§1 高炉喷煤概论
长期以来，开发摆脱或降低对焦炭依赖的炼铁技术一直在走着两条并行的路线。一条是开发新的炼铁工艺，从根本上改变能源结构，完全不用焦炭，如熔融还原、直接还原工艺等。另一条就是在不根本改变高炉工艺的前提下，采用某种技术措施用其它燃料替代部分焦炭，如喷煤、喷油、喷吹天然气等。8
高炉应少用焦炭，因此，高炉喷煤工艺因需而生。所谓高炉喷煤，就是指从高炉风口向炉内喷吹磨细了的煤粉（无烟煤、烟煤或无烟煤、烟煤混合物以及褐煤），以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。
1.1 高炉喷吹煤粉技术发展的必要性
（1）高炉喷吹煤粉技术的发展背景
1）冶金煤炭资源的经济合理地利用，客观上对高炉喷煤技术的开发与应用提出了最为迫切的要求。
2）冶金焦炭供需紧张。
3）资源、价格因素：煤与重油价格变化的对比来看，煤的价格相对低且平稳，这是高炉喷煤技术得以发展的一个重要原因。
4）高炉操作调剂及其相关技术的发展，也促进了喷煤技术的发展。
5）追求经济利益、降低生铁成本，是高炉喷煤技术发展的另一个重要原因。
6）在考察高炉喷煤技术发展背景时，还必须注意到环境保护方面的因素。
（2）高炉喷煤的意义
1）以低价的煤代替了日趋贫乏且价格昂贵的冶金焦，降低了焦比，使高炉炼铁的成本大幅下降。
2）高炉喷煤可以作为一种调剂炉况的手段。
3）高炉喷煤可以改善炉缸工作状态，使高炉稳定顺行。
4）为高炉提高风温和富氧鼓风创造条件。因为喷吹煤粉会使风口前理论燃烧温度降低，导致理论燃烧温度降低的原因主要有：
?高炉喷吹煤粉后煤气量增加，加热煤气需要消耗热量；
?高炉煤粉带入的热量少，而焦炭进入到风口区时已加热到
1450~1500℃，而喷吹煤粉的温度不超过100℃；
?煤粉中碳氢化合物分解吸热。
5）喷吹煤粉中的氢含量比焦炭带入的多，氢气提高了煤气的还原能力和穿透扩散能力，有利于矿石的还原和高炉操作指标的改善。
6）喷吹煤粉代替了部分焦炭，不仅缓解了焦煤的供需紧张状况，也减少了对炼焦设施的投资和建设，降低了炼焦生产对环境的污染。
1.2 高炉喷吹煤粉技术发展历程
（1）高炉喷吹煤粉技术发展与评价指标
衡量高炉喷煤技术发展水平，除了要看喷煤设施及检测、控制等硬件的水平外，通常还主要采用下述两个指标进行评价，即：
1）煤比(或称喷煤量)Gm，是指生产单位生铁所喷吹的煤粉量，单位为kg/t ；
2）喷煤率qm，是指煤粉在生产单位生铁所消耗的燃料(煤粉加焦炭)中所占的比例。
为考察不同国家相地区高炉喷煤技术的发展状况，一般还采用普及率φm这一参数，它是指喷煤高炉占全部运行高炉的百分数。
（2）高炉喷吹煤粉技术的新进展
1）富氧喷煤技术得到普遍应用
2）氧煤喷吹技术日趋成熟
3）喷煤工艺简化，便于监控
4）粒煤喷吹和配煤混合喷吹技术
事实上，随着喷煤技术的不断发展，许多相关的或与喷煤并用的技术都取得了重大进展。这些技术涉及到了诸如煤粉的浓相输送技术、煤粉在高炉内气化燃烧及炉况调节等的基础研究、喷煤高炉数学模型及计算机控制等。
1.3 高炉喷煤工艺流程
高炉喷吹煤粉工艺系统主要有：原煤贮运、煤粉制备、煤粉输送、煤粉喷吹、干燥气体制备和动力系统。
图4 高炉喷煤系统工艺流程
§2 高炉喷吹用煤
2.1 煤的分类及化学成分
（1）煤的分类
煤在形成过程中经历了植物残骸转变为泥炭的泥炭化阶段和泥炭转变为褐煤、烟煤、无烟煤的煤化阶段。根据成煤物质和成煤条件不同，将煤分成三大类：腐植煤、残质煤和腐泥煤。腐植煤在自然界分布最广，蕴藏量最大，是人类使用最多的煤。腐植煤按煤化程度又可分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。
（2）煤的组成
煤的化学成分包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)以及灰分(A)和水分(W)，其中，氧、氮、硫与碳和氢一起构成了可燃性化合物，它们称为煤的可燃质；而灰分和水分则称为煤的惰性质。
1）可燃成分
碳：65%~95%，以碳氢化合物和碳氧化合物形态存在，是煤中主要的可燃成分，含碳量愈高，煤的发热量愈高。
氢：2%~7%，大多以碳氢化合物状态存在，也是煤中主要的可燃元素，发热量为碳的三倍。氢存在于挥发分中，炭化程度愈高的煤，氢含量愈少。
氧：3%~5%，大多数以氧化物的形态存在，与碳、氢结合成氧化物后，煤中的可燃碳和可燃氢含量减少，降低煤的发热量。部分游离氧可以助燃。一般来说，随着煤的炭化程度的提高，煤中含氧量减少。
氮：1%~2%，煤中的惰性元素，在燃烧的高温烟气中与氧化合成NOx，造成大气污染，是有害元素。
硫：1.0%，以有机硫、黄铁矿硫（硫化物硫）和硫酸盐三种形态存在，前两种硫燃烧时放出热量，以及硫酸盐分解，产生SO2、SO3，污染环境，有害元素。
2）灰分
灰分是指煤中所含的矿物杂质在燃烧过程中，经过高温分解和氧化作用后所生成的一些固体残留物，主要包括SiO240%~60%，A12O315%~35%；Fe2O3 5%~25%，CaO1%~ 15%，MgO0.5%~8%，Na2O十K2O1%~4%。灰分是煤中的主要杂质成分，煤的灰分越高，煤的发热量就越低，其燃烧性能亦越差。灰分增
加，将增加渣量，熔剂消耗，并使燃料比升高。
3）水分
煤中的水分按其结合状态可分为游离水和结合水。游离水是以物理吸附或吸着方式存在于煤的毛细管中与煤结合的水分；化合水是以化合方式同煤中的矿物质结合的结晶水，是矿物晶格的一部分。煤的工业分析中只测定游离水，游离水份降低煤的发热值，并增加煤粉磨制过程中干燥剂的消耗，降低磨煤机的台时产量。化合水在较高温度（200℃以上，甚至500℃以上）下才会析出，相当于部分加湿鼓风。
煤中水分含量（W）：>15%为高水分煤，≤5%为低水分煤，5%~15%为中水分煤。
（3）煤的分析及换算
为了实际应用和理论研究的不同需要．通常把煤分为应用基、分析基、干燥基和可燃基四种状态进行成分分析。
1）应用基：以实际使用的煤为基础分析出来的成分，y
元素分析：C y%＋H y%＋O y%＋N y%＋S y%＋A y%＋M y%=100%
工业分析：M y%＋A y%＋V y%＋FC y% = 100%
2）分析基：分析基成分是以在试验室里分析时用的煤为基础分析出的成分。这种煤一般为气干状态，与应用基比较它已失去了表面水分。f
元素分析：C f %＋H f %＋O f %＋N f%＋S f %＋A f%＋M f%=100%
工业分析：M f%＋A f %＋V f %＋FC f% = 100%
3）干燥基：是指失去了全水分的煤成分，g
元素分析：C g %＋H g %＋O g %＋N g%＋S g %＋A g%=100%
工业分析：A g %＋V g %＋FC g% = 100%
4）可燃基：是指除去水分和灰分后的煤成分，r
元素分析：C r %＋H r %＋O r %＋N r%＋S r %=100%
工业分析：V r %＋FC r% = 100%
2.2 煤的物理性质
（1）孔隙率
孔隙率反映了煤的反应性和强度性质。孔隙率大的煤其表面积大，反应性好，但强度较小。
%100%?-=真（相对）密度
视（相对）密度真（相对）密度）孔隙率（煤的视（相对）密度：指20℃煤（包括煤的空隙）的质量与同体积水的质量之比，表示符号ARD 。表示煤的物理特性的一项指标，在贮煤仓的设计，煤的运输、磨碎和燃烧等计算过程中需要该项指标。
煤的真（相对）密度：指20℃煤（不包括煤的空隙）的质量与同体积水的质量之比，表示符号TRD 。是表征煤的性质和计算煤层平均质量的一项重要指标，它的大小与煤的变质程度、煤的岩相组成、煤的成因、煤中矿物质有关。
（2）煤的可磨性
煤的可磨性是指煤研磨成粉的难易程度，与煤的变质程度有关。一般来说，焦煤、肥煤易磨，无烟煤、褐煤难磨。此外，煤的可磨性还随煤中的水分和灰分的增加而降低。
工业上常根据煤的可磨性来设计磨煤机，估算磨煤机的产率和能耗，或根据煤的可磨性来选择适合某种特定型号磨煤机的煤中和煤源。
煤的可磨性指数国标采用哈氏可磨性指数，K H 。
（3）煤的比表面积
煤的比表面积是指单位重量的煤粒的表面积的总和，称为这种煤在该粒度范围内的比表面积，单位为mm 2/g 。煤的比表面积是煤的重要性质，对研究煤的破碎、着火、燃烧反应等性能均有重要意义。煤粉比表面积的测定是用透气式比表面积测定仪测定的，测定原理是根据气流通过一定厚度的煤粉层受到阻力而产生压力降来测定的。
（4）煤的黏结性
（5）煤的结焦性
煤的黏结性、煤的结焦性是评价炼焦用煤的主要指标。
2.3 煤的工艺性能
（1）煤的着火温度
煤的着火温度是指在氧化剂（空气、氧气）和煤共存的条件下，把煤加热到开始燃烧的温度，也叫煤的燃点。换句话说，煤释放出足够的挥发分与大气形成可燃混合物的最低着火温度，又叫煤的着火点。
自燃是指煤中的碳、氧等元素在常温下与氧反应，生成可燃物CO、CH4及其他物质。煤被空气中的氧气氧化是煤自燃的根本原因。煤的着火点愈低，就愈易自燃，煤的自燃是造成煤粉制备、输送、喷吹过程中爆炸等事故的主要原因。
（2）煤灰熔融性
煤灰熔融性是指在规定条件下，随加热温度的变化，煤的灰分的变形、软化和流动特征的物理状态。
煤的灰分没有固定的熔点，加热时是逐渐熔化过程，煤灰试样发生变形、软化和流动，以这三种状态相应的温度来表征煤的熔融性。煤灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要质量指标。
（3）煤粉的流动性
煤粉具有较好的流动性，是因为新磨碎的煤粉能够吸附气体（如空气），使气体在煤粒表面形成气膜，使煤粉颗粒之间的摩擦阻力变小；另外煤粒均为带电体，且都带有电荷，同性电荷具有相斥作用，所以煤粉具有流动性。在一定速度的载体中，煤粉能够随载体一起流动，这就是煤粉能被气力输送的原理。但随煤粉存放时间的延长，流动性变差，所以要求煤粉的贮存时间应小于8h。
（4）煤粉的细度（粒度）
煤粉的细度（粒度）是煤粉颗粒群粗细程度的反映，它对磨煤制粉的能耗和喷吹煤粉的燃烧速度以及不完全燃烧的热损失都具有决定性的意义。
（5）煤粉的爆炸性
煤粉的爆炸性决定着喷煤系统安全措施的采用。可燃粉尘爆炸的必要条件有：1）可燃粉尘浓度处于爆炸上下限的爆炸空间；2）有足够的氧化剂支持；3）有足够能量的点火源点燃粉尘；4）分散悬浮的粉尘处于定容的空间。
随挥发分含量增加爆炸性增大。一般认为：可燃基挥发分小于10%为基本无爆炸性煤；大于10%为有爆炸性煤；大于25%为强爆炸性煤。而且，煤粉愈细，愈易于爆炸。
控制系统内部适宜的含氧浓度是防止煤粉着火爆炸的关键，若系统含氧量低
于一定浓度（<14%）就可以避免着火爆炸。
（6）煤对CO2的反应性
煤对CO2的反应性是指在一定温度下，煤中的碳与CO2进行还原反应的反应能力。反应式为：C + CO2 = CO。或者说，煤将CO2还原成CO的能力。以被还原成CO的CO2量占参加反应的CO2总量的百分数来表示。在一定温度下，该反应速度越大，表明煤粉的可燃性越好。
高炉喷吹反应性强的煤，不仅可以提高煤粉的燃烧率，扩大喷煤量，而且，风口区未燃烧的煤粉在高炉其它部位参加了与CO2的气化反应，减少了焦炭的气化反应，这就在某种程度上对焦炭的强度起到了保护作用，有利于提高炉料的透气性。
煤的反应性与煤的挥发分含量有关，挥发分含量高的煤反应性强。
2.4 高炉喷吹对煤的性能要求
（1）对原煤性能的要求
1）灰分要少，一般要求小于15%；2）硫含量要低，要求小于1.0%；3）胶质层要薄，以减少或避免结焦堵塞喷枪和风口；4）可磨性要好；5）燃烧性要好；6）发热值要高。
（2）对磨制的煤粉的质量要求
1）粒度：适宜煤粉应考虑到制粉能耗、输送性能、燃烧率等多方面因素。一般认为，喷吹无烟煤时粒度应小些，－200网目的应达到70%~80%；喷吹烟煤时，粒度可以大些，－200网目的达到60%~65%即可。
2）温度：应控制在70~80℃，以避免煤粉载体——烟气中饱和水蒸气结露，影响输送。
3）水分：一般煤粉中水分控制在2.0%以下，以便于输送。
§3 煤粉的制备与输送
3.1 原煤的贮运
（1）原煤的贮存
原煤场一般不设在高炉周围。因煤场占地面积较大，而且还要考虑便于原煤的贮存、装卸及转运，故各炼铁厂应根据自己的具体情况确定煤场的位置。煤场一般应设置在制粉车间的主厂房附近。
原煤的贮存量应根据煤源距厂区的远近、运输条件、气候及环境条件等来定。若煤源分散、运输条件较差，雨雪天气多，则煤场贮煤应适当多些，反之则可少些。原煤场又分露天煤场、煤棚及综合煤场等。
（2）原煤的运输
原煤经汽车、火车等运到煤场。在煤场由抓斗或装载机送入漏斗。原煤经由给料机、皮带秤、除铁器、筛分破碎装置及皮带运输机被送到主厂房的原煤仓中。
3.2 煤粉制备工艺与设备
一般喷吹用的煤粉要求粒度较细，以便于煤粉在风口前能迅速而完全燃烧。煤粉制备的任务是把原煤安全地加工成粒度为－200网目占70%以上，水分含量低于2%的符合喷吹要求的粉煤，并将制备好的粉煤输送到煤粉仓。制粉系统包括原煤装卸、贮运、磨煤、干燥和煤粉收集等设施。
（1）煤粉制备工艺
1）球磨机制粉工艺
2）中速磨制粉工艺
（2）煤粉制备主要设备
1）干燥气系统
干燥气系统是为磨煤机提供干燥剂和输送介质的加热装置，作用是向磨煤设施提供300℃左右的热烟气。制粉干燥气分为燃烧炉干燥气、热风炉烟气和混合干燥气三种。
要求是：①给制粉系统提供足够的热量用于降低煤粉中的水分；②具备一定的运动速度以携带煤粉进行转运和分离；③能降低煤粉制备系统的含氧浓度。
·燃烧炉干燥气：使用燃料（一般为高炉煤气）引入燃烧炉内燃烧，在兑入一定量的冷空气，经磨煤机入口的负压，抽入磨煤机中干燥煤粉。特点是温度和流量易于控制，但含氧量高，适合于无烟煤制粉系统。
·热风炉烟气干燥气：高炉热风炉烧炉时的烟气，可利用余热并惰化制粉系统的气氛，实现烟煤制粉系统安全；缺点是温度偏低，波动大，较少单独使用。
·混合干燥气：将热风炉烟气由引风机抽到燃烧炉中，与燃烧炉高温烟气混合。是制粉系统常用的干燥气，适合于磨制各种煤，特别是烟煤。
2）磨煤设备
按其结构和工作原理可分为低速磨、中速磨和高速磨，目前主要采用低速筒式钢球球磨机（球磨机）和中速磨煤机。
3）煤粉收集设备
分为分离设备和收集设备。将输送载气带出的粒度大于规定的煤粉分离出来，并送回磨煤机继续磨制；将合格煤粉被载体带离磨煤机进行分离。先进入粗粉分离器后进入旋风或布袋分离设备进行与粉的分离。
（3）煤粉的贮存
煤粉被磨制好后，必须贮存起来。煤粉经旋风分离器和布袋精收集器后，由锁气器进入煤粉仓贮存。对煤粉仓在设计与建造时应考虑如下因素：——煤粉仓要求完全密封，否则干燥的煤粉容易因吸收大气中的水分而受潮，同时细煤粉容易外溢到大气中，造成环境污染。
——密封的煤粉仓体积以能保证高炉正常喷吹2—4h为宜。很细的煤粉存放时间过长，易使煤粉的流动性变差，这会给输煤与喷煤增加困难。从防爆角度考虑，煤粉仓的形状通常选为长方体形。煤粉出口漏斗的倾角定为70°。
——煤粉仓应避免煤粉温度迅速降低，以免煤粉析出水分，使其流动性降低。故煤粉仓的外表应包裹一层保温材料，同时还应设置吸湿管。
—— 从安全角度考虑，应设置氮气或水蒸气导入口。氮或水蒸气导入方向的确定应以尽量减少仓内煤粉搅动为原则。
3.3 煤粉的输送
（1）煤粉的输送方式
如何合理地输送煤粉，将直接影响高炉喷吹煤粉的经济性、安全可靠性及环境保护。生产实际中，煤粉的输送通常可采用煤粉罐车输送和气力输送两种方式。
罐车输送的特点是输煤设备简单，运输距离不受限制，但输粉能力小，作业不连续，不经济，易造成环境污染。
气力输送虽然工艺设备复杂，但具有输粉能力大，能耗低，作业连续性好，运行安全可靠，便于进行煤粉的连续检测与控制等优点。
由于气力输送具有许多独特的优点，因而已成为高炉喷煤中应用最广泛的煤粉输送方式。
借助管道将煤粉送入气流中，并使其成悬浮状态而输送的方法称为煤粉的气力输送。若往输煤管道内送入高压空气，即使输煤管道内压力高于大气压力，则此时的气力输送称为压送式气力输送；而当输送管内的压力低于大气压力时，气力输送称为(真空)吸入式气力输送。
压送式气力输送要求输煤系统密封性可靠，否则易造成管道冒粉，从而污染环境。这种方式的优点在于输煤的安全性好，特别是在系统密封效果欠佳时用于输送烟煤，可以避免空气的吸入造成系统氧浓度超限而引起安全事故发生。吸入式气力输送可以保证煤粉不向外泄漏，但其漏风系数大，输送的安全性相对差些。
（2）高炉喷吹对煤粉的输送要求
高炉喷吹对煤粉输送的要求主要是：
1）系统中运输量、管道风速和运输风压三个参数大小要合适，以便将规定粒度和数量的煤粉输送到要求的距离；
2）合适的初始风速，应保证煤粉在输送过程中不沉积下来；
3）管道运输应少用阀门和减少弯道，弯道应平缓，以便减少阻力损失和磨损；
4）输送烟煤时，要控制输送系统的含氧量、温度和火源，要有相应的安全措施。
（3）工艺流程
工艺流程：煤粉仓的煤粉装入仓式泵后，用压缩空气或氮气流化（喷吹高挥发分烟煤）后进入混合器，再用压缩空气输送，经输煤阀送煤粉管网到喷吹系统的收粉罐。当收粉罐充满后，停止送煤并用压缩空气将管道内集存煤粉吹扫干净等待下一次输送煤粉。
输送风在输送管道内应具有一定速度：煤粉输送应使煤粉颗粒在管道内处于悬浮状态。因为煤粉颗粒受重力作用而沉降，当输送介质在输送管道内流动时，产生推力而使其前进，而且输送介质速度越高，煤粉颗粒越易悬浮，反之则易沉降。当输送介质速度达到一定值时，煤粒就不会沉降而处于悬浮状态，此时的流速称为悬浮速度或叫沉降速度。煤粉悬浮速度与煤粉直径、真密度和输送介质有关，一般输送介质的流速应控制在5m/s以上。
（4）煤粉的输送特性
煤粉气力输送的本质是气体与固体煤粉混合的两相流动。煤粉气力输送技术常涉及到煤粉固有的某些输运特性参数，如煤粉输运的物理特性、几何特性和流动特性。
1）煤粉的密度：煤粉在密实状态下单位体积所具有的质量。
2）颗粒大小：粒径是表示颗粒大小的物理量，它不仅直接代表颗粒的粗细程度，而且还与气固两相流动状态有密切关系。常采用等价直径的概念来描述，即：把颗粒看成理想的正方体、圆柱体、球体等，用它们的一个边长或直径作为颗粒的直径。如：按球体的等体积考虑，煤粉颗粒的等体积粒径为：
dp=(6V/π)1/3
3）颗粒形状：煤粉颗粒的形状千差万别，因而在输运过程中所具有的特性也各不相同。为了了解颗粒的真实形状及其差异程度，通常以形状最为规整的球体作标准，采用形状系数的概念。如：表面积形状系数φ=（球体表面积/颗粒表面积）体积相等
4）平均粒径：如算术平均值、几何平均值等。
5）粒度分布：常采用标准筛筛分分析，用各筛间煤粉质量在总质量中所占的份额表示。
（5）煤粉在管道内的运动
1）运动状态
对煤粉在管道流体中的运动状态，通常用煤粉运动的惯性力与粘性力的比值。即雷诺数来描述。
Re=ud/v
式中：u为颗粒的运动速度；
d为颗粒的特征直径；
v为流体的运动粘度。
一般当Re<1时，流体处于层流状态；Re＞500时，流体处于紊流状态，1＜Re＜500时，流体所处的状态可以认为是过渡状态。
2）状态参数
煤粉在管道中的运动状态与煤粉的输送状态密不可分。煤粉的运动状态通常会因煤粉与空气混合比例的不同而呈显著变化。
混合比例可用单位时间内的输送质量比(或容积比)来表示，也可以采用输送管内的单位管长的输送质量比表示方法。一般将单位时间内煤粉与空气的输送质量比定义为混合比，而将单位时间内输送的煤粉质量与空气体积流量之比称为输送浓度，并以此作为表征煤粉输送状态的特征参数。
混合比是气力输送过程的重要参数之一，它的选择将直接影响到工艺参数选择的合理性及设备运行的经济性。混合比越大，则通过输送管道的空气量就越小，因而所需的输煤管径也就越小。所以采用高混合比，可以节约投资，节省能源。但另一方面，不合适地增大混合比有可能使气力输送系统中的能量损失增加，严重时还可能造成管道堵塞，降低设备工作的可靠性。
混合比的选择与工艺条件相关，设计时一般要依据经验或通过试验加以确定。
3）煤粉颗粒的沉降与悬浮
关于颗粒的沉降与悬浮速度的理论，是煤粉气力输送的重要理论基础之一。为了弄清颗粒沉降与悬浮过程，首先要讨论球形颗粒在静止流体中的沉降，即自由沉降问题。
在自由沉降过程中，颗粒同时受两种力的作用：一种是颗粒在流体中的有效重力，它是颗粒的重力与浮力的差值，只取决于颗粒的密度与流体的重力，而与颗粒的运动速度无关。另一种是因煤粒在空气中沉降而产生的阻力，它可根据气固两相流中颗粒的一般阻力公式表述。在自由沉降条件下，煤粒的运动速度与流体阻力的关系可由煤粒在静止空气中的运动方程求得。
球形煤粒的沉降加速度是由它在流体中的重力加速度与阻力加速度之差决定的。煤粒开始下降的一瞬间，煤粒的运动速度为零，阻力加速度亦为零，也就是阻力为零。此时煤粒运动的加速度最大，即为煤粒在流体中的重力加速度。当煤粒沉降速度增加时，阻力加速度也随之增加，而煤粒运动的加速度逐渐减小。当运动经过一定时间后，煤粒的阻力加速度与煤粒在气流中的重力加速度相等，这时作用在煤粒上的外力处于平衡状态，从而使煤粒作等速沉降。通常把煤粒等速沉降的速度定义为煤粒的沉降末速。沉降末速的大小主要受煤粉颗粒的流动状态及其物理形状的影响。
球形颗粒的悬浮过程：球形颗粒在气体中自由下降到一定程度时，将呈现出颗粒在气流中的重力与其阻力平衡的状态，颗粒将以等速沉降。一般将颗粒处于悬浮状态时所对应的气流速度定义为颗粒的悬浮速度。
悬浮速度在数值上与颗粒的沉降末速相同，所以，只有当输送管道中气流速度大于颗粒的沉降速度时，颗粒才会为气流所带动。
高炉喷煤 一、喷吹煤粉已成为小高炉炼铁的当务之急 i.当前，钢铁冶金行业遭遇到全球性的原料价格上涨，焦炭、矿石的 价格涨幅惊人，冶炼成本普遍提高，这给小高炉炼铁业带来更大的 困难。因此，降低冶炼成本成了小高炉作业的重要目标。其中，降 低焦化，尤其重要。 b)从50年代起，人们就在努力向高炉内喷吹相对廉价的煤粉，以部分替代 价格相对昂贵的焦炭。经过半个世纪的努力，在喷煤技术方面取得了巨 大的成功，喷煤技术日趋成熟。但是，成功的喷煤作业绝大部分都是在 大高炉完成的，高炉喷煤技术还有待推广和完善。 二、高炉喷吹煤粉降低焦比的原理 i.焦炭在高炉内主要有三大作用：还原剂和料柱骨架。焦炭生产过程 相对复杂，对于原料有特殊要求，由于资源和设备投资方面的因素， 这些年来焦炭价格不断上涨，成为炼铁成本上升的主要原因。从高 炉风口向高炉的内喷吹煤粉，由于具有和焦炭同样的碳素，可以部 分替代焦炭低廉许多，从而可以在很大程度上降低生铁生产成本。 三、喷吹煤粉的技术效果 i.高炉喷煤后，除了焦比大幅度降低外，还给高炉操作增加了一个调 剂手段，高炉操作人员可以利用控制喷煤量来控制高炉的热状态； 喷煤后，由于煤比焦炭具有更多的挥发分，从而增加了煤气中氢的 含量，煤气还原能力增强，有利于发展间接还原，这实际上也是降 低焦比的原因之一。 四、高炉喷煤的特点
高炉喷煤之后，高炉压差并没有显著增加，也就是说，对于高炉透气性的影响不如大高炉那样明显。高炉由于整体能耗水平较高，喷煤后 效果比较明显，置换比好于大高炉，接近1.0。高炉采用球式热风炉，风 温相对较高，有利于喷煤。此外，小高炉喷煤的实践表明：喷煤后高炉 炉况进一步稳定，炉缸工作状态改善，普遍顺行。 五、重要意义 i.高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说是具有革命性的重大措施。它 是高炉炼铁能否与其他炼铁方法竞争，继续生存和发展的关键技 术，其意义具体表现为： b)以价格低廉的煤粉部分替代价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦炭，使高炉 炼铁焦比降低，生铁成本下降； c)喷煤是调剂炉况热制度的有效手段； d)喷煤可改善高炉炉缸工作状态，使高炉稳定顺行； e)喷吹的煤粉在风口前气化燃烧会降低理论燃烧温度，为维持高炉冶炼 所必需的动力，需要补偿，这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了 条件； f)喷吹煤粉气化过程中放出比焦炭多的氢气，提高了煤气的还原能力和 穿透扩散能力，有利于矿石还原和高炉操作指标的改善； g)喷吹煤粉替代部分冶金焦炭，既缓和了焦煤的需求，也减少了炼焦设 施，可节约基建投资，尤其是部分运转时间已达30年需要大修的焦 炉，由于以煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量，需大修的焦炉可停产而 废弃； h)喷煤粉代替焦炭，减少焦炉炉座数和生产的焦炭量，从而可降低炼焦 生产对环境的污染。 六、工艺组成 高炉喷煤工艺系统主要由原煤贮运、煤粉制备、煤粉输送、煤粉喷吹、干燥气体制备和供气动力系统组成。 七、工艺模式 从煤粉制备和喷吹设施的配置上来分，高炉喷煤工艺有两种模式，即间接喷吹模式和直接喷吹模式。制粉系统和喷吹系统结合在一起直接向高炉喷吹的工艺叫直接喷吹工艺；制粉系统和喷吹系统分开，通过罐车或气动输送管道将煤粉从制粉车间送到靠近高炉的喷吹站，再向高炉喷吹煤粉的工艺
高炉喷煤基本知识 一、喷吹煤粉对高炉的影响： 1、炉缸煤气量增加，鼓风动能增加，燃烧带扩大。煤粉含碳氢化合 物高，在风口前气化后产生大量H2，使炉缸煤气量增加，煤气中的H/C比值越高，增加的幅度越大，无疑也将增大燃烧带； H2的粘度和密度均小，穿透能力大于CO，部分煤粉在风管和风口内就开始脱气分解和燃烧，所形成的高温混合气流其流速和动能远大于全焦冶炼时的风速和动能，故喷吹煤粉后，风口面积应适当扩大，以保持适宜的煤气流分布。 2、理论燃烧温度下降，而炉缸中心温度均匀并略有上升。理论燃烧 温度下降的原因：①喷入煤粉量冷态进入燃烧带；②煤粉中碳氢化合物在高温作用下先分解再燃烧，分解反应吸收热量；③燃烧生成的煤气量增加。 炉缸中心温度上升的原因：①煤气及动能增加炉缸径向温度梯度缩小；②上部还原得到改善，热支出减少；③高炉热交换改善。 3、料柱阻损增加，压差升高。①喷吹后煤气量增加流速加快；②料 柱中的矿/焦比值越大。 4、间接还原发展。①煤气中还原成份（CO+H2）浓度增加；②H2 的数量和浓度显著提高，炉内温度场变化。 二、喷吹燃料“热补偿” 喷吹燃料以常温态进入高炉要消耗部分热量需进行热补偿，经验
表明：喷煤量增加，50kg/t ·Fe 需补偿风温均80℃。 三、 热滞后： 煤粉在炉缸分解吸热增加，初期使炉缸温度降低直到新增加喷吹量带来的煤气量和还原气体浓度（尤其是H 2量）的改变而改善了矿石的加热和还原下到炉缸后，开始提高炉缸温度比过程所经历的时间为“热滞后”时间，即炉料从H 2代替C 参加还原的区域（炉身温度1100～1200℃处）下降到炉缸所经过的时间，一般滞后时间在2—4h 。 估算热滞后时间 ·V 13 V 2—每批料的体积m 3 N —下料批数 批/h 四、 煤粉喷入高炉后的去向： 风口前燃烧 煤粉 未燃煤粉 随煤气逸出炉外 五、 置换比煤粉的置换比常为0.7—0.9，一般取0.8。 六、 喷煤高炉操作 1、 应固定风温调剂煤量，用调节喷吹量来保持料速的基本稳定。 2、 喷煤纠正炉温波动的效能，随喷煤量的增加而减弱。
炼铁一厂喷煤系统工艺流程图及概述 山西中阳钢铁有限公司一体系升级改造项目高炉工程制粉喷吹系统,制粉、收粉系统全部利旧;干燥系统除热风炉废气管道需改造外,其她设施利旧;对喷吹系统进行局部改造。 制粉喷吹系统主要工艺现状:制粉喷吹站厂房为混凝土结构,全封闭。煤粉制备系统采用单系列全负压制粉工艺,喷吹系统采用1个煤粉仓、下部六罐并列(每三罐分别对应405m3高炉)。整个系统即1套干燥气发生炉系统、1套磨煤机制粉系统、1套煤粉收集系统、2套喷吹系统(一个煤粉仓,下部六罐并列)。 新建1780m3高炉投产后,2座405m3高炉拟全部拆除,现有制粉喷吹站只为新1780m3高炉供给煤粉。新建1780m3高炉主管及分配器设置方案为:2根喷吹主管(一个主管对应一个分配器)及2个炉前分配器(1#分配器对应奇数风口,2#分配器对应偶数风口)的直接喷吹工艺。 喷吹系统与原系统的交接界面为:喷吹罐输煤阀后的喷吹主管起点。喷吹煤粉主管及分配器平台为本工程设计范围。 1、工艺条件及要求 1) 原煤条件 单一煤种与混合煤均可喷吹,通常使用三种煤组成混合煤,安全措施上按强爆炸性烟煤设计。原煤的理化指标见表2、10－1。 表1 原煤的理化指标表 2) 煤粉条件
煤粉质量要求见表2、10－2。 表2 煤粉质量要求表 3) 制粉喷吹能力 按高炉正常日产铁水量4005吨,正常喷吹能力为160kg/t铁计,高炉正常喷吹所需煤粉量为26、7t/h;按高炉正常日产铁水量4005吨,喷吹能力为200kg/t铁计,高炉最大喷吹所需煤粉量为33、4t/h。 2、主要工艺参数 制粉喷吹系统主要工艺参数见表2、10－3。 表3 喷吹系统工艺参数
1 概述 上世纪60年代初，我国高炉喷煤试验获得成功后，高炉喷煤技术在我国逐渐推广应用。进入90年代，特别是经过“八五”“氧煤强化炼铁”项目攻关后，我国高炉喷煤技术发展跃上了一个新的台阶，已经赶上了世界先进水平，吨铁喷煤量和覆盖率大幅度增加。2002年全国54家重点（原重点和地方骨干）联合钢铁企业吨铁喷煤量已达到125kg/t，企业喷煤覆盖率达到85%以上。高炉喷吹煤粉及提高喷煤量已经成为现代高炉炼铁技术的发展方向，同时也是降低生产成本最直接和最有效的手段之一。当前我国炼铁生产规模正在迅速扩大,生产效率也在不断提高，对焦炭的需求量日益增加，导致冶金焦价格高，资源紧缺，高炉大量喷煤是解决这一矛盾的最佳措施。 贵公司现有两座高炉450立方米的高炉。年产生铁约126万吨。如两座高炉采用全焦冶炼，每年需要焦炭约70万吨。高炉生产成本较高，采用高炉喷煤技术，不但在很大程度上可以缓解焦炭的供需矛盾，减轻焦炭质量波动对高炉操作的影响，而且也会进一步降低炼铁生产成本，同时也为高炉操作增加了下部调节手段，有利于改善高炉生产的技术经济指标。 鉴于上述情况，以及着眼于贵公司长期的发展战略目标，拟建设高炉喷煤工程，工程建设指标为喷煤工艺及设备能力正常XX kg／t，最大达到XXX kg／t喷煤比能力，喷吹煤种为无烟煤浓相输送设计。置换比按X计算，可以代替约X万吨焦炭。
2．喷煤设计工艺要求 2.1 喷煤量 根据贵公司对喷煤工程的要求，和参照国内外喷煤技术的发展…。 2.2 设计条件 喷吹用煤…。 2.3工艺流程 设计采用…方案，以节省投资和占地面积。…本喷煤工程包括…高炉。目前高炉喷煤系统有关的工艺参数如表1所示。 表1 喷吹系统有关的基本参数 2.4 喷吹站 喷吹站采用并罐浓相喷吹工艺。 喷吹站的操作全部自动联锁，整个系统各设备既可自动也可手动。 2.5 原煤理化指标
2 国外钢铁企业的高炉喷煤技术 2.1浦项光阳厂和阿塞勒Gijon厂 近年来，浦项公司和阿塞勒公司的高炉生产者一直计划改进现有的喷煤装置，并对其静力分配器系统提出两种改进方案。改进现有喷煤装置的主要原因如下:1)焦炭的价格提高，质量较差，改进喷煤系统后，可以减少焦炭的使用量；2)寻求一种更经济、更稳定的高炉操作方式；3)高炉中修后，铁水生产能力提高；4)多年来的喷煤实践证明，喷吹煤粉可以实现高炉工艺最佳化，高煤比操作是可行的；5)原有喷煤装置的计量精度无法满足更高煤比的要求，即高煤比时不能保证稳定喷吹。 要想对原有的喷煤装置进行改进，有两个问题必须解决：首先，提高喷煤装置喷吹能力，应额外增加1台喷吹罐或优化喷吹罐的倒罐循环次序；其次，须检测煤粉总流量和流量精度。 对于单管流量控制系统或采用分配器的喷吹系统以及流量均衡喷嘴的系统，在安装测量和控制设备后，一般能够达到所要求精度，为了达到今后所必需的高精度，须改进喷煤装置。 2.1.1 单管流量控制 计划用一台喷吹罐取代静力分配器。喷吹罐后序的喷吹管线将安装煤粉流量的测量装置和煤粉流量控制阀，以对高炉各个风口煤粉喷吹过程实现闭环控制。喷吹罐前序的输送罐将用于向喷吹罐送煤。输送煤的载气一部分用于维持喷吹罐内的压力，另一部分通过布袋收粉器释放掉。布袋收粉器出口处的压力控制阀用于控制喷吹罐内的压力。这套方案具有单管流量控制装置的所有优点，如在喷吹管路中，煤粉流量精度的偏差小于1%、总流量控制偏差小于0.5%以及带入高炉的氮气量少等。实际上，由于喷吹罐的位置靠近高炉，因此喷吹罐内的喷吹压力较低，可实现高浓相输送。 此外，由于输送系统(输送罐到喷吹罐)与喷吹系统是分开的，所以总流量的波动不会影响喷吹流量。对简单分配器进行的第一套改进方案已在韩国浦项公司光阳厂的1号高炉成功实施，其原理见图1-1所示。
高炉喷煤控制系统 技术方案 辽宁中新自动控制有限公司 2003-2-17
目录 一、概述 二、高炉喷煤工艺流程及主要部分自动化控制说明 三、自动化系统硬件组成 四、控制策略 五、控制系统的监控与操作
一、概述 近年来，我国的高炉喷煤取得了巨大的成绩，已经形成了具有特色的、成熟配套的喷煤技术和工艺流程。在高炉炼铁过程中采用富氧大喷煤可以节省大量焦炭，能够较大幅度地降低炼铁成本。例如采用先进的配煤技术，能够把不同性能的煤种进行混合，以提高其燃烧率；采用中速磨进行煤粉制备，大幅度降低电耗和噪音污染；采用热风炉烟气做载气和干燥气，既节约了能耗又起到了防爆作用；采用布袋一次收粉，取消了一级、二级旋风收粉装置；采用一级风机，实现全负压操作；采用直接喷吹工艺，喷吹系统和制粉系统设在同一厂房内；喷吹罐可采用串联或并联方式，采用流化罐上出料及浓相输送技术，可以使出煤均匀，防止脉动和减少对输煤管道的磨损；采用总管加分配器工艺将煤粉送至高炉的各个风口；采用电容流量计进行总管及支管煤粉计量，配合其它设备可以形成闭环煤量自动控制；采用氧煤枪进行局部富氧以提高煤粉燃烧率；采用供氧及安全控制系统以防止氧气泄露。因此，如何在保证控制安全可靠的前提下，实现低成本自动化，是喷煤自动控制设计者主要考虑的问题。 二、高炉喷煤工艺流程及主要部分自动化控制说明 从工艺角度来讲，整个系统可分为制粉和喷吹两个子系统，制粉工艺系统又分为原料控制系统、干燥系统、磨煤系统，喷吹工艺系统又分为布袋除尘、喷吹系统、动力系统。如下面高炉喷煤主工艺图。其工艺流程见图
高炉喷煤工艺主流程图 1：排烟风机入口调节阀，2：布袋除尘事故充氮阀，3：布袋反吹阀,4：中速磨事故充氮阀，5：煤粉仓事故充氮阀，6：均压阀，7：煤粉仓流化阀，8、9：喷吹罐放散阀，10、11：蝶阀，12、13：球阀，14、15：充压阀，16、25：补压阀，17、18：喷吹罐流化阀，19、22：补气调节阀，20、23：出煤阀，24、快切阀，26：氮气空气切换阀，27：安全用氮减压阀，28：氮气总管调节阀电气控制主要设备： a、制粉系统： 圆盘给料机、胶带机、检铁器、犁式卸料器、定量给料机、热风炉废气引风机，助燃风机，中速磨（密封电机、液压电机、慢传电机、加热器、润滑泵）、排煤风机。 各种阀：热风炉废气放散阀，冷风阀、干燥剂放散阀，中速磨事故充氮阀，快切阀，输煤阀等。 b、喷吹系统： 主排烟风机、布袋叶轮给煤机 各种阀：排烟风机入口调节阀，布袋除尘事故充氮阀，布袋反吹阀,煤粉仓脉冲阀、停风阀、煤粉仓事故充氮阀，煤粉仓流化阀，均压阀，喷吹罐放散阀，蝶阀，球阀，充压阀，补压阀，喷吹罐流化阀，补气调节阀，出煤阀，快切阀，氮气空气切换阀，安全用氮减压阀，
1、高炉喷煤定义： 是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的煤粉（无烟煤、烟煤、或无烟煤烟煤的混合煤粉以及烟煤粉），以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。 2、高炉喷煤的意义 （1）用粉代替焦炭提供热量和还原剂，降低焦比、降低生铁成本- 解决焦炭短缺问题； -降低生产成本； -综合能耗降低； （2）有利于采用高风温和富氧鼓风技术 -解决高风温产生的问题； -解决富氧鼓风产生的问题； （3）有利于调节炉况，改善高炉冶炼过程 -增加调节手段，调节炉温较快； -改善高炉内的还原过程 (4) 解决焦炭短缺问题 -焦煤资源短缺 -环境保护限制 炼焦生产环境负荷大，污染严重； 焦炉寿命25~30年，欧美焦炉多在70年代投产，已到寿命； 环境意识增强，限制新焦炉投产； (5)降低生产成本 -焦煤昂贵，焦炭价高，来源少； -煤资源丰富，来源广，价格低； -改善还原可以降低焦比。 （6）调节炉况 常用调节炉况的手段 风温：通常不使用 风量：通常不使用 焦炭负荷：滞后 鼓风湿分：灵敏，但不利于降低能耗 喷煤调节炉况：较快。 （7）改善还原 煤气含H2量增加，有利于降低直接还原，有利于降低焦比。 增加炉缸煤气量，改善还原。 3、喷煤技术的进步主要体现在以下几方面： （1）喷煤设备大型化和装备水平的提高。 （2）高炉富氧喷煤。 （3）喷吹烟煤或烟煤与无烟煤混合喷吹。 （4）浓相输送。 4、浓相输送浓相输送 高炉喷煤采用气力输送，按单位气体载运煤粉量的多少，可分为稀相输送和浓相输送。一般稀相输送的速度在20m/s以上，煤粉浓度在5-30kg/m3范围内。而浓相输送的速度则小于10m/s，煤粉浓度大于40kg/m3. 浓相输送的优点：喷吹浓度高，消耗介质量少，煤粉在管道内的流速低，对
128M3高炉喷煤系统 方 案
高炉集中建一座制粉喷吹车间，高炉喷煤系统设1个制粉和1个喷吹系列，按无烟煤设计。喷煤能力(一座高炉)：按日产铁400tFe/d、煤比150 kg/t设计；需喷煤量2.5t/h。制粉系统设一个系列，一台3-5t/h 中速磨煤机；喷吹系统设1个系列供1座高炉喷吹；原煤由新建受料槽由皮带输送到原煤仓。 一、高炉有关参数及设计喷煤量 表1-1 高炉有关参数及设计喷煤量 高炉容积，m3128 m3 平均日产铁量，t/d 400 热风温度，℃1100~1200 平均喷煤量，kg/tFe 150公斤/吨 最大喷煤量，kg/tFe 150公斤/吨 二、喷吹用煤 1）煤种及性能 经配煤后原煤性能设计为： A r12% S g0.65% HGI=50 W y10% V r=22%
2）煤粉质量 粒度：-200目60-80%；水分： 1.5%。 三、系统设备 a电子皮带称给煤机：1台，给煤能力3~5t/h b 磨煤机 选用一台中速磨煤机。根据设计煤种及设计能力（3-5t/h.台） c 袋式收尘器 本设计采用一台一级高浓度低压脉冲长袋除尘器作为制粉系统收粉设备。 d 主排风机：1台 e 喷吹罐数量：共2个。 f 静态分配器每座高炉一台。 G 空气压缩机 1台 四、设计特点及新技术的采用 本设计采用国经生产实践检验、先进、成熟的喷煤技术，归纳起来如下特点：
1) 喷吹与制粉建筑在同一厂房，通过喷吹主管及设在高炉附近的分配器直接喷吹。 2)浓相输送。喷吹系统的主要生产成本是系统的压缩空气消耗。煤粉的稀相输送，其输送速度约20m/s，固气比为10kg(粉)/kg（气）左右，系统耗气量高，而且设备和管道磨损严重。本系统采用煤粉浓相输送技术，系统固气比达30kg(粉)/kg（气）以上，系统操作成本和设备维护费用较低。 3) 直接喷吹。目前国存在着间接和直接喷吹两种方式。间接喷 吹是在制粉系统的煤粉仓下设仓式泵，用该泵将煤粉输送至喷吹 站，经收粉系统进入喷吹系统的上罐。直接喷吹是制粉与喷吹两个系统直接连接。其优点是环节少、设备少、布置紧凑、省投资。特殊情况下，需采用间接喷吹，本公司也可承担。 4)总管加分配器输煤形式。系统简单，阀门少便于操作维护，投资少；输送距离长，最长接近1000m；便于实现煤粉总量自动调节。 5) 采用一级收粉工艺，系统阻损小，耗能少。 6) 采用喷吹准确称量新技术，喷吹量由人工设定后，喷吹控制系统可进行调节。 7)喷吹采用流化下出料总管加分配器浓相输送工艺。 8)此项技术简洁而实用，易于操作，喷吹系统操作界面友好，一般操作人员经过两天培训即可上岗操作。
邯钢1000m3高炉提高喷煤比的探索 刘伟，樊泽安，王飞，徐俊杰 (河北钢铁集团邯郸钢铁公司炼铁部，河北邯郸056015) 摘要：邯钢4#高炉（有效容积1000m3）经过不断探索，加强原燃料管理、高炉的操作和维护，使喷煤比逐月提高、焦比和综合焦比不断下降。喷煤比由2008年的130.6 kg/t提高到2009年6月的163.1 kg/t，焦比由361kg/t下降到了305kg/t，综合焦比由524kg/t下降到了500kg/t,取得了良好的经济效益。 关键词：高炉；喷煤比；探索 引言 邯钢4#高炉有效容积917m3，2007年、2008年虽然炉况长期稳定顺行，但由于燃料变化比较大，有时甚至一天就变换数次焦炭，各项指标未达到最好水平，平均日产2600t上下，一级品率70％，焦比361kg/t，煤比130kg/t，焦丁比16kg/t风温1100℃，平均［Si］0.61％。进入2009年以来，4#高炉以“低耗高产”举措应对当前市场挑战，进一步探索好的经济技术指标成效显著，通过监督改善原燃料质量、适时调整煤气流分布、降低入炉焦比、提高富氧、增加喷煤、高风温协调互补、适当提高炉渣碱度等措施,基本实现了全捣固焦冶炼的长期稳定顺行，并实施了低硅冶炼，取得了很好的经济技术指标。2009年4月以来，平均日产达到2700t以上，利用系数达到3.0，一级品率93.45％，焦比降到305kg/t，煤（全无烟煤）比达到160kg/t以上，中焦比达到18kg/t，焦丁比达到16kg/t，风温达到1135℃，平均［Si］达到0.43％以下。通过优化高炉操作技术经过不断实践和探索,在喷吹全无烟煤的情况下煤比达到160kg/t以上实属难得(见表1)。 表1 4高炉生产指标 利用系/t. (m-2. d-1) 煤 比 /kg.t-1 入 炉焦比 /kg.d-1 焦 丁比 /kg.d-1 中 焦比 /kg.d-1 风 温/℃ R 2 [ Si]/% 20 08 2.88 6 1 30.6 361 14 20 1 107 1 .15 .61 20 09.4 3.0 1 51.7 327 16 18 1 132 1 .13 .44 20 3.001308 17 18 110
钢铁厂高炉喷煤操作
高炉喷煤 一、喷吹煤粉已成为小高炉炼铁的当务之急 i.当前，钢铁冶金行业遭遇到全球性的原料价格上涨，焦炭、矿石的 价格涨幅惊人，冶炼成本普遍提高，这给小高炉炼铁业带来更大的 困难。因此，降低冶炼成本成了小高炉作业的重要目标。其中，降 低焦化，尤其重要。 b)从50年代起，人们就在努力向高炉内喷吹相对廉价的煤粉，以部分替 代价格相对昂贵的焦炭。经过半个世纪的努力，在喷煤技术方面取得了 巨大的成功，喷煤技术日趋成熟。但是，成功的喷煤作业绝大部分都是 在大高炉完成的，高炉喷煤技术还有待推广和完善。 二、高炉喷吹煤粉降低焦比的原理 i.焦炭在高炉内主要有三大作用：还原剂和料柱骨架。焦炭生产过程 相对复杂，对于原料有特殊要求，由于资源和设备投资方面的因素， 这些年来焦炭价格不断上涨，成为炼铁成本上升的主要原因。从高 炉风口向高炉的内喷吹煤粉，由于具有和焦炭同样的碳素，可以部 分替代焦炭低廉许多，从而可以在很大程度上降低生铁生产成本。 三、喷吹煤粉的技术效果 i.高炉喷煤后，除了焦比大幅度降低外，还给高炉操作增加了一个调 剂手段，高炉操作人员可以利用控制喷煤量来控制高炉的热状态； 喷煤后，由于煤比焦炭具有更多的挥发分，从而增加了煤气中氢的 含量，煤气还原能力增强，有利于发展间接还原，这实际上也是降 低焦比的原因之一。 四、高炉喷煤的特点
高炉喷煤之后，高炉压差并没有显著增加，也就是说，对于高炉透气性的影响不如大高炉那样明显。高炉由于整体能耗水 平较高，喷煤后效果比较明显，置换比好于大高炉，接近 1.0。 高炉采用球式热风炉，风温相对较高，有利于喷煤。此外，小高 炉喷煤的实践表明：喷煤后高炉炉况进一步稳定，炉缸工作状态 改善，普遍顺行。 五、重要意义 i.高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说是具有革命性的重大措施。它 是高炉炼铁能否与其他炼铁方法竞争，继续生存和发展的关键技 术，其意义具体表现为： b)以价格低廉的煤粉部分替代价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦炭，使高炉 炼铁焦比降低，生铁成本下降； c)喷煤是调剂炉况热制度的有效手段； d)喷煤可改善高炉炉缸工作状态，使高炉稳定顺行； e)喷吹的煤粉在风口前气化燃烧会降低理论燃烧温度，为维持高炉冶炼 所必需的动力，需要补偿，这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了 条件； f)喷吹煤粉气化过程中放出比焦炭多的氢气，提高了煤气的还原能力和 穿透扩散能力，有利于矿石还原和高炉操作指标的改善； g)喷吹煤粉替代部分冶金焦炭，既缓和了焦煤的需求，也减少了炼焦设 施，可节约基建投资，尤其是部分运转时间已达30年需要大修的焦 炉，由于以煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量，需大修的焦炉可停产而 废弃； h)喷煤粉代替焦炭，减少焦炉炉座数和生产的焦炭量，从而可降低炼焦 生产对环境的污染。 六、工艺组成 高炉喷煤工艺系统主要由原煤贮运、煤粉制备、煤粉输送、煤粉喷吹、干燥气体制备和供气动力系统组成。 七、工艺模式 从煤粉制备和喷吹设施的配置上来分，高炉喷煤工艺有两种模式，即间接喷吹模式和直接喷吹模式。制粉系统和喷吹系统结合在一起直接向高炉
浅谈高炉经济喷煤比 王立杰尹焕岭赵杨 (唐钢不锈钢) 摘要：高炉喷煤是降低铁水成本，增加利润的重要手段；同时，直接喷吹煤粉，不经过焦化工艺，减少了环境污染。提高喷煤比应具备的条件是：稳定的原燃料质量、合适的理论燃烧温度、精细的操作和合理煤气分布。高炉提高喷煤比是冶炼技术发展的必然趋势，然而各单位能满足的条件不同，因此各单位的经济煤比也应根据自身条件确定。 关键词：高炉经济喷煤比理论燃烧温度未燃煤粉置换比 0 前言 高炉喷吹煤粉则是部分替代焦炭的“提供热量”及“还原剂和渗碳剂”，即以价格低廉的煤粉部分替代价格日趋昂贵的冶金焦炭，以缓解因炼焦用主焦煤匮乏所造成的冶金焦炭产量渐显不足的矛盾，最终降低高炉炼铁焦比和生铁成本。当前高炉生产的一些习惯性认识和操作，直接影响到高炉喷煤的科学性，且给高炉喷煤效益乃至生铁成本带来不良影响，因此选择合理的喷煤比就是实现企业效益最大化的重要一项。 1 经济喷煤比的概念 所谓经济喷煤比，是在一定的生产条件下（产量、原燃料质量、炉料结构、煤和焦炭的市场价格等），喷煤比最高且稳定、焦比和燃料比最低的操作煤比。可见，经济喷煤比的大小取决于喷煤量水平、煤交置换比和能量消耗利用程度，最终有总燃料消耗、工序成本来确定。喷煤对高炉工序降低值的影响可按下式计算：△J=PCR(P k×R—P m)／1000(1) 式中△J——高炉工序成本降低值，元／t； PCR——喷煤比，kg／t； R——未校正煤焦置换比； P k——焦炭价格，元／t； P m——煤粉工序成本，元／t。 从图1曲线可见，喷煤生产操作中存在经济喷煤比。由于原燃料质量、炉况参数在一定范围内波动，因此经济喷煤比是一个操作范围。 2 提高喷煤比的关键技术 2.1稳定原燃料条件 2.1.1提高焦炭质量，特别是焦炭的热性能，保证高炉必要炉料柱透气性。
1、概述 1.1现状 高炉喷煤是冶金企业节焦降耗行之有效的重要途径。我厂目前有750m3高炉两座，120m3高炉四座，均已有喷煤设施。750m3高炉目前平均喷煤量160㎏/t铁，120m3高炉平均喷煤量70㎏/t铁。喷煤车间现有ZGM95型中速磨煤机一台，制粉铭牌出力为36t/h，刚好满足上述高炉喷煤。 2#750m3高炉易地大修投产后，一台ZGM95型中速磨煤机的生产能力已不能满足所有高炉的喷煤要求，须新上制粉设备。喷吹系统也不能满足新高炉的喷煤需要。同时，煤场实际贮煤量只有3640t，当喷吹量都为最大时，煤场贮煤量只能满足2.8 d生产，若都按目前正常喷吹量，则煤场贮煤量能满足3.5 d生产。显然煤场太小，需要扩建。烟气炉的能力也需进一步加大。 1.2设计依据 莱芜钢铁股份有限公司规划部[2001]96号文《关于下达2#750m3高炉大修设计任务计划的通知》。 1.3设计原则 （1）优化设计，做到先进、适用、经济、顺行、高效。 （2）设计中做到总体考虑，合理布局，兼顾将来的进一步发展；尽量不影响现有设施的生产；尽量减少占地、拆迁和工程量。 （3）按照喷吹烟煤设计，制粉系统设气氛保护。 （4）制粉系统采用短流程，用高浓度布袋收粉器作为一级收粉设备，不设旋风收粉器。为减少危险点，布袋与煤粉仓之间不设螺旋输 送机。 （5）喷吹采用浓相输送技术。 （6）考虑检修、备品备件方便，制粉采用ZGM95型中速磨煤机。
（6）严格执行国家有关环保、安全、工业卫生和消防等规定。 1.4设计范围 本工程设计范围包括：原煤场扩建及贮运，烟气系统，制粉系统，喷吹系统。 1.5主要经济技术指标 1.6设计特点及采用的新技术 ⑴按照喷吹烟煤设计，系统设惰性气体保护措施。 ⑵制粉采用以中速磨煤机为核心的短流程工艺，用一级高浓度袋式煤粉收集器收粉。 ⑶节能，每吨煤粉耗电28度。 ⑷煤场的煤仓及圆盘给料机可以适应喷吹烟煤、无烟煤、混合煤各煤种的
1.悬料的定义 悬料是炉料透气性与煤气流运动极不适应，高炉料停止下降时间超过1~2批料的时间，或者依靠大减风才能使炉料塌落的高炉料难行的失常现象。 2.悬料的种类 按悬料的时间及坐料难易程度分为短期料难行、长时间悬料、顽固性悬料。其中，顽固性悬料是指经过3次或以上坐料未下的悬料情况。 按悬料的位置分为高炉上部悬料和高炉下部悬料。上部悬料时上部压差过高，下部悬料时下部压差过高。 3.悬料的征兆 1)探尺下降缓慢或停止； 2)风压急剧升高，风量相应减少或锐减； 3)炉顶温度升高，且四点温度差别缩小； 4)高炉压差升高，透气性指数显著降低；
5)风口不活跃，个别风口出现大块； 4.悬料的原因 1)高炉原燃料质量恶化：入炉料的粒度变小、粉末增多、强度变差、RDI指数降低；料仓槽位过低等。 2)操作制度不合理导致压差过高：装料制度不合理，中心、边缘气流均受抑制，导致透气性差；气流分布不合理，边缘过重或严重不均匀，导致操作炉型严重变化。 3)监控不到位或操作失误：风压急剧波动持续上升到高位，未及时发现并处置；未按照压差规范操作，风压急剧升高时减风慢或未减风。 4)高炉热制度变化过大：炉温急剧变化（急热急凉），煤气流分布短期内难以调整与适应，导致透气性急剧恶化。如空焦下达热量调整不及时、高炉向热时操作反向、长时间高硅高碱度、一段时间集中提温等。 5)渣铁未及时出净：短期内由于出铁不畅或由于设备故障，不能及时见渣，导致炉缸储渣铁量过多而引起透气性恶化。
5.高炉下部悬料产生的原因是什么？ 高炉下部悬料产生的原因有两个方面：一是由于热制度的波动引起软熔带位置的变化，已经软化的矿料再次凝固，使散料层空隙度急剧下降，从而使Δp/H上升而悬料；另一方面是液泛现象，液态渣铁或由于数量过多，或由于粘度过大，被气流滞留在焦炭层中，极大地增加了对气流的阻力。 6.悬料的预防及操作注意事项 悬料是高炉难行、管道和崩料的最终结局。在遇到高炉难行时，操作上应注意如下问题： 1)低料线、净焦下到成渣区域，不许加风或提高风温； 2)原燃料质量恶化时，禁止采取强化措施； 3)渣铁出不净时，不允许增加风量； 4)恢复风温时，每小时不允许超过50℃； 5)增加风量时，每次不允许大于150m3/min; 6)向热料慢加风困难时，可酌情降低喷煤量或适当降低风温， 为增加风量创造有利条件。
炼铁一厂喷煤系统工艺流程图及概述 中阳钢铁一体系升级改造项目高炉工程制粉喷吹系统,制粉、收粉系统全部利旧；干燥系统除热风炉废气管道需改造外，其他设施利旧；对喷吹系统进行局部改造。 制粉喷吹系统主要工艺现状：制粉喷吹站厂房为混凝土结构，全封闭。煤粉制备系统采用单系列全负压制粉工艺，喷吹系统采用1个煤粉仓、下部六罐并列（每三罐分别对应405m3高炉）。整个系统即1套干燥气发生炉系统、1套磨煤机制粉系统、1套煤粉收集系统、2套喷吹系统（一个煤粉仓，下部六罐并列）。 新建1780m3高炉投产后，2座405m3高炉拟全部拆除，现有制粉喷吹站只为新1780m3高炉供给煤粉。新建1780m3高炉主管及分配器设置方案为：2根喷吹主管（一个主管对应一个分配器）及2个炉前分配器（1#分配器对应奇数风口，2#分配器对应偶数风口）的直接喷吹工艺。 喷吹系统与原系统的交接界面为：喷吹罐输煤阀后的喷吹主管起点。喷吹煤粉主管及分配器平台为本工程设计围。 1、工艺条件及要求 1）原煤条件 单一煤种和混合煤均可喷吹，通常使用三种煤组成混合煤，安全措施上按强爆炸性烟煤设计。原煤的理化指标见表2.10－1。 表1 原煤的理化指标表 2）煤粉条件
煤粉质量要求见表2.10－2。 表2 煤粉质量要求表 3）制粉喷吹能力 按高炉正常日产铁水量4005吨，正常喷吹能力为160kg/t铁计，高炉正常喷吹所需煤粉量为26.7t/h；按高炉正常日产铁水量4005吨，喷吹能力为200kg/t 铁计，高炉最大喷吹所需煤粉量为33.4t/h。 2、主要工艺参数 制粉喷吹系统主要工艺参数见表2.10－3。 表3 喷吹系统工艺参数
高炉喷煤的现状及提高喷煤比的措施 摘要: 本文介绍了国内高炉喷煤现状, 分析了提高喷煤量的限制因素如炉缸热状态，煤粉燃烧，置换比，以及提高高炉喷煤比的措施，通过提高焦炭质量、改善鼓风质量、采用氧煤喷吹、混合喷吹等技术和工艺措施可有效提高喷煤比。 关键词:喷吹煤粉限制因素措施 1 前言 由于受自然资源和技术条件的限制, 我国在今后相当长的一段时间内仍将采用高炉炼铁工艺生产生铁。这是因为非高炉炼铁技术如直接还原炼铁, 目前只有在天然气资源丰富的国家或地区得到较大发展, 熔融还原炼铁正处于开发和完善阶段, 同时, 现有高炉生产能力很大, 还有大量的存量资产, 对现有的焦炉和高炉进行改造, 所需投资远比利用非高炉炼铁技术新建的炼铁设施要省得多。因此, 高炉炼铁技术在炼铁生产中仍将处于主导地位。但是, 高炉生产目前正受到投资、资源、成本、环保和运输等各方面的巨大压力。如何减轻这些压力是推动高炉炼铁继续生存与向前发展的关键。因此, 大力发展喷煤技术, 提高喷煤量是高炉炼铁技术发展的必然趋势。而高炉喷煤对优化高炉生产, 提高其经济效益有很重要的意义, 它可以扩展风口前的回旋区, 缩小呆滞区; 增加煤气中的氢气含量, 改善还原过程; 增加矿石在炉内停留的时间, 提高一氧化炭的利用率; 有利于提高风温和采用富氧鼓风, 对降低焦比和提高高炉的产量有显著效果; 它可以大量代替价格较高的焦炭, 降低生铁成本, 同时富化高炉煤气, 改善钢铁联合企业的能源供应。 2 高炉喷煤的现状 我国高炉喷煤具有较长的历史。进入90年代后高炉喷煤技术有了快速发展, 主要表现在高炉喷煤的一些重要技术问题取得突破, 如: 大高炉喷煤粉分配技术、串联罐软连接连续计量技术、可调混合器调节喷煤量技术、风口单支管煤粉计量技术流化上出料浓相输送技术等。目前, 重点企业喷煤高炉有51座, 占78%, 地方骨干企业喷煤高炉33座, 占28%。全国高炉喷煤总量从1990年的218万t 增加到1997年的638万t, 重点企业高炉喷煤总量达到489万t, 喷煤比达到84Kg/ t, 地方骨干企业喷煤量达到149万t,通过理论研究和生产实践, 确定了所追求的喷吹煤粉的目标: 吨铁燃料消耗500kg以下, 其中焦炭250kg以下, 煤粉250kg以上, 喷煤率(煤比/燃料比100%)达到50%以上。目前, 上述目标只有个别高炉短期内达到过, 如宝钢1号高炉1999年9月月平均焦比达到249. 7kg/ ,t 煤比260. 6kg/,t但燃料比超过了 500kg/,t 为510. 3kg/ t。该高炉1999年全年平均焦比为264kg/ ,t 煤比238kg/,t燃料比502kg/t。目前, 全球还没有高炉能够达到年平均焦比低于250kg/ ,t 同时煤比高于250kg/t 的。 3 提高喷煤量的限制因素 3.1 炉缸热状态 理论和实践表明, 只要高炉下部热量充沛, 上升的煤气通过热交换就能够保证上部的冶炼过程所要求的温度和热量。因此, 炉缸热状态成为高炉生产的关键。表明炉缸热状态的指标有多种,如风口前燃料燃烧的火焰温度(也称理论燃烧温度T理)、焦炭进入燃烧带时的温度Tc、必要的临界炉缸热贮备量等。世界各国炼铁工作者都把T理作为评价炉缸热状态的参数, 并根据各自的原燃料等操作条件和生产业绩, 统计归纳出各种T理的计算式, 以指导生产。应当指出, 各国的生产条件不同, 操作习惯也不同, 因此经验计算式不是万能的, 不能不顾自身条件随意套用。
高炉喷煤系统最佳操作法和常见故障 前言 一、工艺简述： 高炉喷煤就是把原煤（无烟煤、烟煤）经过烘干、磨细、用压缩空气（或氮 气）输送，通过喷煤枪从高炉风口直接喷入炉缸的生产工艺。 高炉喷吹燃料从风口直接把辅助燃料吹入炉缸，代替燃烧的焦炭增加热量,以降低焦比,强化冶炼。高炉可以喷吹的燃料分液体（重油、轻油、原油、焦油及沥青等）、固体(无烟煤、烟煤、焦粉等)和气体（天然气、焦炉煤气以及炉身喷吹用还原性气体等）三类。中国主要喷吹煤粉。高炉喷吹燃料产 生以下后果： ①焦比大幅度降低中国首都钢铁公司1号高炉1966年通过富氧和提高风温，油、煤喷吹量达入炉燃料量的45％，焦比月平均366公斤／吨铁,目前中国多数高炉每吨铁喷煤60～120公斤。焦比降低的主要原因是燃料中的碳代替了风口前燃烧焦炭的碳量；燃料中含有H2（如重油含H2达10～12％），促进高炉内的还原。 ②要求热补偿喷入高炉的燃料在风口前是冷的。在燃烧前汽化分解时要消耗部分热量，使炉缸温度降低（冷化作用），必须提高风温来补偿。此外，喷吹燃料可促进富氧鼓风。苏联喷吹天然气的高炉鼓风含氧可富化到30％以上。 ③促进高炉顺行可用来调节炉况高炉喷吹燃料后炉缸中心气流增强，温度提高，风口平面上沿半径温度梯度减小，炉缸工作更均匀。但如喷吹量超过一定限度，中心过吹，则会破坏顺行。遇此情况应采取上部调节，加重中心负荷；下部调节，扩大风口直径，缩短风口长度；以及富氧鼓风等措施。利用改变喷吹量可调节炉况：当炉况向凉时，加大喷吹量；炉况向热时，减少喷吹量。但炉况已凉或已热后则不宜采用。高炉刚开始喷吹燃料，由于“冷化作用”,炉温不高；几小时后,预还原的炉料进入炉缸，炉温又逐渐升高。这段凉热变化期称为“热滞后”时间，可作调节炉况的依据。 ④较高压差操作由于喷吹燃料产生的煤气量比被替代的焦炭产生的多，使煤气的浮力增加，加之喷吹燃料后焦比降低，料批中焦炭比例减少，都使料柱阻力增大，压差升高（在高炉顺行前提下，压差略高，仍可维持正常生产）。为了扩大喷吹量，防止压差过高，可提高矿石品位，改善炉料粒度组成，提高炉顶压力，采用富氧鼓风等措施。 ⑤改善生铁质量如喷入燃料含硫量低于焦炭，则生铁质量一般有所改善。另外，喷吹燃料后炉缸工作均匀，炉渣脱硫能力升高，也可改善生铁质量。喷吹煤粉时应注意选用低硫煤。中国高炉大部喷吹煤粉，有成熟的经验。喷吹量大，可利用多煤种。工艺上有高压和常压两种流程，前者是在喷吹罐内充以高压气体。喷吹煤粉时必须考虑防爆安全措施。喷煤系统一旦发生故障，必须及时处理，才能保证正常喷煤，减少对高炉操作的影响。防止喷煤系统出现故障，首先必须合理操作。正常喷吹过程中不易出故障，倒罐时极易发生一些故障。 二、主要设备配置： 1、原煤贮运：煤棚、卸煤、受煤斗（原煤采用皮带运输机上料） 2、上料系统通常设有2个原煤仓,煤仓下部用振动给料机给料，通过称重式皮带送入中速磨。
5#高炉喷煤系统改造工程
宣钢5#高炉喷煤系统改造工程 空气、氮气外网管道施工组织设计 编制： 审核： 批准： 宣化钢盛建安公司锅炉装修厂 二0一二年十二月
6、?现场设备、工业金属管道焊接工程施工规范? GB50236—2011 7、施工设计图纸要求 三、施工技术要求及措施方法： （一）、工艺参数及材料设备的选用 1、管道技术参数： 2、材料及连接方式： 本工程的压缩空气管道采用经钝化后的输送流体用无缝钢管 （GB/T8163—2008），材质为20。氮气管道采用输送流体用无缝钢管 （GB/T8163—2008），材质为10.压缩空气及氮气管道用弯头及管件 均为机制管件，弯曲半径为1.5倍DN。废烟气管道用弯头及管件均 为焊接管件。管道之间连接时，采用电弧焊焊接方式，电焊条采用 E4303型焊条。管道焊接应严格按照?现场设备、工业金属管道焊接 工程施工规范? GB50236—2011和?工业金属管道施工规范? GB50235—2010中相关规定执行。管道与设备连接时采用法兰连接。
压缩空气管道安装前内壁必须应进行除锈、清洗、脱脂、钝化等处理。 （二）、施工技术要求： 施工内容：宣钢5#高炉喷煤系统设备、管路施工内容如下： 1、氮气管道有Φ108×4（1300米），工作压力为0.8MPa，设计压力为0.98MPa，管道等级为GC3。 2、压缩空气管道有Φ273×8（30米）；工作压力为1.0MPa，设计压力为1.18MPa，管道等级为GC2。 （三）管道的除锈及脱脂 1、除锈 管道及管件（弯头）安装前其内部须除锈，管道除锈采用盐酸槽式酸洗法除锈。除锈后的管道及附件内壁应无毛刺、锈斑及鳞片等，使其出现金属本色。 2、脱脂 a、氮气管道必须在除锈后进行脱脂，脱脂剂可采用工业CCL4（四氯化碳）且要有质量合格证。 b、管道附件脱脂前应预先干燥，擦拭吹干。 c、管道脱脂可以将CCL4（四氯化碳）注入管中，两端用木塞堵严，将管子保持水平，经过10—15分钟，同时将管子滚动3—4次，将溶剂倒净后用氮气吹扫，再用清洁干燥的滤纸擦拭管道无油迹即合格。 d、脱脂合格后的管道，应立即钝化或充入干燥氮气后，用木塞将两端堵严，以防污染。
《高炉喷煤》课程自学大纲 课程名称：高炉喷煤技术 课程编号： 课程类型：专业选修课 学时：36学时 适用专业：冶金工程专业本科生 一．课程的性质、目的与任务 本课程是冶金工程本科专业学生必修的专业选修课，通过学习本课程，使学生掌握高炉喷煤概论、高炉喷吹用煤、高炉煤粉的制备、煤粉的喷吹、喷煤的计量等方面的主要工艺流程、设备工作原理、设备选型及工艺参数的计算与选择。为冶金行业的职业技能培训工作的顺利进行,打下了坚实的基础。 二．课程的内容（包括理论自学和实践自学）及课时分配 1. 高炉喷煤概论 目的要求： 认识学习高炉喷煤生产工艺流程，掌握该课程的主要内容。 自学内容： 说明课程性质、自学内容体系，以实例说明高炉炼铁生产工艺流程，讨论高炉喷煤的程序和内容，介绍该课程与相关课程的关系以及课程学习的特点与方法。 重点难点： 高炉喷煤工艺流程和设备能力的确定。 2. 高炉喷吹用煤 目的要求： 通过本章内容的学习掌握高炉喷吹用煤的物理性质和工艺性能。
自学内容： 高炉喷吹对煤的要求、原煤运输机械常见的故障、煤粉爆炸的因素。 重点难点： 煤的物理性质和工艺性能. 3. 煤粉的制备 目的要求： 要求掌握煤粉制备的工艺流程、磨煤机的分类、操作过程中应该注意哪些问题自学内容： 高炉磨煤机的优点、制粉系统正常工作时的标志、如何防止煤气中毒 重点难点： 煤粉制备的工艺流程、磨煤机的分类、操作过程中应该注意哪些问题 4. 煤粉的输送 目的要求： 掌握煤粉输送的形式、输送应具备的条件 自学内容： 悬浮速度、输送管道常见的故障及处理方法 重点难点： 煤粉输送的形式、输送应具备的条件 5. 煤粉的喷吹系统 目的要求： 掌握单管与多管路喷吹的特点、串罐式喷吹与并罐式喷吹的结构特点 自学内容： 喷吹系统常见的故障及处理方法、煤粉喷吹量的调节方法 重点难点： 单管与多管路喷吹的特点、串罐式喷吹与并罐式喷吹的结构特点
邯郸纵横钢铁公司 高炉喷煤设计方案 当峰（北京）电能技术有限公司 二〇一〇年二月一日 1．总论 邯郸纵横钢铁有限公司炼铁厂现有4座容积为450m3的高炉。高炉喷煤车间煤粉制备能力按供给四座450m3高炉、年产220万吨铁水的规模，制粉系统设备最大能力按喷煤量180kg/tHM设计，配置2台磨煤机，最大制粉能力为48t/h。由于高炉利用系统提高，高炉日产铁水达到1800t，在高炉最高日产铁水条件下，喷煤量提高到180kg/tHM 操作，煤粉制备能力需要达到54t/h，因此制粉车间需要增加制粉能力6t/h。 为了提高高炉喷煤量，降低焦炭降低生产成本，纵横高炉喷煤车间实施一系列增产挖潜措施，在目前原煤条件下，曾采取各种措施使磨煤机出力有所提高，但局限磨机的能力提高是有限的。因此纵横计划增加一套磨煤机来增加喷煤车间的制粉能力。 （1）高炉喷煤量有显著提高，可多喷煤6t/h。按焦炭和煤粉的差价计算节约成本显著。 （2）磨煤机等设备增加检修时间，降低设备故障率。 1．1．设计依据 编制依据（待提供）： 《纵横公司公司高炉喷煤工程》建设工程合同； 《纵横公司公司喷煤工程设计技术协议》； 纵横公司提供的“相关基础资料”； 纵横公司提供的“纵横公司厂区总平面图”。 1．2．工程范围
（1）与原有的原煤供、配系统接口输送到新建制粉系统原煤仓。（2）煤粉制备系统：包括升温炉、高炉热风炉废气管路、原煤仓、给煤机、磨机、布袋收粉器、排烟风机及相应配套设施。 （3）喷吹系统；包括喷吹罐、氮气储气罐、喷煤管道、控制系统及相应配套设施。 （4）储气罐、分配气包及相应附属设备。 （5）与所有系统相配套的的土建厂房、结构与设备基础、给排水、循环水、输配电、采暖通风等设施。 （6）喷煤自动控制系统：包括安全防爆、仪表、计量调节系统与自动控制、安全联锁等。 （7）环境保护及安全消防：制粉以及喷吹系统的环保设施、安全防护消防设施。 1．3．工程分工 当峰（北京）电能技术有限公司负责高炉喷煤工程设计，承担工程设计范围中的原煤运输、制粉系统与喷吹系统内部工艺设备、供配电、自动控制以及车间内部高炉煤气、氮气管道、供电、给排水以及通讯等。 1．4．工程设计原则与指导思想 当峰（北京）电能技术有限公司在纵横公司高炉喷煤工程项目设计中，充分应用国内喷煤综合的新技术并结合纵横公司具体条件，遵循“先进、可靠、实用、效益”的方针，保证进度、节省投资、提高效益，使纵横公司高炉喷煤建设项目尽快地顺利建成投产。1．4．1．根据纵横公司现有场地条件定为直接喷吹工艺，总图布置合理，节约工程建设投资。 1．4．2．根据纵横公司的总体发展规划结合喷煤工程建设综合考虑，经过充分研究论证，高炉喷煤选定直接喷吹工艺，建设位置及范围在纵横公司指定的狭小面积范围之内。在指定面积范围内尽量布置合理，设法扩大原煤储存量。