高爐噴吹煤粉是煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的中心環(huán)節(jié)，是國(guó)內(nèi)外高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)，也是我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的三大重要技術(shù)路線之一，所以，我們應(yīng)當(dāng)努力提高噴煤比。

高爐噴煤的重大意義   

 1 減少煉焦過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染。高爐噴煤代替焦炭，就減少了高爐煉鐵對(duì)焦炭的需求。減少焦炭的需求，就可以使焦?fàn)t少生產(chǎn)焦炭。焦?fàn)t少生產(chǎn)焦炭或少建焦?fàn)t，就可以減少對(duì)環(huán)境的污染。

 2 緩解我國(guó)主焦煤的短缺，優(yōu)化煉鐵系統(tǒng)用能結(jié)構(gòu)。煉焦配煤一般需要配50％以上的主焦煤，以滿足高爐煉鐵對(duì)焦炭質(zhì)量方面的要求。噴吹煤粉的煤種廣泛，可以不使用主焦煤。這就緩解了我國(guó)主焦煤的短缺，同時(shí)也降低了煉鐵系統(tǒng)的購(gòu)煤成本。

 3 高爐噴煤可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)節(jié)能。2006年我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)焦化工序能耗為123.41kgce／t，噴煤的制粉和噴吹所需的能耗在20~35kgce／t。高爐每噴吹1t煤粉，就可以產(chǎn)生煉鐵系統(tǒng)用能結(jié)構(gòu)節(jié)約lOOkgce／t的效果。

 4 高爐噴煤可降低煉鐵系統(tǒng)的投資。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)外建設(shè)噴煤車間的投資是焦化廠單位投資的25％~30％，轉(zhuǎn)換為冶金焦的單位投資是30％~40％；中國(guó)噴煤車間的單位投資是焦化廠建設(shè)單位投資的12％~16％，為冶金焦部分投資的15％~20％。所以，在新建和擴(kuò)容高爐時(shí)，噴煤車間必須同步實(shí)施，這樣會(huì)有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

 5 煤粉代替焦炭會(huì)有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，焦炭和煤粉的每噸價(jià)差在400~500元。一個(gè)年產(chǎn)400萬(wàn)t的煉鐵企業(yè)，如果噴煤比在130kg／t，就可以年噴吹52萬(wàn)t煤粉，代替的等量的焦炭，可以產(chǎn)生年降低208~260萬(wàn)元的煉鐵成本。

 6 提高企業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)。噴煤車間的員工人數(shù)和生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用要比焦化廠少，這樣就可以產(chǎn)生因高爐噴煤而提高鋼鐵企業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率、障低生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用的效果。

我國(guó)噴煤水平發(fā)展不平衡，與*水平尚有差距   

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)高爐噴煤比135kg／t，比上年度提高llkg／t，全年重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)噴煤總量為4046萬(wàn)t，創(chuàng)出我國(guó)歷史水平。2006年全國(guó)有9個(gè)企業(yè)噴煤比超過(guò)150kg／t，他們是：寶鋼股份207、長(zhǎng)治188、武鋼179、石鋼160、新興鑄管159、江陰興澄155、邢臺(tái)155、天鐵154和韶關(guān)151。

我國(guó)煉鐵企業(yè)噴煤技術(shù)發(fā)展不平衡，2006年在全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)之中尚有一個(gè)企業(yè)沒有噴煤，還有7個(gè)企業(yè)年平均噴煤比低于l00kgce／t。我國(guó)高爐噴煤水平與*水平尚有較大差距，的高爐噴煤比是266kg／t，寶鋼也曾達(dá)到過(guò)260kg／t的水平。*水平的噴煤比為180~200kg／t。

《中國(guó)鋼鐵工業(yè)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展指南2006~2020年》中提出了高爐噴煤指標(biāo)：2006~2010年全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)噴煤量≥160kg／t，2011~2020年全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)噴煤量≥180kg／t。

高噴煤比的關(guān)鍵技術(shù)

鋼鐵工業(yè)是個(gè)有條件組織生產(chǎn)的行業(yè)，其生產(chǎn)工藝、技術(shù)、裝備運(yùn)行是有一整套科學(xué)規(guī)律的。具備什么樣條件，就會(huì)出現(xiàn)什么樣的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。這也就是說(shuō)，高爐煉鐵生產(chǎn)是要有一定條件的，提高噴煤比也是需要一些關(guān)鍵支撐技術(shù)。本人認(rèn)為，高噴煤比的關(guān)鍵技術(shù)是：保持爐缸熱量充沛技術(shù)，提高煤粉燃燒率技術(shù)，提高爐料透氣性技術(shù)和煤焦置換比高的相關(guān)技術(shù)。

1 保持爐缸熱量充沛技術(shù)

高爐煉鐵正常生產(chǎn)需要爐缸有充沛的熱量，以保證鐵礦石還原，渣鐵流動(dòng)性好、易分離，爐渣脫硫率高和透氣性好。爐缸熱量是用爐缸理論燃燒溫度來(lái)表示。爐缸熱量充沛是要求爐缸的溫度和熱量要高。理論燃燒溫度在2200±50℃視為合理值。

煤粉噴進(jìn)風(fēng)口后需要吸收熱量。首先是煤粉被加熱，然后是揮發(fā)分燃燒和碳素燃燒。這樣，每噴吹l0kg/t無(wú)煙煤會(huì)使?fàn)t缸溫度下降15~20℃，l0kg/t煙煤會(huì)使?fàn)t缸溫度下降20~25℃。噴煤量大于l00kg／t會(huì)使?fàn)t缸溫度下降150~250℃以上。高噴煤比會(huì)使?fàn)t缸溫度下降幅度更大。為使?fàn)t缸溫度保持在2200±50℃合理范圍內(nèi)，就需要采取保持爐缸溫度的技術(shù)措施，具體辦法是：

 1 提高熱風(fēng)溫度：熱風(fēng)溫度升高l00℃，可使?fàn)t缸理論燃燒溫度升高60℃，允許多噴30~40kg／t煤粉。

 2 進(jìn)行富氧鼓風(fēng)：富氧率提高1％，爐缸理論燃燒溫度升高40~50℃，允許多噴煤粉20~30kg／t。

 3 進(jìn)行脫濕鼓風(fēng)：鼓風(fēng)濕度每降低1g／m3，理論燃燒溫度升高6~7℃，允許多噴3~4kg／t煤粉。

2 提高煤粉燃燒率技術(shù)

煤粉在爐缸內(nèi)的燃燒包括可燃?xì)怏w煤粉受熱分解而來(lái)的分解燃燒和固態(tài)碳煤粉分解后殘留碳表面燃燒。這些燃燒情況取決于溫度、氧氣含量和煤粉的比表面積和燃燒時(shí)間。寶鋼測(cè)定高爐噴煤比在170kg／t、205kg／t、203kg／t時(shí)，煤粉在風(fēng)口回旋區(qū)的燃燒率分別為84.9％、72.0％和70.5％。這說(shuō)明還要有30％左右的煤粉要在風(fēng)口回旋區(qū)以上的爐料中進(jìn)行燃燒和氣化。高爐內(nèi)未能燃燒的煤粉將會(huì)被高速的煤氣流帶出高爐，致使煤氣除塵灰中的含碳量增多。所以說(shuō)，除塵灰中含碳量多少，是煤粉燃燒率高低的重要標(biāo)志。

提高煤粉燃燒率的技術(shù)措施是：

 1 提高熱風(fēng)溫度：噴煤比在180~200kg／t需要有1200℃以上的熱風(fēng)溫度。

 2 進(jìn)行富氧鼓風(fēng)：既可提高爐缸溫度，又提供了氧氣助燃劑，噴煤比在180~200kg／t時(shí)需要富氧3％以上；在燃燒學(xué)理論上，要求要有1.15以上的空氣過(guò)剩系數(shù)。

 3 提高煤粉的比表面積：要求煤粉粒度-200網(wǎng)目要大于85％。采用煙煤和無(wú)煙煤混合噴煤煙煤中的揮發(fā)分遇高溫時(shí)要分解，致使煤粉爆裂，增加煤粉比表面積。

 4 進(jìn)行脫濕鼓風(fēng)：可以產(chǎn)生提高爐缸溫度和鼓風(fēng)中氧氣含量的效果。將鼓風(fēng)溫度控制在6％左右。

 5 提高爐頂煤氣壓力，減小煤氣流速，延長(zhǎng)煤粉在爐內(nèi)燃燒的時(shí)間，降低煤氣壓力差。據(jù)測(cè)算，煤粉在爐缸的燃燒時(shí)間在0.01~0 04s內(nèi)，其加熱速度103~106k／s。

3 提高料柱透氣性技術(shù)

高爐正常操作要維持一個(gè)合理的煤氣壓差值，即熱風(fēng)壓力減去爐頂壓力的數(shù)值。一些高爐工作者采用爐料透氣性指數(shù)來(lái)操作高爐。料柱透氣性高低是由多方面因素所決定的，只有采取綜合措施才能提高料柱的透氣性。

 1 提高高爐入爐礦含鐵品位，減少渣量。

高爐內(nèi)煤氣阻力zui大的地方是軟熔帶。特別是鐵礦石剛開始熔化，還原成FeO和形成初渣，渣鐵尚未分離，尚未滴落至爐缸。如果高爐入爐品位在60％以上，噸鐵渣量小于300kg，煤氣的阻力會(huì)大大縮小，也會(huì)減少爐渣液泛現(xiàn)象。

 2 提高焦炭質(zhì)量，特別是焦炭的熱性能，會(huì)大大提高爐料柱透氣性。

焦炭在高爐內(nèi)是起骨架作用。特別是在高噴煤比條件下，焦比低，焦炭的骨架的作用就更加重要了?？梢哉f(shuō)，焦炭的質(zhì)量好壞決定了高爐的容積大小和噴煤比水平的高低。高噴煤比對(duì)焦炭質(zhì)量的要求是：M40在80％以上，M10小于7％，灰分小于12.5％，硫分小于0.65％，熱強(qiáng)度CSR>60％，熱反應(yīng)性CRI<30％。對(duì)于2000m3，以上容積的大高爐，噴煤比在160kg／t以上時(shí)，要求焦炭質(zhì)量要更好一些：M40≥85％，M10≤6.5％，灰份≤12．0％，硫份≤0.6％，CSR≥65％，CRI≤26％。同時(shí)要求焦炭中K2O+Na2O的含量要<3.0kg／t。

 3 爐料成分、性能穩(wěn)定、均勻

爐料成分穩(wěn)定是指煉鐵原料含鐵及雜質(zhì)和堿度波動(dòng)范圍小。工業(yè)發(fā)國(guó)家要求燒結(jié)礦含鐵波動(dòng)范圍是±0.05％，堿度波動(dòng)0.03倍。我國(guó)煉鐵企業(yè)要求是鐵份波動(dòng)±0.5％，堿度波動(dòng)±0.05 倍。因?yàn)楹F品位和堿度的波動(dòng)會(huì)造成軟熔帶透氣性的巨大變化高硅鐵和高堿度渣熔化溫度高，流動(dòng)性差。

鐵礦石的軟化溫度、軟化溫度區(qū)間、熔滴溫度和熔滴溫度區(qū)是鐵礦石冶金性能的重要指標(biāo)，對(duì)于煉鐵技經(jīng)指標(biāo)和爐料透氣性有重大影響。所以要求爐料的冶金性能要穩(wěn)定。

要求爐料粒度要均勻，就是減少爐料在爐內(nèi)的填充作用。如果爐料粒度大小不均且混裝，就會(huì)使?fàn)t料空間減少。如同4個(gè)蘋果之間夾著乒乓球，造成空間減小。我們希望爐料的空間有0．44，以利于煤氣流的暢通。要求爐料中5~10mm粒度的含量要小于30%，一定不要超過(guò)35％，否則會(huì)對(duì)爐料的透氣性產(chǎn)生重大影響。

煉鐵原料（燒結(jié)、球團(tuán)、塊礦）的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、還原性能好、性能穩(wěn)定等為高爐順行創(chuàng)造良好條件，提高燒結(jié)礦（堿度在1.8~2.0倍）的堿變，會(huì)使轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度高、冶金性能好的優(yōu)點(diǎn)。連篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的球團(tuán)礦質(zhì)量和工序能耗均比豎爐所生產(chǎn)的球團(tuán)好。入爐的塊礦要求是含水分低、熱爆裂性差、還原性能好、粒度偏小。

 4 優(yōu)化高爐操作技術(shù)會(huì)有效地提高爐料透氣性。

大高爐采用大礦批，使焦炭料層厚度在0.5~0.6m，在變動(dòng)焦炭負(fù)荷時(shí)，也不要輕易變動(dòng)焦炭的料層厚度。使高爐內(nèi)的焦炭起到透氣窗的作用，對(duì)于保持和提高高爐爐料的透氣性十分重要。

優(yōu)化布料技術(shù)（料批、料線、布料方向等）和適宜的鼓風(fēng)動(dòng)能（調(diào)整風(fēng)口徑和風(fēng)口長(zhǎng)度），可以實(shí)現(xiàn)高爐內(nèi)煤氣流均勻分布，同時(shí)有增加爐料透氣性的作用。合理的鼓風(fēng)動(dòng)能使?fàn)t缸活躍，布料合理可以實(shí)現(xiàn)煤粉在爐料中充分燃燒，減少未燃煤產(chǎn)生量。

穩(wěn)定高爐的熱制度、送風(fēng)制度、裝料制度、造渣制度會(huì)給高爐的高產(chǎn)、、低耗、長(zhǎng)壽、高噴煤比帶來(lái)有利條件。高爐生產(chǎn)需要穩(wěn)定。穩(wěn)定操作會(huì)創(chuàng)造出煉鐵的益。減少人為因素，提高對(duì)高爐生產(chǎn)的現(xiàn)代化管理水平，會(huì)促進(jìn)煉鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。

4 提高煤焦置換比技術(shù)

上述3個(gè)小節(jié)中所講述的技術(shù)也均是提高煤焦置換比的技術(shù)。本節(jié)從噴煤管理角度來(lái)分析提高煤焦置換比的因素。

 1 提高噴吹煤的質(zhì)量。因?yàn)閲姶得悍鄣钠贩N廣泛，所以要求煤的質(zhì)量應(yīng)是好磨、含碳鏈高（要求煤粉的灰份一定要低于焦炭的灰分含量）、含硫低、流動(dòng)性好等。煤粉中含有K2O +Na2O總量要小于3.0kg/t.因?yàn)镵、Na在高爐內(nèi)會(huì)造成結(jié)瘤和焦炭易產(chǎn)生裂紋，致使焦炭強(qiáng)度下降。

 2 煤粉噴吹要均勻，高爐所有風(fēng)口均要噴煤，流量要實(shí)現(xiàn)均勻、穩(wěn)定。高爐均勻噴吹煤粉，會(huì)使高爐每個(gè)風(fēng)口的鼓風(fēng)動(dòng)能一致，并會(huì)使?fàn)t缸熱量分配均勻，促使高爐生產(chǎn)順行和噴煤量的提高，進(jìn)而煤焦置換比得到提高。為保證各風(fēng)口噴煤量均勻，建議將煤粉分配器高位安置，使各單只管路盡量長(zhǎng)短相近，不讓煤粉走捷徑個(gè)別風(fēng)口多噴的現(xiàn)象出現(xiàn)。

 3 采用煙煤和無(wú)煙煤混噴有利于提高噴煤比和煤焦置換比。煙煤揮發(fā)高，且含有一定水分，進(jìn)入風(fēng)口后會(huì)爆裂，促進(jìn)分解燃燒和殘?zhí)既紵?，燃燒效率高。建議煙煤配比在30%左右。配比太高后管路的安全措施要加強(qiáng)，并且煤粉含碳量下降會(huì)造成煤焦置換比降低的現(xiàn)象。

 4 關(guān)于高爐噴煤比高低的衡量標(biāo)準(zhǔn)。因各煉鐵企業(yè)生產(chǎn)條件的不同，高爐極限的高噴煤比數(shù)值是不同的，但是，行業(yè)對(duì)于噴煤極限值的認(rèn)識(shí)是一致的：在增加噴煤量的同時(shí)，高爐燃料比沒有升高，這是個(gè)*噴煤值。驗(yàn)證的第二個(gè)方法就是：高爐煤氣除塵會(huì)中的含碳量沒有升高，洗滌水中沒有浮上一層如油一樣的碳粉。