司磁选三炼钢污泥精矿钢实昌明公司磁选10.22.012050.216.4%5一炼钢污泥精矿钢实青洛公司回转窑焙烧造球供一炼钢6炼钢泥渣铁粉钢实宏发公司破碎磁选1.710.2135.90.3%7综合粉矿业公司灵乡铁矿外购29.79万吨29.791.554617.536.9%8高铁粉武钢国贸总公司外购62.86万吨62.860.4132596.120.8%9鄂东精矿武钢国贸总公司外购61.54万吨61.540.231415.411.3%10合计外购91.33万吨180.89.12504.7100.0%炼铁回收6.4万吨瓦斯泥Zn含量最高（20.53-24.67%），分散为三个单位加工：一部分瓦斯泥（1-5#高炉）采用水洗磁选工艺加工成瓦斯泥精矿（2.72万吨、Zn含量3.73%）；一部分瓦斯泥（7、8#高炉）和8#高炉瓦斯灰混合采用水洗磁选工艺加工成瓦斯灰精矿（1.13万吨、Zn含量0.81%）；只有少量瓦斯泥（6#高炉）采用回转窑进行了脱Zn处理（Zn粉外卖），脱Zn遗留物再破碎磁选加工成铁粉。瓦斯泥精矿直接供烧结厂一线配料使用。炼钢回收污泥采用水洗磁选工艺加工成炼钢污泥精矿（10.2万吨、Zn含量2.01%），直接供烧结厂一线配料使用。综合粉、高铁粉、鄂东精矿属外购铁矿石，供港务公司混匀矿建堆和烧结厂一线配料使用。2012年9月以前，由于采购标准中对Zn含量没有严格限制，供应商在配矿中加入了含Zn较高杂矿，因使用量较大（29.79、62.86、61.54万吨），导致Zn带入比例很高（36.9%、20.8%、11.3%）。目前武钢对含Zn高回收二次资源仅采用了简单水洗磁选、干燥磁选、破碎磁选加工工艺，绝大部分Zn未得到清除，通过烧结矿进入高炉循环、累积，导致高炉锌负荷升高。尤其回收二次资源绝大部分送二、三烧生产烧结矿供四、五高炉使用，造成四、五高炉Zn负荷高、炉身粘结、炉况长期不顺，生产技术指标较差，必须采取果断措施予以控制和消除。3武钢综合利用矿合理处理方案3.1近期快速、有效应对措施1)提高综合粉、高铁粉、鄂东精矿Zn含量技术标准武钢高炉Zn负荷80%以上来源于烧结矿，烧结矿含Zn主要来源于综合利用回收铁精矿和高Zn矿（综合粉、高铁粉、鄂东精矿）。2012年烧结矿含Zn原料中综合粉、高铁粉、鄂东精矿Zn带入比例分别为36.9%、20.8%、11.3%，合计高达69%。因此，通过提高综合粉、高铁粉、鄂东精矿质量指标(降低Zn含量)，严禁混配含Zn高的杂矿，可大幅度降低Zn带入高炉数量。2013年1月以来股份公司制造部通过提高综合粉、高铁粉、鄂东精矿Zn含量质量指标，已取得明显成效：从表5可以看出，含Zn量综合粉已由2012年8月2.15%降至2013年4月0.40%，高铁粉由0.42%降至0.17%，鄂东精矿由0.16%降至0.034%。表52012-2013年烧结一线使用综合利用料含Zn变化情况Zn%序号加工单位产品名称2012年8月2013年4月1钢实新事业公司高炉瓦斯泥精矿3.732.852北湖工业公司高炉瓦斯灰精矿1.011.213钢实环保科技公司高炉瓦斯灰精矿0.811.194北湖富祥炉料公司炼铁黑尘精矿0.640.425北湖富祥炉料公司炼铁除尘灰精矿0.440.076北湖铁联矿业公司炼钢污泥精矿2.011.977钢实昌明公司炼钢污泥精矿1.902.268钢实宏发公司炼钢泥渣铁粉0.210.369武钢矿业公司灵乡铁矿综合粉2.150.4010武钢国贸公司高铁粉0.420.17武钢国贸公司鄂东精矿0.160.034从表6中可以看出，通过加强原燃料质量管理，提高铁矿石(有害元素）采购技术标准后，2013年1-3月烧结使用综合利用矿带入Zn量发生了较大变化。2013年1-3月在瓦斯泥精矿未使用的情况下，带入Zn比例综合粉为22.3%，高铁粉为16.7%，鄂东精矿为17.2%，合计带入Zn比例已由2012年69.0%下降至56.2%，减少了12.8%。表62013年1-3月烧结消耗综合利用矿、高锌矿含Zn和带入Zn量情况供应量含Zn带入Zn量比例序号综合利用矿名称加工单位加工工艺万吨%吨%1瓦斯泥精矿(1-5#高炉)钢实新事业公司水洗磁选02.850.002瓦斯灰精矿（1-7#高炉）北湖工业公司水洗磁选0.911.21110.17.72瓦斯灰（泥）精矿钢实环保科技公司水洗磁选0.231.1927.41.93炼铁黑尘精矿北湖富祥炉料公司水洗磁选0.240.4210.10.74炼铁除尘灰精矿北湖富祥炉料公司水洗磁选2.430.0717.01.2瓦斯泥精矿(6#高炉)5二、四炼钢污泥精矿北湖铁联矿业公司磁选1.051.97206.914.56三炼钢污泥精矿钢实昌明公司磁选1.082.26244.117.17炼钢泥渣铁粉钢实宏发公司破碎磁选0.290.3610.40.78鄂东精矿武钢国贸总公司外购20.450.12245.417.29综合粉武钢矿业公司灵乡铁矿外购9.370.34318.622.310高铁粉武钢国贸总公司外购14.020.17238.316.7合计50.071428.3100.0从表7可以看出，2013年武钢高炉Zn负荷明显下降，4月份四高炉0.519kg/吨铁、五高炉1.16kg/吨铁，但Zn负荷依然偏