CN113626993A - 一种铁矿石冶炼价值评价的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁矿石冶炼价值评价的方法，对不同用途铁矿石予以分类评价,综合考虑了铁矿粉的所有理化性能对高炉使用落料炉料结构的影响；并考虑了烧结矿、球团矿、块矿的这些化学成分对高炉炼铁成本的影响。本发明的目的是提供一种铁矿石冶炼价值评价的方法，旨在解决“吨度价格评价法不能反映铁矿石脉石含量的影响；品位酸碱平衡评定法：不能正确反映烧结过程的变化和高炉冶炼过程中矿品位或产生的渣量对冶炼焦比的影响；铁矿粉单烧法：未考虑高炉冶炼过程中含铁品位的变化”的问题。

Description

一种铁矿石冶炼价值评价的方法
技术领域
本发明涉及一种铁矿石冶炼价值评价的方法。
背景技术
各钢铁公司目前常见的铁矿粉性价比评价方法主要有吨度价评价法、品位酸碱平衡评定法和铁矿粉单烧法等；吨度价格评价法：即以铁矿石的吨度价格作为评价依据。其优点是计算简单，能直观铁矿粉铁元素的价值；品位酸碱平衡评定法：该评价方法考虑了铁矿石中碱性和酸性脉石含量对高炉冶炼的影响；铁矿粉单烧法：是将单种铁矿粉按照一定碱度烧成烧结矿来比较它的单烧价值，这是目前常用的方法。
以上几种评价方法都有一定的局限性，如吨度价格评价法不能反映铁矿石脉石含量的影响；品位酸碱平衡评定法：不能正确反映烧结过程的变化和高炉冶炼过程中矿品位或产生的渣量对冶炼焦比的影响；铁矿粉单烧法：未考虑高炉冶炼过程中含铁品位的变化。同时，这些方法基本上都是从含铁品位角度出发，假定应用于铁矿粉生产自熔性烧结矿供高炉应用的。但实际生产中，铁矿石要区分为供高炉直接入炉的块矿、供烧结使用的粉矿精矿、供球团使用的精矿。这些方法基本都是从含铁品位角度出发，不能完全描述铁矿石在烧结过程和高炉冶炼过程及钢后利润对成本的影响问题。铁矿石的使用用途不同,应分别采用不同的冶炼价值评价方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁矿石冶炼价值评价的方法，旨在解决“吨度价格评价法不能反映铁矿石脉石含量的影响；品位酸碱平衡评定法：不能正确反映烧结过程的变化和高炉冶炼过程中矿品位或产生的渣量对冶炼焦比的影响；铁矿粉单烧法：未考虑高炉冶炼过程中含铁品位的变化”的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种铁矿石冶炼价值评价的方法，包括如下步骤：
步骤1:先建立高炉用原燃辅料、烧结用原燃辅料、球团用原燃辅料数据库；
步骤2:应用VBA编程建立基于铁水原料成本的计算模型，铁水原料成本计算公式为:
铁水原料成本T＝(烧结矿成本S×入炉烧结矿比例+球团矿成本Q×入炉球团矿比例+块矿价格K×入炉块矿比例)×矿比
烧结矿成本S＝∑Xi×Ji+∑Mi×Li+R1+G1
球团矿成本Q＝∑Yi×Ki+F×E+R2+G2
块矿成本K＝∑Pi×Ci
式中：Xi为烧结粉矿单耗，％；Ji为烧结粉矿价格，元/t；Mi为烧结熔剂单耗，t/t；Li为烧结熔剂价格，元/t；R1为吨烧燃料成本，元/t；G1为吨烧固定费用，元/t；Yi为球团精粉单耗，％；Ki为球团精粉价格，元/t；F为吨球粘结剂消耗量，t/t；E为粘结剂价格，元/t；R2为吨球燃料成本，元/t；G2为吨球固定费用，元/t；Pi为入炉块矿比，％；Ci为入炉块矿价格，元/t；Z为各因素影响铁水成本的修正值，元/t；
步骤3：铁水原料成本计算模型设计
铁水原料成本计算模型包括烧结配料计算模块、球团配料计算模块、高炉配料计算模块；
其中：烧结配料计算模块用于模拟计算出烧结矿化学成分、烧结用各种物料消耗量，烧结矿铁料成本、熔剂成本、燃料成本、烧结矿成本；球团配料计算模块用于模拟计算出球团矿化学成分、球团用各种物料消耗量，球团矿铁料成本、熔剂成本、燃料成本、球团矿成本；高炉配料计算模块用于计算出高炉含铁料及熔剂消耗量、炉渣渣量、炉渣碱度、炉渣化学成分、焦比变化值、铁水原燃料成本本的变化，由此计算出炼铁原料成本；
步骤4：设定配矿约束条件：首先待评价矿石有害元素应满足高炉对有害元素负荷限制的需求，否则视为不合格矿石，其二配矿比例要保证入炉品位和炉渣成分要求；
步骤5：块矿及球团矿的综合价值评价：固定高炉炉料结构的烧结矿与球团矿或块矿的比例不变，烧结配矿结构中铁料配比不变；以待评价的几种块矿和球团矿理化指标代入铁料成本计算模型中；调整烧结配料中的熔剂配比以实现烧结矿质量指标合格、高炉炉渣成分相同；比较及各种方案的生铁原料成本，成本低者为优选经济矿种；
烧结用铁矿石的综合价值评价：固定高炉炉料结构的烧结矿与球团矿或块矿的比例不变，球团矿的理化指标与成本价格不变烧结配矿结构中框架铁料配比不变；以待评价的几种烧结用铁精矿或粉矿理化指标代入铁料成本计算模型中；调整烧结配料中的熔剂配比以实现烧结矿质量指标合格、高炉炉渣成分相同；比较及各种方案的生铁原料成本，成本低者为优选经济矿种；
球团用铁精矿的综合价值评价：固定高炉炉料结构的烧结矿与球团矿或块矿的比例不变，烧结配矿结构中铁料配比不变；以待评价的几种球团用铁精矿理化指标代入铁料成本计算模型中；调整烧结配料中的熔剂配比、调整球团矿粘结剂配比以实现烧结矿质量指标合格、球团矿质量指标合格、高炉炉渣成分相同；比较及各种方案的生铁原料成本，成本低者为优选经济矿种。
进一步的，所述数据库中自有企业生产的原辅料数据以至少近一周的生产数据均值录入，并每周进行及时更新。
进一步的，所述数据库中与企业战略合作的供应商供应产品、进口长协铁矿数据以近一周的进厂数据均值录入，并每周进行及时更新。
进一步的，所述数据库中，待评价拟采购的原燃辅料设置单独录入界面录入。
进一步的，所述步骤(3)中还包括以“三大配比”为可变单元格建立优化配矿调整界面；在此界面上利用“三大配比”多次调整不断迭代运算，实现烧结矿质量指标合格、球团矿质量指标合格、高炉炉渣成分适宜；所述“三大配比”为烧结配料、球团配料、高炉配料。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
(1)本发明对不同用途铁矿石予以分类评价,综合考虑了铁矿粉的所有理化性能对高炉使用落料炉料结构的影响；并考虑了烧结矿、球团矿、块矿的这些化学成分对高炉炼铁成本的影响。
(2)综合考虑了烧结矿成本和生铁成本、吨铁利润的各项影响指标，核算过程接近于实际生产对成本的核算。
(3)以吨铁利润为最终目标，定量分析了铁矿粉不同成分的影响，以其作为铁矿粉采购的依据，具有可比性。为生产企业降低高炉冶炼成本可提供最优配矿方案。
具体实施方式
一种铁矿石冶炼价值评价的方法，包括：
步骤1:先建立高炉用原燃辅料、烧结用原燃辅料、球团用原燃辅料数据库。该数据库中自有企业生产的原辅料数据以近一周的生产数据均值录入，并每周进行及时更新。该数据库中与企业战略合作的供应商供应产品、进口长协铁矿数据以近一周的进厂数据均值录入，并每周进行及时更新。待评价拟采购的原燃辅料设置单独录入界面录入。
步骤2:应用VBA编程建立基于铁水原料成本的计算模型，铁水原料成本计算公式为:
铁水原料成本T＝(烧结矿成本S×入炉烧结矿比例+球团矿成本Q×入炉球团矿比例+块矿价格K×入炉块矿比例)×矿比
烧结矿成本S＝∑Xi×Ji+∑Mi×Li+R1+G1
球团矿成本Q＝∑Yi×Ki+F×E+R2+G2
块矿成本K＝∑Pi×Ci
式中：Xi为烧结粉矿单耗，％；Ji为烧结粉矿价格，元/t；Mi为烧结熔剂单耗，t/t；Li为烧结熔剂价格，元/t；R1为吨烧燃料成本，元/t；G1为吨烧固定费用，元/t；Yi为球团精粉单耗，％；Ki为球团精粉价格，元/t；F为吨球粘结剂消耗量，t/t；E为粘结剂价格，元/t；R2为吨球燃料成本，元/t；G2为吨球固定费用，元/t；Pi为入炉块矿比，％；Ci为入炉块矿价格，元/t；Z为各因素影响铁水成本的修正值，元/t；
步骤3：铁水原料成本计算模型设计：铁水原料成本计算模型包括烧结配料计算模块、球团配料计算模块、高炉配料计算模块等3大部分。其中烧结配料计算模块能够模拟计算出烧结矿化学成分、烧结用各种物料消耗量，烧结矿铁料成本、熔剂成本、燃料成本、烧结矿成本。球团配料计算模块能够模拟计算出球团矿化学成分、球团用各种物料消耗量，球团矿铁料成本、熔剂成本、燃料成本、球团矿成本。高炉配料计算模块可计算出高炉含铁料及熔剂消耗量、炉渣渣量、炉渣碱度、炉渣化学成分、焦比变化值、铁水原燃料成本本的变化，由此计算出炼铁原料成本。以“三大配比”为可变单元格建立优化配矿调整界面。在此界面上利用“三大配比”多次调整不断迭代运算，实现烧结矿质量指标合格、球团矿质量指标合格、高炉炉渣成分适宜。
步骤4：设定配矿约束条件：首先待评价矿石有害元素应满足高炉对有害元素负荷限制的需求，否则视为不合格矿石，其二配矿比例要保证入炉品位和炉渣成分要求。
步骤5：块矿及球团矿的综合价值评价：固定高炉炉料结构的烧结矿与球团矿(或块矿)的比例不变，烧结配矿结构中铁料配比不变；以待评价的几种块矿和球团矿理化指标代入铁料成本计算模型中。调整烧结配料中的熔剂配比以实现烧结矿质量指标合格、高炉炉渣成分相同。比较及各种方案的生铁原料成本，成本低者为优选经济矿种。
烧结用铁矿石的综合价值评价：固定高炉炉料结构的烧结矿与球团矿(或块矿)的比例不变，球团矿的理化指标与成本价格不变烧结配矿结构中框架铁料配比(90％)不变；以待评价的几种烧结用铁精矿或粉矿理化指标代入铁料成本计算模型中。调整烧结配料中的熔剂配比以实现烧结矿质量指标合格、高炉炉渣成分相同。比较及各种方案的生铁原料成本，成本低者为优选经济矿种。
球团用铁精矿的综合价值评价：固定高炉炉料结构的烧结矿与球团矿(或块矿)的比例不变，烧结配矿结构中铁料配比不变；以待评价的几种球团用铁精矿理化指标代入铁料成本计算模型中。调整烧结配料中的熔剂配比、调整球团矿粘结剂配比以实现烧结矿质量指标合格、球团矿质量指标合格、高炉炉渣成分相同。比较及各种方案的生铁原料成本，成本低者为优选经济矿种。
应用实施例：
以某钢铁企业高炉炉料结构为基础，设置约束条件：
高炉炉料结构约束条件:(1)有害元素：入炉S负荷：0～4.5kg/t；入炉P负荷：0～1.3kg/t；入炉Pb负荷：0～0.3kg/t；入炉Zn：0～0.8kg/t；入炉碱金属负荷：0～3.5kg/t。(2)炉渣碱度：高炉炉渣碱度1.15-1.18。(3)炉渣中MgO含量8.5-9.5％,镁铝比：0.55～0.75，确保炉渣流动性能。(4)入炉品位：56％～58％，降低高炉操作风险。(5)入炉烧结矿比例、球团矿比例：烧结机、球团产线产量情况设置。(6)入炉块矿比例：根据市场资源情况或库存设置块矿配比范围。
烧结约束条件设定：(1)烧结包钢自产精矿配比,为40-50％,确保料层透气性和减少产生薄壁大孔的结构，褐铁矿粉配比宜控制在30％以下。(2),烧结矿化学成分约束:烧结矿碱度为2.0，SiO2含量4.9-5.0％，MgO含量2.0％。
球团约束条件设定：球团TFe>62.5％,球团自产精矿配比40％。球团精粉赤铁矿配比控制在20％以下。
固定烧结球团配比75:25，固定球团配料配比自产精矿：外购铁精矿40：60，固定烧结基础主配矿结构为自产铁精矿：进口PB粉：WPF混合粉:待评价铁矿石42：43：10:5，调整使用5％待评价矿石测算铁水原燃料成本。现将测算时使用的“三大配比”情况表和烧结用5种矿石性价比分析表列表如下(见表1、表2)：
表1：烧结球团炼铁配料比情况表
Figure BDA0003173503950000071
表2：基于铁水原料成本的烧结用矿种综合价值分析
Figure BDA0003173503950000081
由上表可见，若上述五种烧结用矿石性价比排序为1#铁精矿、超特粉、FMG混合粉、毛塔粉、麦克粉。在满足高炉冶炼、烧结生产技术指标的同时，可以采购一定比例的性价比高的矿石，是降低铁前成本的有力措施。依据此评价方法选用经济矿种配矿可降低生铁成本6.41元/吨。
上述实施例为固定高炉、球团配料比，调整烧结铁料比测算铁水原燃料成本以评价烧结用矿粉的经济性。应用此模型还可以测算评价烧结矿、球团矿、块矿、球团用铁料、烧结用熔剂的调整与铁水原燃料成本的对应变化关系，应用此模型可以根据原燃料库存、矿石长协采购情况、各种矿石的市场价格等要素，设计最优的配矿方案。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种铁矿石冶炼价值评价的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1:先建立高炉用原燃辅料、烧结用原燃辅料、球团用原燃辅料数据库；
步骤2:应用VBA编程建立基于铁水原料成本的计算模型，铁水原料成本计算公式为:
铁水原料成本T＝(烧结矿成本S×入炉烧结矿比例+球团矿成本Q×入炉球团矿比例+块矿价格K×入炉块矿比例)×矿比
烧结矿成本S＝∑Xi×Ji+∑Mi×Li+R1+G1
球团矿成本Q＝∑Yi×Ki+F×E+R2+G2
块矿成本K＝∑Pi×Ci
式中：Xi为烧结粉矿单耗，％；Ji为烧结粉矿价格，元/t；Mi为烧结熔剂单耗，t/t；Li为烧结熔剂价格，元/t；R1为吨烧燃料成本，元/t；G1为吨烧固定费用，元/t；Yi为球团精粉单耗，％；Ki为球团精粉价格，元/t；F为吨球粘结剂消耗量，t/t；E为粘结剂价格，元/t；R2为吨球燃料成本，元/t；G2为吨球固定费用，元/t；Pi为入炉块矿比，％；Ci为入炉块矿价格，元/t；Z为各因素影响铁水成本的修正值，元/t；
步骤3：铁水原料成本计算模型设计
铁水原料成本计算模型包括烧结配料计算模块、球团配料计算模块、高炉配料计算模块；
其中：烧结配料计算模块用于模拟计算出烧结矿化学成分、烧结用各种物料消耗量，烧结矿铁料成本、熔剂成本、燃料成本、烧结矿成本；球团配料计算模块用于模拟计算出球团矿化学成分、球团用各种物料消耗量，球团矿铁料成本、熔剂成本、燃料成本、球团矿成本；高炉配料计算模块用于计算出高炉含铁料及熔剂消耗量、炉渣渣量、炉渣碱度、炉渣化学成分、焦比变化值、铁水原燃料成本本的变化，由此计算出炼铁原料成本；
步骤4：设定配矿约束条件：首先待评价矿石有害元素应满足高炉对有害元素负荷限制的需求，否则视为不合格矿石，其二配矿比例要保证入炉品位和炉渣成分要求；
步骤5：块矿及球团矿的综合价值评价：固定高炉炉料结构的烧结矿与球团矿或块矿的比例不变，烧结配矿结构中铁料配比不变；以待评价的几种块矿和球团矿理化指标代入铁料成本计算模型中；调整烧结配料中的熔剂配比以实现烧结矿质量指标合格、高炉炉渣成分相同；比较及各种方案的生铁原料成本，成本低者为优选经济矿种；
烧结用铁矿石的综合价值评价：固定高炉炉料结构的烧结矿与球团矿或块矿的比例不变，球团矿的理化指标与成本价格不变烧结配矿结构中框架铁料配比不变；以待评价的几种烧结用铁精矿或粉矿理化指标代入铁料成本计算模型中；调整烧结配料中的熔剂配比以实现烧结矿质量指标合格、高炉炉渣成分相同；比较及各种方案的生铁原料成本，成本低者为优选经济矿种；
球团用铁精矿的综合价值评价：固定高炉炉料结构的烧结矿与球团矿或块矿的比例不变，烧结配矿结构中铁料配比不变；以待评价的几种球团用铁精矿理化指标代入铁料成本计算模型中；调整烧结配料中的熔剂配比、调整球团矿粘结剂配比以实现烧结矿质量指标合格、球团矿质量指标合格、高炉炉渣成分相同；比较及各种方案的生铁原料成本，成本低者为优选经济矿种。
2.根据权利要求1所述的铁矿石冶炼价值评价的方法，其特征在于，所述数据库中自有企业生产的原辅料数据以至少近一周的生产数据均值录入，并每周进行及时更新。
3.根据权利要求1所述的铁矿石冶炼价值评价的方法，其特征在于，所述数据库中与企业战略合作的供应商供应产品、进口长协铁矿数据以近一周的进厂数据均值录入，并每周进行及时更新。
4.根据权利要求1所述的铁矿石冶炼价值评价的方法，其特征在于，所述数据库中，待评价拟采购的原燃辅料设置单独录入界面录入。
5.根据权利要求1所述的铁矿石冶炼价值评价的方法，其特征在于，所述步骤3中还包括以“三大配比”为可变单元格建立优化配矿调整界面；在此界面上利用“三大配比”多次调整不断迭代运算，实现烧结矿质量指标合格、球团矿质量指标合格、高炉炉渣成分适宜；所述“三大配比”为烧结配料、球团配料、高炉配料。
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