喷煤技术的进步与应用

高炉实际应用喷煤技术始于20世纪60年代，但由于受能源价格因素的影响，喷煤技术并没有得到大的发展。70年代末，发生了第二次石油危机，世界范围内高炉停止喷油。为了避免全焦操作，大量的高炉开始喷煤，喷煤成为高炉调剂和降低成本的手段。进入90年代，西欧、美国和日本的一批焦炉开始老化，由于环保及投资等原因，很难新建和改造焦炉。为保持原有的钢铁生产能力，必须大幅度降低焦炭消耗。喷煤已不仅是高炉调剂和降低成本的手段，也是弥补焦炭不足，从而不新建焦炉的战略性技术。另外，全世界炼焦用煤资源日益短缺，在世界范围内大量喷煤，用煤粉代替焦炭就成为高炉技术发展的必然趋势，并且发展速度越来越快。喷煤技术的进步主要体现在以下几方面：

（1）喷煤设备大型化和装备水平的提高。现代高炉炼铁技术进步的特点之一是不断提高生产率，喷吹更多煤粉，大幅度降低焦比。欧洲高炉的煤比每吨铁已突破200kg，焦比降至每吨铁300kg左右，正向煤比250kg，焦比250kg的目标迈进。我国宝钢高炉喷吹煤比每吨铁已实现295kg，进入世界先进行列。喷吹煤粉绝对量的增大，要求喷煤设备大型化和提高装备水平。喷煤设备装备水平的提高集中表现在喷煤自动控制及计量和调节精度方面。喷煤量可以按照高炉要求自动调节，喷煤量计量精度可以控制在1%误差范围内，各风口喷吹煤粉的均匀性控制在3%的误差范围内。

（2）高炉富氧喷煤。富氧喷煤是实现高炉生产稳产、高产、优质、低耗的必备手段，是高炉炼铁技术进步的重要标志。高炉富氧和喷吹煤粉是互为条件、互为依存的。喷煤量增加到一定程度，需要用氧气促进煤粉燃烧，以提高煤焦置换比和保证高炉顺行。实践证明，当风温1000℃时，在不富氧的条件下，煤粉喷吹量每吨铁不宜超过100kg，否则，煤粉不能完全燃烧，引起煤焦置换比下降，并且可能引起高炉难行。相反，如果不喷吹煤粉，富氧使高炉风口前的理论燃烧温度过高，引起高炉不能顺行。只有富氧和喷煤相结合，才能大幅度提高产量，降低焦炭消耗。生产实践证明，高炉鼓风中富氧率每增加1%，喷煤量每吨铁约增加13kg，生铁产量增加3%。国外大喷煤量高炉的用氧量已达到每吨铁40～70m3。

（3）喷吹烟煤或烟煤与无烟煤混合喷吹。我国长期喷吹无烟煤，其优点是含碳量高，挥发分低，喷吹安全。但是不易燃烧，煤质硬，制粉能耗高；随着无烟煤储藏量的减少，无烟煤质量逐年下降，灰分含量增多，使得煤焦置换比降低，高炉冶炼的渣量增大，不利于高炉生产。改喷烟煤，扩大了喷煤煤种，从煤的储量及分布看，烟煤储量较多，分布较广，保证了充足的喷煤资源。烟煤挥发分高，燃烧性能好，含氢量高，有利于高炉顺行，并且煤质软，易磨碎，制粉能耗低。但是喷吹烟煤时，特别是喷吹高挥发分、强爆炸性烟煤时，安全性差，易爆易燃，必须采取相应的安全保护措施。目前我国喷吹烟煤技术已经成熟。国外喷吹用烟煤的挥发分在30%左右，甚至更高，灰分小于10%。(www.xing528.com)

目前我国部分高炉采用烟煤和无烟煤混合喷吹技术取得了良好的效果，表现为燃烧率明显提高，置换比上升。生产实践表明，无烟煤中配加一定比率的烟煤后，其燃烧率明显提高。

（4）浓相输送。高炉喷煤采用气力输送，按单位气体载运煤粉量的多少，可分为稀相输送和浓相输送。浓相输送的特点是单位气体载运的煤粉量大，或者说输送单位煤粉消耗的气体量小，管径细，输送速度较低。气力输送过程中，一般稀相输送的速度在20m/s以上，而浓相输送的速度则小于10m/s。由于煤粉流速的降低，对管道及设备的磨损会大大减小。