浅谈高炉经济喷煤比

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1、2011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集浅谈高炉经济喷煤比王立杰尹焕岭赵杨(唐钢不锈钢)摘要：高炉喷煤是降低铁水成本，增加利润的重要手段；同时，直接喷吹煤粉，不经过焦化工艺，减少了环境污染。提高喷煤比应具备的条件是：稳定的原燃料质量、合适的理论燃烧温度、精细的操作和合理煤气分布。高炉提高喷煤比是冶炼技术发展的必然趋势，然而各单位能满足的条件不同，因此各单位的经济煤比也应根据自身条件确定。关键词：高炉经济喷煤比理论燃烧温度未燃煤粉置换比0前言高炉喷吹煤粉则是部分替代焦炭的“提供热量”及“还原剂和渗碳剂”，即以价格低廉的煤粉部分替代价格日趋昂贵的冶金焦炭，以缓解因炼焦用主焦煤匮乏所造

2、成的冶金焦炭产量渐显不足的矛盾，最终降低高炉炼铁焦比和生铁成本。当前高炉生产的一些习惯性认识和操作，直接影响到高炉喷煤的科学性，且给高炉喷煤效益乃至生铁成本带来不良影响，因此选择合理的喷煤比就是实现企业效益最大化的重要一项。1经济喷煤比的概念所谓经济喷煤比，是在一定的生产条件下（产量、原燃料质量、炉料结构、煤和焦炭的市场价格等），喷煤比最高且稳定、焦比和燃料比最低的操作煤比。可见，经济喷煤比的大小取决于喷煤量水平、煤交置换比和能量消耗利用程度，最终有总燃料消耗、工序成本来确定。喷煤对高炉工序降低值的影响可按下式计算：△J=PCR(Pk×R—Pm)／1000(1)式中△J——高炉

3、工序成本降低值，元／t；PCR——喷煤比，kg／t；R——未校正煤焦置换比；Pk——焦炭价格，元／t；Pm——煤粉工序成本，元／t。从图1曲线可见，喷煤生产操作中存在经济喷煤比。由于原燃料质量、炉况参数在一定范围内波动，因此经济喷煤比是一个操作范围。2提高喷煤比的关键技术2.1稳定原燃料条件2.1.1提高焦炭质量，特别是焦炭的热性能，保证高炉必要炉料柱透气性。图1高炉工序成本降低值与喷煤比的关系焦炭在高炉内的骨架作用是煤粉不可替代的，随着煤比的提高，焦炭的负荷随之加重，以及焦炭在炉内32011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集停留的时间越长，焦炭的骨架作用更显的重要。因此焦炭质量的

4、好坏，特别是焦炭的热性能的高低，决定了高炉的容积大小和喷煤比水平的高低。高喷煤比对焦炭质量的要求是：M40在80％以上，M10小于7％，灰分小于12.5％，硫分小于0.65％，热强度CSR>60％，热反应性CRI<30％。对于2000m3以上容积的大高炉，喷煤比在160kg/t以上时，要求焦炭质量要更好一些：M40≥85％，M10≤6.5％，灰份≤12．0％，硫份≤0.6％，CSR≥65％，CRI≤26％。同时要求焦炭中K2O+Na2O的含量要<3.0kg／t。（2）2.1.2稳定优质的原燃料质量，减少波动。选择成分接近、质量差异小的原煤，制定合理的原煤结构，降低煤粉的A、S，

5、提高发热值。炼铁原料（烧结、球团、块矿）的转鼓强度高、热稳定性好、还原性能好、性能稳定等为高炉顺行创造良好条件，提高烧结矿（碱度在1.8~2.0倍）的碱度，会使转鼓强度高、冶金性能好的优点。连篦机-回转窑生产的球团矿质量和工序能耗均比竖炉所生产的球团好。入炉的块矿要求是含水分低、热爆裂性差、还原性能好、粒度偏小。2.2提高理论燃烧温度高炉喷吹煤粉后，由于煤气量增加，用于加热燃烧产物的热烈相应增加。又由于喷吹物加热、结晶水分解几碳氢化合裂化好热，使理论燃烧温度降低。因此要采取提高理论燃烧温度的措施：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2

6、0~30kg／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。一般企业，炼钢剩余多少氧气高炉富氧多少，富氧率并非炼铁系统确定，而是由企业平衡决定。3)进行脱湿鼓风：鼓风湿度每降低1g/m3，理论燃烧温度升高7～9℃，允许多喷3～4kg/t煤粉。2.3精心操作，稳定炉温，保证炉况长周期稳定顺行。高炉喷煤后，初始煤气流分布、鼓风动能、冶炼周期都发生了变化。操作者要及时通过调整风口面积、矿批、布料角度、料线等参数，确保炉缸工作均匀活跃，初始煤气流分布合理。一般操作者用喷煤量来调整炉温，因此炉温的稳定对于喷煤比的提高起到了至关

7、重要的作用。操作者要精心，避免炉温大幅度波动。只有炉温稳定了，操作者才敢降低炉温水平，降低焦比，为提高喷煤比提供空间。3选择经济喷煤比，提高置换比3.1未燃煤粉的不利影响由于时间和空间有限，煤粉在风口前燃烧带不可能完全燃烧，喷吹量越大，未燃煤粉的绝对数量相应增加。少量未燃煤粉在冶炼过程中被吸收或进一步气化，得到利用。但未气化的煤粉进入炉料中，将会给高炉顺行带来不利影响。主要表现在：未燃煤粉进入炉渣中呈悬浮状态，会增加炉渣黏度，严重时造成炉缸堆积。未燃煤粉滞留在软容带和低落带，降低其透气性和透