高炉喷粒煤的工艺技术

高炉喷吹粒煤工艺介绍80年代以来，英国、法国、美国的少数高炉采用了喷吹粒煤工艺。粒煤的平均粒度约0.6mm，最大颗粒2－3mm。1991年10月，英国斯肯索帕厂维多利亚高炉喷吹粒煤的月平均喷煤量达到了201kg/t铁。此时的煤焦置换比仍然比较高(0.93-1.0t/t)，炉顶煤气中含尘量仍保持在7kg/t铁左右（说明粒煤全部在炉内消化），高炉操作顺行。由于喷吹粒煤具有磨煤机投资低，电耗少以及制煤、喷吹安全性好的优点，加上喷煤量也能达到200kg/t铁，国内有些工厂也想采用喷吹粒煤工艺，其中唐钢已经引进了二手设备，供2500m3高炉使用，目前正在安装调试，不久将投入运行。如果国内其他工厂也想采用粒煤工艺，建议先要考虑一下本厂的实际情况，与国外高炉对照一下，需要多高的喷煤量，是否具备了喷吹粒煤的条件：1英国斯肯索帕厂的原燃料条件本来就很好，为了将喷煤量提高到200kg/t铁，焦炭M40强度从原来的82%-83%提高到86.7%，M10=5.7%（年平均），烧结矿ISO强度从72%提高到76%。显然，中国大部分高炉的原燃料尚未达到这种上好条件，也就不能要求达到同样的喷煤量。2喷吹粒煤并不是什么煤种都一样，参照国外经验，宜选择含有较多结晶水的高挥发份烟煤或褐煤，因为这种粒煤具有较强的急热爆裂性，在风口前燃烧时会产生爆裂而进一步被粉碎。根据德国亚森大学的试验结果，即使用了有较强爆裂性的煤种，粒煤在风口前的燃烧率也仅为烟煤粉的70%左右。如果选用普通烟煤或无烟煤，那么粒煤的燃烧率就会更低达不到粉煤的喷煤量，在喷吹等同煤量时，进入炉内的未燃粒煤就会相应增多，要充分注意喷吹粒煤燃烧率低这一特点。2维多利亚高炉喷吹201kg/t铁粒煤时的风温为1139℃，富氧率为8.52%（相当于100Nm3/t铁氧气）而宝钢3号高炉1998年5月月平均喷吹混合煤粉197kg/t铁，风温1199℃，富氧率仅为2.2%（相当于30Nm3/t铁氧气）。在我国目前电价和制氧成本较高的情况下，富氧量的多少是决定高炉喷煤经济效益的主要因素，因此必须根据本厂条件计算以煤代焦降低铁水成本和富氧增加铁水成本两笔经济账。过多的富氧会使高炉喷煤变成得不偿失。4在相同燃烧率的条件下，喷吹带有较多结晶水的粒煤在风口前的燃烧生成热量要比一般烟煤少（比无烟煤更少），为了满足高炉操作必需的最低理论燃烧温度，必然要有更多的热量补偿手段棗富氧和风温。如要降低昂贵的富氧量，必须要有高风温（1%富氧率，约相当于7.5℃风温）。显然，我国的大部分高炉目前都还不具备高风温的条件，因此，喷吹粒煤与喷吹粉煤相比，更加无法期望较高的喷煤量。5国外喷吹粒煤一般都采用多支管间接喷吹工艺，每根支管的喷煤量都有调节手段，如果要改成总管加分配器直接喷吹工艺，由于粒煤的粒度较粗而且粒级差别比粉煤大，分配器的分配均匀度能否达到喷吹粉煤时的水平还有待于摸索。总之，是否采用粒煤工艺要结合工厂本身的条件，最好对粒煤的燃烧机理以及本厂高炉消化未燃粒煤的能力进行必要的研究和试验，同时要在经济上进行全面的计算比较，然后才能决定取舍。当然，根据唐钢2500m3高炉今后喷吹粒煤的示范和经验来确定本厂是否采用粒煤工艺将是更为重要的依据。