（1.黑龍江科技學(xué)院，黑龍江省雞西市，158105；��

2.北京科技大學(xué)，北京市海淀區(qū)，100083）

摘 要 介紹了高爐噴煤技術(shù)的發(fā)展特點和應(yīng)用前景，分析了高爐噴煤對煤質(zhì)特性的要求； 認(rèn)為高爐噴吹煙煤是高爐噴煤發(fā)展的趨勢，而且會為弱粘結(jié)煙煤的洗選加工、銷售增加一定 的市場容量和發(fā)展機遇。

關(guān)鍵詞 高爐噴煤技術(shù) 煤質(zhì)

1 概述

高爐噴煤是20世紀(jì)60年代開始大規(guī)模應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的煉鐵新技術(shù)。隨著石油危機、環(huán) 保和煉焦煤資源日益短缺等問題，高爐噴煤已不僅是高爐調(diào)劑的一項重要手段，同時還是彌 補焦炭不足的主要措施。就世界范圍而言，高爐噴煤已成為高爐技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。��

噴煤技術(shù)的發(fā)展趨勢是噴煤量大幅度提高，焦比大幅度降低。歐洲和日本高爐的噴煤已達(dá) 到150～200kg/t鐵，在有些高爐上則達(dá)到250kg/t鐵。國外許多高爐噴吹煙煤，將煙 煤、無煙煤甚至褐煤進(jìn)行混配噴吹。我國是世界上應(yīng)用噴煤技術(shù)較早的國家，經(jīng)“九五”期 間的技術(shù)進(jìn)步，全國大中型高爐的噴煤量平均在100～110 kg/t鐵，有個別高爐則達(dá)到250kg /t鐵的世界先進(jìn)水平。��

目前，我國鋼鐵工業(yè)1/3以上焦?fàn)t的爐齡已老化，一些鋼鐵企業(yè)的焦炭生產(chǎn)能力明顯不 足。由于焦?fàn)t建設(shè)投資大、污染嚴(yán)重且難以治理，而且又需要依賴優(yōu)質(zhì)煉焦煤的供應(yīng)，因而 難以大量建設(shè)新的焦?fàn)t和改造舊的焦?fàn)t。面對我國鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)的焦炭缺口，大量噴吹粉煤 技術(shù)是一項最為經(jīng)濟(jì)實用的措施。��

自1992年以來，我國生鐵產(chǎn)量一直列居世界首位，在1億t左右。高爐噴煤以無煙煤為主，僅 個別鋼鐵企業(yè)的高爐混噴少量煙煤。隨著噴煤技術(shù)的進(jìn)步，煙煤的噴吹量將大幅度增加。為 此，高爐噴煤技術(shù)的發(fā)展也為煤炭企業(yè)的非煉焦煤的洗選加工和銷售帶來市場機遇。��

2 高爐噴煤技術(shù)發(fā)展的特點

目前，在國內(nèi)外高爐噴煤的技術(shù)應(yīng)用中，除噴煤比不斷加大外，還出現(xiàn)下列特點。��

（1）噴煤率提高。許多鋼鐵公司噴煤的目標(biāo)是爭取噴煤率達(dá)到50％（噴煤比 250kg／t鐵， 焦比 250kg／t鐵）。英國某公司、荷蘭霍戈爾鋼鐵公司、意大利伊耳瓦鋼鐵公司聯(lián)合在英 國克列夫蘭廠進(jìn)行大噴煤量試驗，取得了月平均噴煤率35％～40％，年平均噴煤率30％～35 %的成績，并有噴煤率短期達(dá)到 50％的記錄。��

（2）噴吹煤種一般為煙煤或無煙煤與煙煤的混合煤。因為煙煤的揮發(fā)分高，燃燒性能好， 所以得到廣泛應(yīng)用。國外高爐噴吹用煙煤，揮發(fā)分一般在30％左右甚至更高，灰分＜10％。 �� 

（3）噴煤系統(tǒng)形式多樣。噴吹系統(tǒng)的種類較多，大體上可分為并聯(lián)罐系列和串聯(lián)罐系列， 其他系統(tǒng)基本上是在這兩種系統(tǒng)的基礎(chǔ)上派生出來的。制粉系統(tǒng)主要采用中速磨煤機，取消 粗粉分離器，采用一次布袋收粉，工藝向簡單化、緊湊化方向發(fā)展。��

（4）技術(shù)開發(fā)得到加強。主要著眼于煤粉燃燒性能以及噴吹煤粉對高爐冶煉過程影響的研 究。��

目前，我國重點鋼鐵企業(yè)的80座左右的高爐和地方企業(yè)的100余座高爐已采用了噴煤技術(shù)， 全國高爐噴煤總量逐年增加。自1998年以來，我國高爐噴煤技術(shù)取得了明顯進(jìn)展，主要表現(xiàn) 在：高爐噴煤工藝裝備有較大進(jìn)步，部分重點鋼鐵企業(yè)的噴煤系統(tǒng)都采用了先進(jìn)技術(shù)，噴煤 工藝和裝備的整體水平有所提高，我國噴煤的綜合技術(shù)水平得到提高；高爐噴吹煙煤技術(shù)已 基本過關(guān)，目前，鞍鋼、寶鋼、酒鋼、蘇鋼和石鋼等企業(yè)的高爐都可以噴吹煙煤；高爐富氧 噴煤技術(shù)也取得進(jìn)展。��

但從總體水平來看，我國噴煤還不普及，噴煤裝備技術(shù)水平參差不齊。全國平均噴煤比不高 ，與國際先進(jìn)水平相差很遠(yuǎn)。高爐噴煤技術(shù)的采用對我國資源、環(huán)境和交通壓力的緩解作用 還沒有充分發(fā)揮。因此，煉鐵行業(yè)規(guī)劃每年要以100萬t的速度增加噴煤量，在2000年全國大 中型高爐的噴煤比平均達(dá)100～110kg／t鐵、噴煤總量超過1000萬t基礎(chǔ)上，“十五”末全國 噴煤比平均將達(dá)200kg／t鐵，噴煤總量超過2000萬t。��

3 高爐噴煤對煤質(zhì)的要求

高爐噴吹用煤應(yīng)能滿足高爐冶煉工藝要求和對提高噴吹量和置換比有利，以便替代更多的焦 炭。高爐噴吹對煤質(zhì)性能的要求及相關(guān)的指標(biāo)有：工業(yè)分析指標(biāo)、發(fā)熱量、粒度及均勻性、 可磨性、燃燒性、爆炸性、反應(yīng)性、灰熔點、著火點、煤巖結(jié)構(gòu)、灰成分分析、比表面積和 密度等。歸結(jié)起來主要有以下幾方面。��

（1）煤的灰分越低越好，灰分含量應(yīng)相同或低于使用的焦炭灰分，一般要求A＜15 ％。我國 目前噴吹的煤粉一般灰分含量與焦炭灰分含量相當(dāng)，或煤的灰分含量略大于焦炭灰分含量。 在這兩種情況下，噴吹煤粉形成的渣量要比全焦冶煉時大些，因為在兩者灰分含量相同時， 只有置換比為1.0時，兩者灰分形成的渣量相等，而在置換比小于1.0時，噴吹煤粉灰分形成 的渣量將大于置換焦炭形成的渣量。但這種差異也只占灰分形成渣量的一小部分，例如噸鐵 渣量在490kg/t左右，噴煤比為 150kg／t鐵, 置換比0.8kg／kg ，兩者灰分均為13％，則增 加的渣量為3.9kg/t左右，占灰分形成渣量的10％，占噸鐵總渣量的 0.8％左右。如果噴吹 煤粉灰分高于焦炭灰分，則增加的渣量將多些，例如煤粉灰分為15%，則增加的渣量為10.5k g/t左右，增加的渣量占噸鐵總渣量的 2.15％，所以要求噴吹煤粉的灰分越低越好�！糐P〗 ��

（2）硫含量越低越好，煤的含硫量應(yīng)與使用焦炭的含硫量相同（或低于），一般要求S＜1. 0％。煤的含硫量變化的結(jié)果與灰分變化結(jié)果相同，若煤的含硫量高于使用的焦炭含硫量， 所增加的渣量更多。��

（3）膠質(zhì)層越薄越好，Y＜10mm，這樣可避免在噴吹過程中結(jié)焦、堵塞噴槍和風(fēng)口影響噴吹 和高爐 正常生產(chǎn)。利用Y值可以指導(dǎo)配煤煉焦、一般Y值大的煙煤均用于煉焦，Y值極低或為0的煙煤 可做為高爐噴吹用煤，如果用Y值大的煤來噴吹不僅浪費了煉焦煤，而且在高爐風(fēng)口易結(jié)焦 ，造成風(fēng)口燒壞或堵塞噴槍。 （4）煤的可磨性好，現(xiàn)高爐噴煤需要將煤磨到一定細(xì)度，可磨性好，則制粉消耗的電能就 少，可降低噴吹費用。目前認(rèn)為，噴吹無煙煤時，粒度應(yīng)小些，-200目的應(yīng)達(dá)到70％～80％ ；而噴吹煙煤粒度則可大些，-200目的達(dá)到60％～65％即可，而內(nèi)在水分含量高的煙煤，在 高爐富氧率較高時，粒度還可以更粗些，例如西歐一些高爐噴吹的這種煙煤平均粒度達(dá)到 0 .5mm。��

（5）煤的燃燒性能好（即其著火點低，反應(yīng)性好等），可使噴入高爐的煤粉能在有限空間 和時間內(nèi)盡可能多地氣化，少量未及氣化的煤粉也因反應(yīng)性好而與高爐煤氣中的CO��2和H�� 2O反 應(yīng)而氣化，不給高爐冶煉帶來麻煩。另外燃燒性能好的煤也可以磨得粗一些，即-200目占的 比例少一些，這為降低磨煤能耗和費用提供了條件。高爐噴吹反應(yīng)性好的煤，不僅可提高煤 粉燃燒率，擴大噴吹量，而且風(fēng)口區(qū)未燃燒的煤粉在高爐的其他部位參加了與CO��2 的氣化 反 應(yīng)，減少了焦炭的氣化反應(yīng)。煤的氣化反應(yīng)活性比焦炭氣化反應(yīng)強得多．這就在某種程度上 對焦炭強度起到了保護(hù)作用。��

（6）煤的發(fā)熱量越高越好，噴入高爐的煤粉是以其放出的熱量和形成的還原氣體CO 、H��2 來代替焦炭在高爐內(nèi)提供熱源和還原劑。因此煤的發(fā)熱量越高，在高爐內(nèi)放出的熱量越多， 置換的焦炭量也越多。〖JP〗��

總之，以噴吹煤的性能要求來對照生產(chǎn)用的各種煤，可以發(fā)現(xiàn)任何一種煤都不能達(dá)到全部 要求，只能滿足其中的1～3項。另外各種煤源由于產(chǎn)地遠(yuǎn)近、開采方法、運輸方式等不同， 其價格也不相同，為了獲得較全面的噴吹效果和經(jīng)濟(jì)效果只有利用配煤才能達(dá)到。國內(nèi)外配 煤 常用含碳量高、發(fā)熱量高的無煙煤和揮發(fā)分高、易燃的長焰煤配合，使混合煤的揮發(fā)分達(dá)到 20％～25％，灰分在12％以下，這樣能充分發(fā)揮兩種煤的優(yōu)點以取得良好的噴吹效果。��

4 煤炭洗選加工及銷售領(lǐng)域的市場機遇

我國煤炭洗選加工在改革開放以來發(fā)展很快，設(shè)計原煤入選能力已達(dá)到500Ｍt/a。特別是經(jīng) 過 “九五”期間的重點科技攻關(guān)，新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝得到大力推廣應(yīng)用。以重介旋流器 、浮選柱等為代表的設(shè)備大型化，促進(jìn)了選煤工藝的簡單化、自動化，提高了煤炭洗選產(chǎn)品 的數(shù)量效率和質(zhì)量效率，使煤炭企業(yè)適應(yīng)市場的能力進(jìn)一步增強。��

（1） 煤炭企業(yè)應(yīng)把握鋼鐵企業(yè)高爐噴煤技術(shù)發(fā)展和噴煤量增加的趨勢，積極開發(fā)高爐噴煤 的市場，擴大弱粘結(jié)煤的應(yīng)用。��

（2） 煤炭洗選加工能力已完全適應(yīng)高爐噴煤市場的要求，選煤廠可以直接生產(chǎn)和銷售高爐 噴煤產(chǎn)品。選煤廠通過洗選 不同煤種和煤質(zhì)的煤，再進(jìn)行合理的配煤，可獲得最佳的噴煤產(chǎn)品。��

（3） 全國大中型高爐的噴煤比在“十五”末平均將達(dá)200kg／t鐵，噴煤總量將超過2000萬 t。2001年我國的生鐵產(chǎn)量達(dá)到1.6～1.7億t，作為高爐噴煤的煤炭產(chǎn)品銷售市場將會進(jìn)一步 擴大。��

（4） 我國現(xiàn)在每年出口的煤炭產(chǎn)品有近百萬噸是用于高爐噴煤的。隨著環(huán)境保護(hù)力度在 世界范圍的加大，國外的焦炭生產(chǎn)量逐漸減少。世界各大鋼鐵公司都將擴大噴煤量作為彌補 焦 炭不足、減少環(huán)境污染和降低成本的主要手段。我國大量的弱粘結(jié)煤可以擠進(jìn)國際高爐噴煤 市場，擴大煤炭產(chǎn)品的出口量。��

5 結(jié)語

我國煤炭資源豐富，但煉焦煤資源比例較低。隨著消耗量的增加，煉焦煤資源日益緊缺。從 環(huán)境保護(hù)和煤炭資源合理利用的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的角度出發(fā)，應(yīng)對煉焦煤資源實行保護(hù)和限 制性開采，擴大弱粘結(jié)煤的利用范圍和開發(fā)研究。

高爐噴煤是弱粘結(jié)煙煤利用的一個主要領(lǐng)域。煤炭的生產(chǎn)、銷售等部門應(yīng)有針對性地做好噴 煤市場的開發(fā)研究，擴大弱粘結(jié)煙煤在高爐噴煤市場中的份額。此外，為適應(yīng)高爐噴煤 技術(shù)的發(fā)展，選煤廠可以直接生產(chǎn)出符合噴吹要求的產(chǎn)品，運到高爐前利用，節(jié)省煉鐵系統(tǒng) 的爐前制備，做到煤炭、鋼鐵兩行業(yè)共同獲利。