（1.黑龍江科技學院，黑龍江省雞西市，158105；��

2.北京科技大學，北京市海淀區，100083）

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

關鍵詞 高爐噴煤技術 煤質

1 概述

高爐噴煤是20世紀60年代開始大規模應用于鋼鐵工業生產的煉鐵新技術。隨著石油危機、環 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發展的必然趨勢。��

噴煤技術的發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 到150～200kg/t鐵，在有些高爐上則達到250kg/t鐵。國外許多高爐噴吹煙煤，將煙 煤、無煙煤甚至褐煤進行混配噴吹。我國是世界上應用噴煤技術較早的國家，經“九五”期 間的技術進步，全國大中型高爐的噴煤量平均在100～110 kg/t鐵，有個別高爐則達到250kg /t鐵的世界先進水平。��

目前，我國鋼鐵工業1/3以上焦爐的爐齡已老化，一些鋼鐵企業的焦炭生產能力明顯不 足。由于焦爐建設投資大、污染嚴重且難以治理，而且又需要依賴優質煉焦煤的供應，因而 難以大量建設新的焦爐和改造舊的焦爐。面對我國鋼鐵工業出現的焦炭缺口，大量噴吹粉煤 技術是一項最為經濟實用的措施。��

自1992年以來，我國生鐵產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 個別鋼鐵企業的高爐混噴少量煙煤。隨著噴煤技術的進步，煙煤的噴吹量將大幅度增加。為 此，高爐噴煤技術的發展也為煤炭企業的非煉焦煤的洗選加工和銷售帶來市場機遇。��

2 高爐噴煤技術發展的特點

目前，在國內外高爐噴煤的技術應用中，除噴煤比不斷加大外，還出現下列特點。��

（1）噴煤率提高。許多鋼鐵公司噴煤的目標是爭取噴煤率達到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合在英 國克列夫蘭廠進行大噴煤量試驗，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。因為煙煤的揮發分高，燃燒性能好， 所以得到廣泛應用。國外高爐噴吹用煙煤，揮發分一般在30％左右甚至更高，灰分＜10％。 �� 

（3）噴煤系統形式多樣。噴吹系統的種類較多，大體上可分為并聯罐系列和串聯罐系列， 其他系統基本上是在這兩種系統的基礎上派生出來的。制粉系統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、緊湊化方向發展。��

（4）技術開發得到加強。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，我國重點鋼鐵企業的80座左右的高爐和地方企業的100余座高爐已采用了噴煤技術， 全國高爐噴煤總量逐年增加。自1998年以來，我國高爐噴煤技術取得了明顯進展，主要表現 在：高爐噴煤工藝裝備有較大進步，部分重點鋼鐵企業的噴煤系統都采用了先進技術，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水平得到提高；高爐噴吹煙煤技術已 基本過關，目前，鞍鋼、寶鋼、酒鋼、蘇鋼和石鋼等企業的高爐都可以噴吹煙煤；高爐富氧 噴煤技術也取得進展。��

但從總體水平來看，我國噴煤還不普及，噴煤裝備技術水平參差不齊。全國平均噴煤比不高 ，與國際先進水平相差很遠。高爐噴煤技術的采用對我國資源、環境和交通壓力的緩解作用 還沒有充分發揮。因此，煉鐵行業規劃每年要以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100～110kg／t鐵、噴煤總量超過1000萬t基礎上，“十五”末全國 噴煤比平均將達200kg／t鐵，噴煤總量超過2000萬t。��

3 高爐噴煤對煤質的要求

高爐噴吹用煤應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。高爐噴吹對煤質性能的要求及相關的指標有：工業分析指標、發熱量、粒度及均勻性、 可磨性、燃燒性、爆炸性、反應性、灰熔點、著火點、煤巖結構、灰成分分析、比表面積和 密度等。歸結起來主要有以下幾方面。��

（1）煤的灰分越低越好，灰分含量應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，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。〖JP〗 ��

（2）硫含量越低越好，煤的含硫量應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果與灰分變化結果相同，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）膠質層越薄越好，Y＜10mm，這樣可避免在噴吹過程中結焦、堵塞噴槍和風口影響噴吹 和高爐 正常生產。利用Y值可以指導配煤煉焦、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，而且在高爐風口易結焦 ，造成風口燒壞或堵塞噴槍。 （4）煤的可磨性好，現高爐噴煤需要將煤磨到一定細度，可磨性好，則制粉消耗的電能就 少，可降低噴吹費用。目前認為，噴吹無煙煤時，粒度應小些，-200目的應達到70％～80％ ；而噴吹煙煤粒度則可大些，-200目的達到60％～65％即可，而內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到 0 .5mm。��

（5）煤的燃燒性能好（即其著火點低，反應性好等），可使噴入高爐的煤粉能在有限空間 和時間內盡可能多地氣化，少量未及氣化的煤粉也因反應性好而與高爐煤氣中的CO��2和H�� 2O反 應而氣化，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。高爐噴吹反應性好的煤，不僅可提高煤 粉燃燒率，擴大噴吹量，而且風口區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，減少了焦炭的氣化反應。煤的氣化反應活性比焦炭氣化反應強得多．這就在某種程度上 對焦炭強度起到了保護作用。��

（6）煤的發熱量越高越好，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提供熱源和還原劑。因此煤的發熱量越高，在高爐內放出的熱量越多， 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用的各種煤，可以發現任何一種煤都不能達到全部 要求，只能滿足其中的1～3項。另外各種煤源由于產地遠近、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濟效果只有利用配煤才能達到。國內外配 煤 常用含碳量高、發熱量高的無煙煤和揮發分高、易燃的長焰煤配合，使混合煤的揮發分達到 20％～25％，灰分在12％以下，這樣能充分發揮兩種煤的優點以取得良好的噴吹效果。��

4 煤炭洗選加工及銷售領域的市場機遇

我國煤炭洗選加工在改革開放以來發展很快，設計原煤入選能力已達到500Ｍt/a。特別是經 過 “九五”期間的重點科技攻關，新技術、新設備、新工藝得到大力推廣應用。以重介旋流器 、浮選柱等為代表的設備大型化，促進了選煤工藝的簡單化、自動化，提高了煤炭洗選產品 的數量效率和質量效率，使煤炭企業適應市場的能力進一步增強。��

（1） 煤炭企業應把握鋼鐵企業高爐噴煤技術發展和噴煤量增加的趨勢，積極開發高爐噴煤 的市場，擴大弱粘結煤的應用。��

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

（3） 全國大中型高爐的噴煤比在“十五”末平均將達200kg／t鐵，噴煤總量將超過2000萬 t。2001年我國的生鐵產量達到1.6～1.7億t，作為高爐噴煤的煤炭產品銷售市場將會進一步 擴大。��

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

5 結語

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 環境保護和煤炭資源合理利用的可持續發展戰略的角度出發，應對煉焦煤資源實行保護和限 制性開采，擴大弱粘結煤的利用范圍和開發研究。

高爐噴煤是弱粘結煙煤利用的一個主要領域。煤炭的生產、銷售等部門應有針對性地做好噴 煤市場的開發研究，擴大弱粘結煙煤在高爐噴煤市場中的份額。此外，為適應高爐噴煤 技術的發展，選煤廠可以直接生產出符合噴吹要求的產品，運到高爐前利用，節省煉鐵系統 的爐前制備，做到煤炭、鋼鐵兩行業共同獲利。