铁矿石经济价值合理评价方法的探讨
1、前言
合理的炉料结构是获得高炉最大效益的基础。它包含有两个概念，一是各种矿石是最经济的，二是各种矿石的搭配技术最优。对于烧结来说也是一样，它的原料结构也要遵循这个原则。尤其是在目前铁矿资源紧缺，进口矿石种类繁多，国内矿石也参差不齐的情况下，对各种铁矿石进行冶金价值和经济价值评价是非常必要的。选择使用那些能够给企业带来效益的矿石，这是合理炉料结构和合理烧结矿原料结构的前提。现在高炉的主要炉料结构是高碱度烧结矿和球团矿，高炉使用块矿已很少，那么直接对矿石进行评价就不能真正反映矿石的价值，所以必须从矿石到烧结矿进行系统评价。本文就矿石价值的各种方法进行阐述和比较，以寻求一个比较合理、实用的评价方法。
2、目前常用的矿石评价方法
钢铁厂在采购矿石时，首先考虑的是该矿石的到厂后价格，由于各种矿石的含铁量不同，其价格也有很大差别，含铁量是铁矿石的最重要的标志。应用吨矿价格与矿石含铁量的比值，即每1%铁分的价值来比较矿石的贵贱，是目前采用的主要方法。但是，铁矿石除了铁分之外，还含有很多其他的非铁元素，不同含量的不同元素，对高炉的冶炼过程产生的影响也不同，有些是有益的，有些是有害的，这些非铁元素的含量也直接影响到铁矿石的价值。由此可见，对铁矿石的技术评价不应当是对单一铁元素的评价，应该有一个比较全面的评价方法。
2.1目前常用的两种方法
1）铁矿石品位法
以铁矿石中铁元素重量占铁矿石总重量的重量百分比（常用符号为TFe）TFe=GFe/Go×100%
2）扣CaO、MgO后铁品位法（常用符号为TFe扣）
TFe扣=TFe/100-（CaO+MgO）×100%
以上两种方法是目前最常使用的，特别是第二种使用最为普遍。但这两种方法都存在一定的局限性，难以完全反映铁矿石的入炉冶炼效果。铁矿石品位 法由于没有反映脉石含量的影响，显然是不合理的。扣CaO、MgO后铁品位法考虑了碱性脉石的影响，由于碱性脉石的高炉冶炼造渣的必须原料，碱性脉石含量的增加相当于铁品位法更能反映矿石的冶炼价值。
虽然扣CaO、MgO后铁品位法考虑了碱性脉石的影响，但没有考虑酸性脉石的影响。对于两种铁品位相同的铁矿石，完全有可能出现某一种铁矿石的酸性脉石含量高于或低于另一种铁矿石的情形，因此只考虑碱性脉石的含量，而不考虑酸性脉石含量的影响难免失之片面。
2.2 铁矿石综合评价法（TFe评）
2.2.1 铁矿石综合评价法之一
铁矿石综合评价法之一的两个表达式分别是：
（1）TFe评=TFe×（100+2R4（SiO2+Al2O3）-2(CaO+MgO)）-1×100%
（2）TFe评=TFe×（100+2R2SiO2-2CaO）-1×100%
式中：TFe—铁矿石铁品位（%）
R4、R2—高炉渣的4元和2元碱度
SiO2—铁矿石中的SiO2的含量（%）
Al2O3—铁矿石中的Al2O3的含量（%）
CaO—铁矿石中的CaO的含量（%）
MgO—铁矿石中的MgO的含量（%）
表达式的含义是铁矿石的含铁品位比铁矿石量与按炉渣碱度计算应加入的熔剂量之和。炉渣采用四元碱度时应用式（1），炉渣采用二元碱度时应用式（2），熔剂的有效熔剂性按（CaO+MgO）为0.5计算的。
2.2.2 铁矿石综合评价法之二
另一个铁矿石综合评价法是考虑了FeO的影响，将FeO的影响折算为铁品位的影响，以1%的FeO相当于0.3%-0.5%的铁计算，表达式分别为：
（1）TFe评=（TFe-（0.3-0.5）FeO）×（100+2R4（SiO2+Al2O3）-2(CaO+MgO)）-1×100%
（2）TFe评=（TFe-（0.3-0.5）FeO）×（100+2R2SiO2-2CaO）-1×100%
式中：FeO—铁矿石中的FeO含量%
其它同2.2.1节。
以上两种铁矿石综合评价方法，不仅考虑了铁矿石中碱性和酸性脉石含量对冶炼的影响，同时还考虑了FeO含量对冶炼的影响，无疑在采购矿石时用此方法对矿石进行评价比常规方法进步了很多。但是，在对烧结矿的原料结构及高炉入炉矿石进行评价时，应用此方法还是有它的不足之处，那就是各种矿石的熔剂量估算不准；矿石的烧损及高炉冶炼时的焦比、实际渣量的影响，不能在该方法中体现；而且反应矿石的价格的吨度价也不是矿石的真正价值。
2.3 矿石的冶金价值评价法
前苏联M.A.巴甫洛夫院士提出关于铁矿石的冶金价值的计算方法[1]，其公式为：
p1=（F÷f）（P-C·p2-C·p3-g）
式中:p1—铁矿石的价值（元/t）
F —铁矿石的品位（%）
f —生铁含铁（%）
P —生铁车间成本（元/t）
C —焦比（t/t）
p2—焦炭价格（元/t）
c —生铁熔剂消耗（t/t）
p3—熔剂价格（元/t）
g —生铁车间加工费（元/t）
此方法对评价直接入炉铁矿石是比较实际的，它考虑了矿石的含铁品位、熔剂的用量以及焦比的影响。并直接计算出了某种矿石在某厂条件下的利用价值，向决策者提供了非常直观的数据。它的含义就是这种铁矿石在某厂条件下的最高到厂价格，如果超过此价值购买矿石就要赔钱。如果是自熔性铁矿石，公式不简化为：
p1=（F÷f）（P-C·p2-g）
应肜它来评价自熔性铁矿石和自熔性烧结矿是非常有用的，但用它来评价烧结矿的含铁原料就有点困难了，因为各种铁矿石的烧结性能不一样，在烧结过程中发生的费用就不同。另外，公式没有考虑高炉是否喷煤以及产量对加工费的影响。
3、铁矿石冶金价值评价方法的修正和经济价值评价
3.1 铁矿石冶金价值评价方法的修正
在巴甫洛夫冶金价值评价方法中，笔者将焦比一项分成两项：一项焦比，一项喷煤比，同时在计算时考虑品位升高对产量及加工费和焦比的影响，按品位提高1%，增产2%、节焦1.5计算。用某厂某一时期的实际指标（焦比、加工费、入炉品位和熔剂成分等）作为基数，把熔剂的需要量也引入公式中计算。这样公式就变成了如下形式：
p1=（F÷f）（p-C1（1-0.015δ）p2-C2p3-（94.5÷F）（（1.35×SiO2矿-CaO矿）÷CaO溶剂）p4-g（1-0.02δ））
式中：p1—矿石的冶金价值（元/t）
F —矿石的含铁量（%）
f —生铁含铁量（%）
p —车间允许的最高生铁成本（元/t）
C1—计算基准许期焦比（t/t）
δ—矿石品位与入炉品位之差（%）
p2—焦炭价格（元/t）
C2—喷煤比（t/t）
p3—煤粉价格（元/t）
SiO2矿—矿石中的SiO2含量（%）
CaO矿 —矿石中的CaO含量（%）
CaO溶剂—熔剂中的CaO含量（%）
p4—熔剂的价格（元/t）
g —计算基准期的车间制造费（元/t）
3.2 经济价值计算方法
通过巴甫洛夫方法可计算出铁矿石的最高到厂价格，但是实际购入的价格可能高也可能低，带来的效益也不一样。笔者在这里引入经济价值的概念，那么矿石的经济价值就是冶金价值减去到厂价格即：
p1-p0=P
式中：P —矿石的经济价值（元/t）
p0—矿石的到厂价格（元/t）
此方法对直接入炉矿石评价是比较合理的，但对非直接入炉矿石不能直接评价，需要将其换算成烧结矿才可评价。
4、对烧结含铁原料的评价
关于烧结原料的技术经济评价，曾有文献[2、3]指出，应当用矿石的单烧值来进行经济分析。在一定碱度下单独对一种矿石进行烧结，用生产出来的烧结矿的含量（单烧值）与烧结矿成本、吨度成本进行比较，来确定该矿的烧结价值。以炼1t生铁所需该矿的单烧烧结矿的成本来徇该矿的炼铁价值，比较值反映的是矿石的到厂价格和该矿石品位的关系。通过吨度品位价格和吨铁烧结矿成本的比较，将各种矿石按优劣进行排队，选择较优的矿石。
应用矿石的单烧值对进口矿进行经济分析是很值得借鉴的，那就是把单种铁矿石配成烧结矿来比较它的单烧值。笔者认为这种方法很好，需要改进的是在进行烧结配料时要考虑它的烧结性能，并通过调整熔剂和燃料来满足其烧结性能。同时应该按自熔性烧结矿来进行比较，而不能按高碱度烧结矿。因为用高碱度烧结矿，在高炉最终还要加入酸性料进行平衡，这样会影响比较效果，并且吨铁烧结矿成本不能实际反应高炉的冶炼效益，需要进行冶金价值和经济价值计算。
作者认为以各种矿石的烧结性能试验的基本数据为基础，进行单烧值计算是比较妥当的，如果没有这些数据，可以根据经验计算。把铁矿石配成自熔性单烧烧结矿，计算出它的含铁品位、化学成分、烧结矿总成本和消耗，再用M.A.能上能下甫洛夫院士关于铁矿石的冶金价值的计算方法进行单烧烧结矿的冶金价值计算，将单烧烧结矿的冶金价值紫单烧烧结矿矿石消耗算出单位矿石的冶金价值。单烧烧结矿的冶金价值减去单烧烧结矿成本是单烧烧结矿的经济价值，将单烧烧结矿的经济价值比单烧烧结矿矿石消耗处出单位矿石的经济价值。
5、各种评价方法评价比较实例
5.1 各种原料的化学成分和价格
应用邯钢某一时期的原料数据作为计算依据，表1是原料的化学成分，表2是原料的价格表，表3是邯钢该时期的炼铁指标。
表1 邯钢烧结所用原料的化学成分（%）
| 种类 | TFe | FeO | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | 烧损 |
| 巴西精矿粉 | 68.2 | 0.69 | 1.09 | 0.33 | 0.77 | 0.12 | 0.78 |
| 地方精矿粉 | 65.0 | 27.7 | 4.17 | 0.48 | 1.89 | 1.36 | 1.0 |
| 酸性精矿粉 | 63.59 | 25.98 | 8.9 | 0.86 | 0.83 | 0.68 | 1.0 |
| 南非粉矿 | 65 | 0.72 | 3.27 | 0.76 | 0.08 | 0.19 | 0.69 |
| 澳矿粉 | 63.51 | 0.56 | 4.0 | 1.21 | 0.15 | 0.12 | 3.78 |
| 巴西粉矿 | 67.93 | 0.72 | 0.62 | 0.66 | 0.02 | 0.71 | 1.42 |
| 涞源矿粉 | 43.01 | 17.13 | 6.51 | 0.90 | 1.49 | 17.31 | 2.80 |
| 钢渣 | 15.39 | 10.39 | 15.44 | 0.45 | 44.62 | 10.94 | 2.28 |
| 生石灰 | 6.16 | 72.75 | 15.52 | ||||
| 石灰石 | 2.6 | 51 | 42.5 | ||||
| C | 灰分 | 挥发分 | SiO2 | CaO | |||
| 无烟煤 | 62.38 | 29.7 | 7.92 | 12 | 1.5 | 73 | |
| 焦粉 | 84.12 | 12.1 | 3.78 | 5.61 | 0.93 | 87.90 |
表2 邯钢各种原料价格表(元/t)
| 本地精矿 | 酸性精矿 | 巴西精矿 | 澳矿 | 南非矿 |
| 248 | 250 | 288.5 | 250 | 283 |
| 巴西矿粉 | 涞源矿 | 石灰石 | 生石灰 | 无烟煤 |
| 320 | 169 | 37 | 115 | 250 |
表3 邯钢的炼铁生产指标
| 生铁控制成本/元·t-1 | 车间制费用/元·t-1 | 焦比/t·t-1 | 喷煤比/t·t-1 | 入炉品位/% | 焦炭价格/元·t-1 | 煤粉价格/元·t-1 | 熔剂价格/元·t-1 |
| 820 | 89 | 0.39 | 0.14 | 58.17 | 420 | 287 | 30 |
5.2 各种方法比较结果
表4是各种评价方法的计算结果，表5是各种评价方法计算结果比较。这里省略所有的计算过程包括矿石单烧值的计算。
表4 各种评价方法计算结果（元）
| 矿种 | 吨度价 | 扣Ca吨度价 | 综合1吨度价 | 综合2吨度价 | 单烧烧结矿吨度成本 | 吨矿单烧冶金价值 | 吨矿单烧经济价值 |
| 巴西精矿粉 | 4.23 | 4.19 | 4.27 | 4.28 | 5.69 | 395.96 | 5.09 |
| 地方精矿粉 | 3.81 | 3.74 | 4.04 | 4.63 | 5.39 | 366.95 | 7.23 |
| 酸性精矿粉 | 3.93 | 3.89 | 4.70 | 5.36 | 5.86 | 346.52 | -38.47 |
| 南非粉矿 | 4.35 | 4.35 | 4.68 | 4.70 | 5.97 | 363.40 | -32.55 |
| 澳矿粉 | 3.93 | 3.93 | 4.30 | 4.38 | 5.95 | 356.61 | -6.65 |
| 巴西粉矿 | 4.71 | 4.71 | 4.77 | 4.79 | 6.13 | 394.50 | -26.84 |
| 涞源矿粉 | 3.92 | 3.19 | 3.14 | 3.57 | 6.53 | 218.17 | -71.17 |
表5 各种评价方法计算结果比较排序
| 矿种 | 吨度价 | 扣Ca吨度价 | 综合1吨度价 | 综合2吨度价 | 单烧烧结矿吨度成本 | 吨矿单烧冶金价值 | 吨矿单烧经济价值 |
| 巴西精矿粉 | 6 | 5 | 3 | 2 | 2 | 1 | 2 |
| 地方精矿粉 | 1 | 2 | 2 | 4 | 1 | 3 | 1 |
| 酸性精矿粉 | 4 | 3 | 6 | 7 | 3 | 6 | 6 |
| 南非粉矿 | 5 | 6 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 |
| 澳矿粉 | 3 | 4 | 4 | 3 | 4 | 5 | 3 |
| 巴西粉矿 | 7 | 7 | 7 | 6 | 6 | 2 | 4 |
| 涞源矿粉 | 2 | 1 | 1 | 1 | 7 | 7 | 7 |
从表4、表5可以看出评价方法的不同，计算的结果是完全不一样的。前4种方法的评价结果是品位很低的涞源矿最优，显然与实际不符。后三种方法结果差别不大，结果都是涞源矿最不经济，最优的矿石在巴西精矿和地方精矿之间变化，澳矿粉在第3、4、5位变化；在经济价值评价方法中，澳矿粉占第三位，酸性精矿粉和涞源矿粉占最后，这与大家公认的基本相同，所以经济价值评价方法与实际较符。
6、结论
1）通过对各种铁矿石的评价方法的分析比较，找出了一个比较符合实际的铁矿石评价方法——经济价值评价方法。
2）修正了巴甫洛夫冶金价值评价方法，并且把熔剂的计算也引入公式，以某厂某一时期的基础数据为依据进行计算，结果表明该评价方法更加合理。
3）对烧结矿的所用原料进行自熔性烧结矿单烧计算后，再进行冶金价值和经济价值的评价，比直接计算更能反应实际情况。
4）使用经济价值的评价方法，能够直接反应矿石所带来的经济效益，是目前比较理想的铁矿石经济价值评价方法。
参考文献
1、孔令坛.高炉的合理炉料结构.见：2001中国钢铁年会论文集.北京：2001：147-150
2、孟世民.铁矿石评价方法分析.河北冶金，1993.（6）：16-18
3、染迪超.进口铁矿的物化性能及技术经济评估.烧结球团，1992.17（2）：10-12
