浅议提高高炉喷煤比的有效措施

支刚

摘 要：提高高炉喷煤比是冶金行业降低炼铁生产成本的关键措施，提高喷煤比关系着钢铁企业工序能耗和生产成本的降低，可以给企业带来直接的经济利益和社会效益。因此，简要阐述了提高喷煤比的重要性和具体措施，进而为宣钢提高高炉喷煤比工作起到一定的推动作用。

关键词：高炉喷煤比；炼铁；焦炭；高炉煤气

中图分类号：TF543 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.144

高炉经风口喷吹煤粉是节焦和改进冶炼工艺最有效的措施之一，它不仅可以代替日益紧张的焦炭资源，而且还有利于改进冶炼工艺——可以扩展风口前的回旋区，缩小呆滞区，降低风口前的理论燃烧温度，有利于提高风温和使用富氧鼓风，在节焦和增产方面都能取得非常好的效果。近几年来，国内钢铁产能过剩，使得钢铁行业整体低迷，严重冲击了上游原料企业，一部分企业只能通过降低原燃料的质量来维持生存，这就给高炉的稳定、高产和喷煤量的提高造成了很大的阻碍。提高喷煤比，在原燃料质量变差的情况下保持和增加喷煤量，对钢铁企业的发展有非常重要的意义。

1 提高喷煤比的经济效益分析

提高喷煤比、降低入炉焦比是降低炼铁成本的关键方法。提高喷煤比可以产生良好的经济效益，具体表现在以下几个方面。

1.1 煤粉代替焦炭降低生铁成本

对于高炉喷煤比，国际先进水平保持在180～200 kg/t。《中国钢铁工业科学与技术发展指南（2006—2020年）》中指出，2010—2020年间，我国高炉喷煤指标要追赶并力争达到国际先进水平的下限180 kg/t。按照当前炼铁原料的价格核算，喷煤量增加1个单位，吨铁成本下降约1.2元，由此产生的经济效益是十分可观的。

1.2 节约工序能耗

钢铁企业焦化工序能耗为118 kgce/t，而制粉和喷吹工序的能耗只有27 kgce/t。很明显，采用喷煤技术，炼铁工序能耗降低了91 kgce/t，如果每吨标准煤按照500元计算，采用喷煤方法可以降低生铁成本，即50元/t。

1.3 缓解主焦煤的短缺

炼焦配煤时，一般需要50%以上的主焦煤，在同样的灰分和硫分百分比水平下，采用喷煤炼铁可选用的煤的品种不受主焦煤的限制，能够适应更多品种的煤炭资源，可以有效降低外购煤的成本和运输费用。

1.4 提高企业劳动生产率

在生产费用和员工人数方面，喷煤车间比焦化厂更具优势，因此，高炉喷煤可以促进企业劳动生产效率的提高，有效缩减生产费用。

2 提高喷煤比的措施

2.1 提高煤粉燃烧率

2.1.1 提高热风温度

高炉喷吹煤粉之后，会降低炉缸的燃烧温度，同时，也会增加煤气含量，从而影响高炉的生产情况。实际经验表明，当喷煤比为200 kg/t时，供风温度需要达到1 200 ℃，提高供风温度能够有效地提高高炉炉缸的燃烧温度。经过理论计算，供风温度升高100 ℃，会导致燃烧温度升高大约70 ℃；同时，随着供风温度的升高，煤气量也会下降，这都有助于提高煤粉燃烧率。

2.1.2 采用富氧鼓风

当喷煤比为200 kg/t时，富氧需达到3%以上。采用富氧可以提高高炉炉缸的燃烧温度，富氧每提高1%，燃烧温度增加50 ℃。另外，每吨铁煤气量减少4%，在提高燃烧温度的同时会降低炉缸燃烧煤气量。

2.1.3 提高煤粉表面积

煤粉粒度是反映煤粉表面积的关键参数，以200目为标准，如果是煤粉，其粒度需要达到50%；当煤粉与无烟煤混合喷煤，则其粒度需要达到60%；如果单独喷吹无烟煤，则粒度必须达到70%. 同时，为了增加煤粉表面积，还需要严格控制水分含量，煤粉中的水分含量不能超过2.5%，通常情况下，1.5%左右为宜。

2.2 提高料柱透气性

随着喷煤量的增加，焦比降低会直接降低料柱的透气性，导致高炉煤气气流分布和炉料下降，使得高炉生产不顺。因此，在提高喷煤比的同时，必须采取相应的措施来增加料柱的透气性，确保提高喷煤比不会对高炉生产造成不良的影响。

提高入炉铁矿石品位，控制矿渣含量。在高炉炼铁的过程中，软熔带是煤气气流最大的阻力区域。在铁矿石被融化初期，铁矿石被还原成氧化铁，这时形成的初渣中铁渣未有效分离。实践证明，在保证了入炉铁矿石品位在60%以上时，吨铁中的渣含量会控制在300 kg以内。这时，煤气参与燃烧遇到的阻力可忽略不计，削弱了泛渣现象。

提高焦炭质量，控制热性能。在炼铁化学过程中，焦炭的主要作用除了是还原剂和提供热能的原料外，还起到了支撑骨架、促进生铁渗碳和填充炉缸的作用。焦炭的骨架作用在喷煤比提高之后显得格外重要，焦炭的质量直接影响了高炉容积。

2.3 提高操作水平

喷煤比的提高对高炉稳定运行的依赖程度较高，这就要求高炉操作岗位的工作人员必须要加强对高炉行程的控制，重点控制高炉的炉腹煤气量、炉缸热度值、炉料分布的合理程度和燃烧温度4个重要参数。对于高炉上部和下部，要采用系统、合理的控制手段保证煤气气流分布的合理性，当高炉中心气流有过度发展的趋势时，高炉上部的调节应以“大料批、正分装”为原则，同时，还要扩大高炉下部的风口面积；当高炉边缘气流有过度发展趋势时，高炉上部应该采用小料批，同时，还要进行中心投焦操作，对于高炉下部，则应当减小风口面积并采用短风口。除此之外，在高炉的操作过程中，要始终控制风速和鼓风动能，将循环区的长度控制在合理范围之内，为中心气流的发展提供保障，有助于保持炉缸的工作状态，从而提高大喷比实现的可能性。

3 结束语

当钢材价格处于低谷时，钢铁企业普遍经营不佳。随着生产成本的高位运行，钢铁企业正面临着严峻的市场挑战，谁能够挖潜增效，最大程度地降低成本，谁才能够在激烈的市场竞争中存活下来。对宣钢来说，炼铁系统是宣钢降低生产成本的重要突破口。而在整个炼铁系统中，提高高炉喷煤比所能产生的经济效益最大也最直接，因此，作为宣钢炼铁工艺生产的组织者，必须在提高高炉喷煤比的工作上下大力气，通过制订积极的措施提高高炉喷煤量、降低焦比，最大程度上降低宣钢吨铁的生产成本，增强宣钢在市场竞争中的生存能力。

参考文献

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[3]周渝生，项钟庸.高炉实现合理喷煤比的技术分析[N].世界金属导报，2009-02-03.

〔编辑：白洁〕