高炉喷吹煤比的关键技术

主题：高炉喷吹煤比的关键技术

高炉喷吹煤粉是炼铁系统结构优化的中心环节，是国内外高炉炼铁技术发展的大趋势，也是我国钢铁工业发展的三大重要技术路线之一，所以，我们应当努力提高喷煤比。

高炉喷煤的重大意义

1 减少炼焦过程对环境的污染。高炉喷煤代替焦炭，就减少了高炉炼铁对焦炭的需求。减少焦炭的需求，就可以使焦炉少生产焦炭。焦炉少生产焦炭或少建焦炉，就可以减少对环境的污染。

2 缓解我国主焦煤的短缺，优化炼铁系统用能结构。炼焦配煤一般需要配50％以上的主焦煤，以满足高炉炼铁对焦炭质量方面的要求。喷吹煤粉的煤种广泛，可以不使用主焦煤。这就缓解了我国主焦煤的短缺，同时也降低了炼铁系统的购煤成本。

3 高炉喷煤可以实现结构节能。2006年我国重点钢铁企业焦化工序能耗为123.41kgce／t，喷煤的制粉和喷吹所需的能耗在20~35kgce／t。高炉每喷吹1t煤粉，就可以产生炼铁系统用能结构节约lOOkgce／t的效果。

4 高炉喷煤可降低炼铁系统的投资。据统计，国外建设喷煤车间的投资是焦化厂单位投资的25％~30％，转换为冶金焦的单位投资是30％~40％；中国喷煤车间的单位投资是焦化厂建设单位投资的12％~16％，为冶金焦部分投资的15％~20％。所以，在新建和扩容高炉时，喷煤车间必须同步实施，这样会有较大的经济效益。

5 煤粉代替焦炭会有巨大的经济效益。目前，焦炭和煤粉的每吨价差在400~500元。一个年产400万t的炼铁企业，如果喷煤比在130kg／t，就可以年喷吹52万t 煤粉，代替的等量的焦炭，可以产生年降低208~260万元的炼铁成本。

6 提高企业劳动生产率，降低生产运行费。喷煤车间的员工人数和生产运行费用要比焦化厂少，这样就可以产生因高炉喷煤而提高钢铁企业劳动生产率、障低生产运行费用的效果。

我国喷煤水平发展不平衡，与国际先进水平尚有差距

据统计，2006年我国大中型钢铁企业高炉喷煤比135kg／t，比上年度提高llkg

／t，全年重点钢铁企业喷煤总量为4046万t，创出我国历史最好水平。2006年全国有9个企业喷煤比超过150kg／t，他们是：宝钢股份207、长治188、武钢179、石钢160、新兴铸管159、江阴兴澄155、邢台155、天铁154和韶关151。

我国炼铁企业喷煤技术发展不平衡，2006年在全国重点钢铁企业之中尚有一个企业没有喷煤，还有7个企业年平均喷煤比低于l00kgce／t。我国高炉喷煤水平与国际先进水平尚有较大差距，国际领先的高炉喷煤比是266kg／t，宝钢也曾达到过260kg ／t的水平。国际先进水平的喷煤比为180~200kg／t。

《中国钢铁工业科学与技术发展指南2006~2020年》中提出了高炉喷煤指标：2006~2010年全国重点钢铁企业喷煤量≥160kg／t，2011~2020年全国重点钢铁企业喷煤量≥180kg／t。

高喷煤比的关键技术

钢铁工业是个有条件组织生产的行业，其生产工艺、技术、装备运行是有一整套科学规律的。具备什么样条件，就会出现什么样的生产技术指标。这也就是说，高炉炼铁生产是要有一定条件的，提高喷煤比也是需要一些关键支撑技术。本人认为，高喷煤比的关键技术是：保持炉缸热量充沛技术，提高煤粉燃烧率技术，提高炉料透气性技术和煤焦置换比高的相关技术。

1 保持炉缸热量充沛技术

高炉炼铁正常生产需要炉缸有充沛的热量，以保证铁矿石还原，渣铁流动性好、易分离，炉渣脱硫率高和透气性好。炉缸热量是用炉缸理论燃烧温度来表示。炉缸热量充沛是要求炉缸的温度和热量要高。理论燃烧温度在2200±50℃视为合理值。

煤粉喷进风口后需要吸收热量。首先是煤粉被加热，然后是挥发分燃烧和碳素燃烧。这样，每喷吹l0kg/t无烟煤会使炉缸温度下降15~20℃，l0kg/t烟煤会使炉缸温度下降20~25℃。喷煤量大于l00kg／t会使炉缸温度下降150~250℃以上。高喷煤比会使炉缸温度下降幅度更大。为使炉缸温度保持在2200±50℃合理范围内，就需要采取保持炉缸温度的技术措施，具体办法是：

1 提高热风温度：热风温度升高l00℃，可使炉缸理论燃烧温度升高60℃，允许多喷30~40kg／t煤粉。

2 进行富氧鼓风：富氧率提高1％，炉缸理论燃烧温度升高40~50℃，允许多喷煤粉20~30kg／t。

3 进行脱湿鼓风：鼓风湿度每降低1g／m3，理论燃烧温度升高6~7℃，允许多喷3~4kg／t煤粉。

2 提高煤粉燃烧率技术

煤粉在炉缸内的燃烧包括可燃气体煤粉受热分解而来的分解燃烧和固态碳煤粉

分解后残留碳表面燃烧。这些燃烧情况取决于温度、氧气含量和煤粉的比表面积和燃烧时间。宝钢测定高炉喷煤比在170kg／t、205kg／t、203kg／t时，煤粉在风口回旋区的燃烧率分别为84.9％、72.0％和70.5％。这说明还要有30％左右的煤粉要在风口回旋区以上的炉料中进行燃烧和气化。高炉内未能燃烧的煤粉将会被高速的煤气流带出高炉，致使煤气除尘灰中的含碳量增多。所以说，除尘灰中含碳量多少，是煤粉燃烧率高低的重要标志。

提高煤粉燃烧率的技术措施是：

1 提高热风温度：喷煤比在180~200kg／t需要有1200℃以上的热风温度。

2 进行富氧鼓风：既可提高炉缸温度，又提供了氧气助燃剂，喷煤比在

180~200kg／t时需要富氧3％以上；在燃烧学理论上，要求要有1.15以上的空气过剩系数。

3 提高煤粉的比表面积：要求煤粉粒度-200网目要大于85％。采用烟煤和无烟煤混合喷煤烟煤中的挥发分遇高温时要分解，致使煤粉爆裂，增加煤粉比表面积。

4 进行脱湿鼓风：可以产生提高炉缸温度和鼓风中氧气含量的效果。将鼓风温度控制在6％左右。

5 提高炉顶煤气压力，减小煤气流速，延长煤粉在炉内燃烧的时间，降低煤气压力差。据测算，煤粉在炉缸的燃烧时间在0.01~0 04s内，其加热速度103~106k／s。

3 提高料柱透气性技术

高炉正常操作要维持一个合理的煤气压差值，即热风压力减去炉顶压力的数值。一些高炉工作者采用炉料透气性指数来操作高炉。料柱透气性高低是由多方面因素所决定的，只有采取综合措施才能提高料柱的透气性。

1 提高高炉入炉矿含铁品位，减少渣量。

高炉内煤气阻力最大的地方是软熔带。特别是铁矿石刚开始熔化，还原成FeO和形成初渣，渣铁尚未分离，尚未滴落至炉缸。如果高炉入炉品位在60％以上，吨铁渣