漣鋼高爐噴吹煤性價比及供應商優化研究

梁南山

1.前言

高爐噴吹煤在節約鋼鐵行業冶煉成本等方面，正在扮演著越來越重要的角色。高爐噴吹煤作為冶金用途具有以下作用：以煤粉部分替代冶金焦炭，使高爐焦比降低，生鐵成本下降；調劑爐況熱制度及穩定運行；噴吹的煤粉在高爐風口前氣化燃燒，降低理論燃燒度，為維持理論燃燒溫度，需要補償，也就為高爐使用高風溫和富氧鼓風創造了條件[1]。在鋼鐵企業競爭日益加劇的今天，如何在保證噴吹煤基本質量要求的前提下降低噴吹煤的采購成本，亦是降低生鐵成本的重要途徑之一。因此，如何對企業現有噴吹煤資源進行性價比，并對相關供應商進行優化，具有重要的意義。

2.漣鋼高爐噴吹煤現狀

漣鋼現有5座高爐，其中大高爐2座，分別為2200m3和3200m3；小高爐3座，2×380m3+1×480m3，全廠平均噴煤比在160多kg/t。

以2011年6月為例，漣鋼噴吹煤消耗總量為69650.25噸，其中無煙煤占14%左右，煙煤約占86%。

噴吹煤分別來自17家供應單位，其中無煙煤供應商2家，煙煤供應商15家。供應商噴吹煤的合同價格根據煤的質量及運輸距離的不同，從1290元/噸到1448.76元/噸不等。供應商所供煤的價格、數量及工業分析的平均成分見表1。（2011年6月漣鋼噴吹煤的平均價格為1336.36元/噸）

3.漣鋼高爐噴吹煤性價比研究的方法

噴吹煤粉的品種廣泛，噴吹煤的基本要求是：好磨、含碳高(要求煤粉的灰份一定要低于焦炭的灰分含量)、含硫低、流動性好等。煤粉中含有K2O +Na2O總量要小于3.0kg/t.因為K、Na在高爐內會造成結瘤和焦炭易產生裂紋，致使焦炭強度下降。

由于高爐噴吹煤通常采用的是無煙煤與煙煤混噴的方法，它需要將不同價格的不同煤種進行混合。因此如果僅對單個煤種進行性價比研究并無多大實際的意義。只有通過不同煤種混合后所得噴吹煤的性能及價格來相對衡量各煤種的性價比。我們認為只有在獲得相近的噴吹煤性能（比如灰分、揮發分、硫分等關鍵參數）的條件下，如果調高某一煤種的配比可以獲得更低的混合噴吹煤價格那么就可說明這種煤的性價比好，反之則性價比差。

為了研究漣鋼噴吹煤的性價比，我們決定根據漣鋼的噴吹煤供應現狀設計相應的數學模型，采用計算機程序進行規劃求解得到不同條件下的最優解，并與漣鋼噴吹煤的實際結果進行比對，從而找出降低漣鋼噴吹煤總體成本的方向與途徑。

3． 1 目標函數的確定

鑒于目前尚缺乏各供應商所供煤種的可磨性指數、發熱值等參數，同時噴煤制粉及高爐噴煤是一個相當復雜的過程，影響的因素比較多，暫不考慮不同煤種對制粉能力及高爐煤比及焦比的綜合影響，而僅以混合煤總體的單位價格作為調整各供應商煤種配比的目標函數，并尋求混合煤總體單位價格的最小化。

3． 2 約束條件的確定

為了保持噴吹煤質量不發生重大的變化，將混合煤的三個關鍵技術參數即灰分、揮發分、硫分作為重要的約束條件，要求噴吹混合煤的灰分低于12%，揮發分在12%-18%之間，硫分小于0.6%。

表1 漣鋼2011年6月份噴吹煤實際采購組成

考慮到噴吹煤供應渠道的穩定并保證具有足夠數量的合格供應商，在設定約束條件時對現有的所有供應商保證不低于0.5%的噴吹煤份額下限，同時為了避免漣鋼的噴吹煤被少數供應商所壟斷，每個供應商設立了一個不高于15%的噴吹煤份額上限。同時在保持各個供應商現有供貨份額基本不變的條件逐步加大現有供應商份額變化的范圍，以尋求供應商整體優化的方向。

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3． 3不同約束條件下的混合煤價格比較

研究以2011年6月漣鋼噴吹煤各供應商的價格、供應數量、工業分析的平均成分等為基礎。

研究以2011年6月漣鋼噴吹煤各供應商的實際供應數量及份額為基礎，保證所有供應商都參與供應，采取逐步加大各供應商目標份額變化幅度的辦法，直到所有供應商所占份額的可變范圍達到0.5%-15%之間來進行優化。研究以2011年6月的總體噴煤量為基礎，在達到相近的混合煤工業分析成分的條件下分別得出了4種優化后的供應商份額分配方案。（如表2所示）。

優化方案1是相比現有供應組合變化最小的方案。優化方案4是相比現有供應組合變化最大的方案，優化方案2和優化方案3介于兩者之間。

從計算機自動優化后的優化方案1來看，各噴吹煤供應商供應份額的主要變化為：將供應商3、供應商4、供應商17三家供應商的供應份額降至低限，同時降低本地供應商11的供應份額，主要加大供應商16、供應商15及多家本地供應商的供應份額。其它優化方案的具體供應份額變化可參見表2。

4種方案所能獲得的噴吹混合煤成分與2011年6月實際供煤所計算的混合煤成分差別不大，噴吹煤的灰分稍有增加，方案4增加最多，增高了0.66%；揮發分變化在±1左右；硫分變化在±0.05%以內。

研究表明，在確保證各供應商都參與供貨同時噴吹煤基本技術參數不發生重大變化的前提下，以各供應商的現有供煤價格為基礎，通過調整各供應商的供應份額，4種優化后的供應商供應比例組合相比2011年6月的混合煤實際平均單價分別可以降低28.97元/噸、38.39元/噸、42.07元/噸、55.35元/噸。

按2011年6月漣鋼全廠高爐平均噴煤比168千克/噸統計，通過對各噴吹煤供應商供應份額的調整，相當于噸鐵分別可以降低噴吹煤成本4.87元、6.45元、7.07元、9.30元。

4.漣鋼噴吹煤性價比的相對評價

性價比最差的供應商是供應商3、供應商4、供應商17這3家，在以整體混合煤平均單價最低為目標的4個優化方案中，這幾家供應商的供應份額都要求是最低限。

表2 按2011年6月份采購價格測算的漣鋼噴吹煤組合對比

性價比較差的供應商是供應商9、供應商10、供應商11這3家。在以整體混合煤平均單價最低為目標的4個優化方案中，隨著各供應商供應份額變化幅度的擴大，這幾家供應商的供應份額都被要求減少甚至降至低限。

性價比較好的供應商是供應商1、供應商5、供應商6、供應商15、供應商16等幾家。在以整體混合煤平均單價最低為目標的4個優化方案中，隨著各供應商供應份額變化幅度的擴大，這幾家供應商的供應份額都被要求逐步擴大甚至達到最高限15%。

以下2家供應商的噴吹煤屬于敏感型性價比：供應商7、供應商12。在以整體混合煤平均單價最低為目標的4個優化方案中，隨著各供應商供應份額變化幅度的擴大及混合煤整體單價的降低，這2家供應商的供應份額變化很大，且不是朝降低或減少的同一方向變化。

5.漣鋼噴吹煤供應商的優化

根據計算機程序以整體混合煤平均單價最低為目標的優化計算結果，我們認為應對漣鋼現有噴吹煤供應商進行以下的優化：

1）對性價比最差的供應商供應商3、供應商4、供應商17等3家要大幅降低采購數量，或采取相關措施要求其大幅降低供應價格。

2）對性價比較差的供應商供應商9、供應商10、供應商11這幾家要尋求補充資源，逐步降低這幾家供應商的采購數量，或要求其降價。

3）對性價比較好的供應商供應商1、供應商5、供應商6、供應商15、供應商16等幾家可在保持其現有供應價格的前提下加大采購數量。

4）對性價比屬于敏感型的供應商7、供應商12可暫時保留現狀，待供應商結局發生改變后降低其敏感程度。

1.湯清華、馬樹涵等編著《高爐噴吹煤粉知識問答》，冶金工業出版社1997.4