阳春新钢铁有限责任公司 广东阳春 529600
摘要：本文主要针对炼铁高炉喷煤的喷吹工艺以及制粉系统做出了改进及完善，并且攻克了目前国内炼铁界面临的一大难题，就是高挥发份以及强爆炸性烟煤粉面临的安全喷吹生产方面的问题，有效形成并且健全了高炉高比例喷吹烟煤的技术。从而为高炉喷煤比的持续提升奠定了十分重要的基础，同时也创造了巨大的经济效益，是十分值得推广和应用的。
关键词：高炉喷煤系统；烟煤粉；制粉；喷吹
1喷煤工艺及其原理
高炉喷吹煤粉采取的是集中制粉以及集中喷吹等多种工艺方式，当和高炉距离达到350-500米之间则可以采取直接喷吹的办法。另外，原煤是借助汽车从周边矿山运输到煤场的，还要将其吊入到受料仓内，借助1、2、3、4号皮带有效提升运输能力，将其运送到双曲线原煤仓，途径给煤机输送到中速磨煤机，经过磨细之后得到的煤粉则由混合烟气干燥以及输送，途径旋风以及布袋收尘器进行收集之后通过煤粉换向阀随机卸入到1号、2号以及3号煤粉仓内，而仓内的煤粉则是通过并列的喷吹罐朝着1号和2号高炉进行直接喷吹。
另外，高炉喷吹煤种主要是由高挥发份的烟煤搭配一部分低挥发份无烟煤，我们也将其称之为火烤煤，也就是地下成煤阶段处在煤层上部以及受煤着火烘烤出现了半干馏的低挥发份之类的烟煤），此类烟煤的掺量每年都能达到170Kg/t。二座高炉年喷煤量能够达到56万吨，其中，原煤灰分在8%到11%之间，挥发分达到16%到22%之间，水分达到14%到17%之间，S低于0.5%，且可磨系数KH为75-85。从目前情况来看，2台中速磨煤机可以达到68t/h的量。
2高炉煤粉喷吹技术的发展研究
高炉煤粉喷吹技术的发展路径为：起初全部采用无烟煤做喷吹燃料，因为喷吹替代焦炭主要用到的是煤炭中的固定碳元素，100%采用无烟煤喷吹正好迎合了这样的需求和想法。后来，由于无烟煤供给的有限性及其原煤储量不断减少，市场价格也逐渐攀升，采用更廉价、蕴藏更丰富的长焰煤与无烟煤混合喷吹成为钢铁企业进一步降低冶炼成本的追求目标。经过许多研究和试验，在混合煤炭磨粉及喷吹过程中采用氮气惰化技术，从而为系统增加安全性、防止煤粉爆，是取得混合喷吹的关键技术。氮气保护系统的试验成功使烟煤作为喷吹燃料进入实质阶段。近年来，根据各厂系统运转的不同状况，北方多数钢厂已经将烟煤混合的比例提高到30%-50%之间，而且烟煤喷吹的加入可以活化高炉还原气氛，为高炉还原铁提供更多的氢元素。再后来也就是最近两年，由于无烟煤资源的再度紧缺，贫瘦洗精煤也逐渐走入市场，南方武钢、马钢等将三种煤的混合比例一度稳定在1：1：1，且取得了较好的经济效应。可以预见，未来作为节约成本的关键技术，采用三种煤炭资源混合喷吹，是发展方向。
3制粉系统技术改进分析
3.1制粉工艺改进
第一，保证系统始终处于安全生产的环境，并且要对含氧量做出严格地控制，尤其是在投产初期应当把干燥烟气配冷空气装置进行拆除，有效降低含氧量，从而保证气氛是处于惰性状态的。因为使用的原煤水分含量占比是高于10%的，将有可能维持在12%到17%之间，所以会对制粉带去非常大的困难以及压力。结合实际情况，我们要对磨机入口位置的温度以及风量，还有煤粉粒度以及磨机风环间隙等多个参数做出有效地优化，从而全面提升制粉能力。要严格控制好氧含量，从而总结出完善的生产组织以及管理制度，全面提升煤比科学性。
第二，无烟煤使用更安全，烟煤配比通常不会超过45％。为实现均匀配煤进一步改善配煤工艺，实现均匀以及自动配煤。在具体的生产过程中，要持续提升烟煤配比，从而提升煤粉在各个高炉风口的燃烧率。
3.2高炉煤气干法除尘系统煤气回收时的温度掌控
高炉大修或新建高炉开炉，对于湿法煤气回收系统，高炉点火后煤气回收条件是送风风口全部着火，煤气检验合格即可回收并网。新的问题是，近年来多采用布袋干法煤气回收系统，要求炉顶煤气温度达到一定时才能回收，且各家规程规定布袋除尘器接收煤气条件是炉顶温度在100—250 0C范围內。设置低温限是防止结露粘布袋，设置高温限是防止烧布袋。新开高炉炉顶煤气温度提高较慢，多在着火后近15h，尤其湿料开炉，造成煤气长时间不回收，有的长达20h以上，大量高炉煤气放散入空中，产生浪费和污染环境，每小时数十万有毒的高炉煤气放入大气，比排CO2危害更大。
为此建议，送风点火前先送几个小时冷风（100～200 ºC），对料柱干燥和加热，这样点着火后顶温升得较快，实际上只要送风风口全部着火，料柱内残氧全部赶尽就可回收煤气，不必担心布袋结露而粘结，这样可加速煤气回收。但对带风装料，炉顶粉尘排出量大不宜采用。这里有个认识问题：有些布袋煤气除尘系统规程中要求炉顶温度在100—2500C时才能回收煤气，有甚者把下限温度提到120 0C。笔者认为这是江南几十年前干式布袋除尘开发应用时的做法，没有足够理论根据，值得商讨，不宜照搬。规程也有不正确的时候。造成布袋结露挂腊的充分必要条件是：煤气中水蒸汽浓度和温度同时具备结露条件时，才能结露，缺一条件就不会结露。
由于在喷煤投产之后，我们看到给煤机也存在很多突出问题，都会对给煤机的生产造成巨大的危害，主要存在的问题是电器故障出现频繁停机的现象，因为遭受料口堵塞的问题导致磨煤机出现了断煤停机的现象，而且控制系统也只能怪在机器方便，对给煤量进行调节是难以实现的。在具体生产过程中我们要对给煤做出升级改造，比如取消原来的励磁调速控制系统，将其改造升级成变频调控系统，也可以把它移动到室内。经过改造，给煤机控制更加简单，而且操作也变得更加灵活了，有效降低了对磨机造成的影响。最开始磨煤机挡块是直接和滑道进行硬接触的，因此会对滑道造成巨大的磨损，而且对机器的维护也是比较难的。同时，我们也可以在滑道上安装一些缓冲弹簧，可以将它改造变成软接触，有助于降低磨损的情况，从而有效提升了磨煤机的工作效率。
4高炉对喷吹煤种的选择
目前，我国高炉对喷吹煤种的选择大致可以分为两种情况：一种是东部沿海地区的一些钢厂，由于当地的煤炭资源短缺，不论是烟煤还是无烟煤，都主要依赖于中西部地区的调入，烟煤和无烟煤比价关系不太明显，因此大都实行混煤，且烟煤比例低于无烟煤，例如宝钢混煤比例为烟煤∶无烟煤=6∶4。另一种是东北、华北地区的钢厂，所在地烟煤资源比较丰富，所以有掺加烟煤喷吹增长的趋势。这主要源于我国煤炭资源分布不均匀。从理论上讲，任何煤种都可用于高炉喷吹，但由于焦煤、肥煤是宝贵的炼焦煤，因此，高炉喷吹以无烟煤、贫煤、瘦煤和气煤为主。但无烟煤燃烧性差，尤其在煤比较高时，过多的未燃煤粉会影响高炉顺行，还会降低置换比。
总结
经过相应的试验研究以及生产实践可以看出，改造之后的系统有效攻克了目前国内炼铁界面临的重大难题，比如高挥发份以及强爆炸性烟煤粉实现安全喷吹生产等，有效带动了我国八钢炼铁生产系统得到有效优化，提升了炼铁整体技术水平，并且形成以及健全了高炉高比例喷吹烟煤的健全的实用技术。经过持续性的技术改进，有效提升系统的运行效率和作业效能，确保炼铁高炉喷煤系统运行的连续性和高效性，提高炼铁企业的竞争力。
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