高炉一侧喷煤专题

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，对管道及设备的磨损减小，可以节省能源，提高煤粉喷吹量。

缺点：设备复杂，价格较高，对煤粉质量要求严格，需要输送介质的压力也比较高。

.5、稀相输送与浓相输送的区别：（1）煤粉状态：稀相输送时煤粉均匀地分布在气流中，煤粉沿管道断面均匀分布呈悬浮状态；而浓相输送时，由于气体流速低，单位体积内煤粉浓度高，形成输送管道下部煤粉较多，上部较少，但没有停滞现象，由于煤粉粒度又不很均匀，较大颗粒的煤粉主要在管底流动，这种现象称为底密悬浮流动。

重钢高炉喷煤优化与实践研究的开题报告基本信息：题目：重钢高炉喷煤优化与实践研究学科：冶金工程指导教师：XXX学生姓名：XXX开题报告：1.研究背景：高炉喷煤技术是高炉冶炼中的重要技术之一，其应用可以显著改善高炉的操作效果和冶炼品质，提高炉效，减少环境污染。

对于重钢高炉的喷煤研究，既可以提高其冶炼效果，又可以实现清洁生产的要求，具有重要的实践意义。

2.研究内容：（1）重钢高炉喷煤技术原理及变化规律的研究（2）重钢高炉喷煤技术在高炉冶炼中的应用（3）重钢高炉喷煤工艺参数的优化研究（4）重钢高炉喷煤技术的实践应用与生产效果评估3.研究方法：（1）文献综述法：搜集、整理和分析相关的文献资料，了解重钢高炉喷煤技术的理论基础、应用情况、方法和技术指标等。

（2）实验方法：进行实验室小试和大试，通过实验数据的分析和处理，确定重钢高炉喷煤技术的最佳应用条件和参数。

（3）数值模拟法：基于计算机数值模拟方法，探究重钢高炉喷煤技术在高炉内的流动状况和反应机理，提高喷煤技术的性能和效果。

4.研究意义：本研究旨在探究重钢高炉喷煤技术的原理、应用和优化，为重钢高炉的生产提供理论和技术支撑，提高工艺技术水平和经济效益。

同时，促进清洁生产，满足社会对环境保护的要求。

5.进度计划：2021年9月至2021年12月：开题报告及相关文献的收集、整理和分析。

2021年12月至2022年3月：喷煤技术的理论研究和实验试验；数值模拟方法的探究和建立。

2022年3月至2022年6月：有效数据的统计和分析；研究结果的总结和评估。

2022年6月至2022年9月：论文写作和修改；答辩准备和提交。

6.参考文献：（1）杨国峰，高岳林. 高炉喷煤技术主要参数控制及实际应用 [J]. 钢铁研究学报，2001，13(5): 11-17.（2）刘岳，孙志远，王大忠. 喷煤技术在高炉中的应用实践 [J]. 中国冶金，2007，16(3): 18-24.（3）黄文龙，曹传东. 数值模拟在高炉喷煤技术中的应用研究 [J]. 钢铁，2012，47(4): 82-87.。

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，对管道及设备的磨损减小，可以节省能源，提高煤粉喷吹量。

缺点：设备复杂，价格较高，对煤粉质量要求严格，需要输送介质的压力也比较高。

.5、稀相输送与浓相输送的区别：（1）煤粉状态：稀相输送时煤粉均匀地分布在气流中，煤粉沿管道断面均匀分布呈悬浮状态；而浓相输送时，由于气体流速低，单位体积内煤粉浓度高，形成输送管道下部煤粉较多，上部较少，但没有停滞现象，由于煤粉粒度又不很均匀，较大颗粒的煤粉主要在管底流动，这种现象称为底密悬浮流动。

高炉工艺高炉喷煤什么是高炉喷煤？现代高炉冶炼需用焦炭，它在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量；还原铁矿石需要的还原剂；以及维持高炉料柱（特别是软熔带及其以下部位）透气性的骨架。

高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或这两者的混合煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁成本，它是现代高炉冶炼的一项重大技术革命。

高炉喷煤有哪些重要意义？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：（1）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；（2）喷煤是调剂炉况热制度的有效手段；（3）喷煤可改善高炉炉缸工作状态，使高炉稳定顺行；（4）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T理，需要补偿，这就为高炉使用高风温和富氧鼓风创造了条件；（5）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；（6）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；（7）喷煤粉代替焦炭，减少焦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。

高炉喷煤工艺系统由哪些方面组成？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。

高炉喷吹煤粉工艺有几种模式？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叫间接喷吹工艺。

高炉喷煤的一些知识高炉喷吹燃料是将气体、液体或固体燃料通过专门的设备从风口喷入高炉，以取代高炉炉料中部分焦炭的一种高炉强化冶炼技术。

1964年首都钢铁公司和鞍山钢铁公司在高炉上喷吹无烟煤成功。

煤粉喷入炉缸燃烧，经历煤粉加热分解、挥发分燃烧和结焦与残焦燃烧3个阶段，这3个阶段是在有限空间、有限时间、高速加热和高压下交织进行的。

煤粉从煤枪出口经部分直吹管、风口到风口前燃烧带共1600~2000mm的不大空间里；在煤粉从煤枪出口到离开燃烧带的0.01~0.04s的短暂时间中；从70~80℃迅速加热到1500~2000℃；在250~450KPa的热风压力下煤粉以这种接近爆炸火焰的加速度和温度燃烧，其燃烧过程和燃烧产物完全不同于其在锅炉内的燃烧。

煤粉在炉缸内燃烧形成的最终产物是CO、H2、N2，而锅炉内的燃烧产物是CO2、H2O、和N2。

高炉所喷吹煤粉中含碳氢化合物越多，在风口前气化后产生的H2越多，炉缸煤气量增加越多。

在风口面积不变的情况下鼓风动能增加，燃烧带扩大。

鼓风动能增加和煤气中H2量的增加，有利于煤气向炉缸中心渗透，使炉缸工作均匀。

并且由于炉缸中心部位的热量收入增加；上部还原得到改善，炉子中心直接还还原数量减少，热支出减少；热交换因H2的增加而改善，所以炉缸中心温度有所升高。

由于煤粉进入燃烧带时的温度远低于焦炭进入燃烧带时的温度，焦比的降低使燃料带入燃烧带的物理热减少，煤粉气化时挥发分分解吸热使燃烧放出的热量降低，加之燃烧产物煤气量增加煤气带走的热量增加，所以理论燃烧温度有所下降。

对高炉风口区和炉缸热平衡产生影响。

为了维持高炉冶炼正常进行，在喷吹燃料时，要相应提高风温或富氧，一般喷吹1Kg煤粉要相应提高风温2~2.5℃或富氧0.04~0.05％。

喷吹煤粉以后，煤粉代替焦炭，使料柱中矿/焦比增大，焦炭数量减少，料柱的空隙度下降，煤气上升时的阻力增加，压差升高；同时上升煤气量的增加，使煤气速度增大，阻损也随之升高。

高炉喷煤培训教程概述本文档旨在提供针对高炉喷煤操作的详细培训教程。

喷煤是一种常见且关键的高炉燃烧方式，通过将煤粉喷入高炉炉缸中，以替代传统的固体燃料，实现高效燃烧，提高高炉生产效率和冶炼质量。

目录1.煤粉喷煤工艺原理2.喷煤设备介绍3.喷煤操作步骤4.喷煤过程中的问题及解决方法5.安全注意事项6.总结1. 煤粉喷煤工艺原理1.1 煤粉喷煤的优势相较于传统的固体燃料，如焦炭等，煤粉喷煤具有以下优势：•煤粉燃烧温度高，热值大，可以提高高炉温度；•煤粉燃烧速度快，燃尽度高，炉腔反应强烈，冶炼效果好；•煤粉颗粒细小，燃烧表面积大，燃烧效率高；•煤粉供应方便，燃料成本较低。

1.2 喷煤原理及要求煤粉喷煤的原理主要是通过喷嘴将煤粉雾化成小颗粒，并与煤气充分混合，实现煤粉的燃烧。

为了保证喷煤效果和操作安全，需要满足以下要求：•煤粉的颗粒大小分布合理，一般要求细度大于90%通过80目筛，小于15%通过200目筛；•喷嘴的设计合理，喷孔直径与煤粉粒径相匹配，喷雾效果良好；•喷煤系统的供气、供煤等参数稳定可靠；•喷煤过程需有良好的煤气循环和混合机构，以确保喷煤均匀、充分燃烧。

2. 喷煤设备介绍喷煤设备主要包括煤粉喷嘴、喷煤气体供应系统、煤粉供应系统等。

2.1 煤粉喷嘴煤粉喷嘴是实现煤粉喷煤的关键设备，通常采用雾化喷嘴或空气喷嘴。

雾化喷嘴通过高速气流将煤粉喷散成雾状颗粒，而空气喷嘴则是通过压缩空气将煤粉雾化。

2.2 喷煤气体供应系统喷煤气体供应系统主要包括供气管道、气体调节阀等，用于向喷嘴提供高速气流用于煤粉的雾化过程。

2.3 煤粉供应系统煤粉供应系统主要包括煤粉料斗、输送机和煤粉仓等设备，用于将煤粉送至喷嘴进行喷煤。

3. 喷煤操作步骤3.1 准备工作在进行喷煤操作前，需要进行以下准备工作：1.检查喷嘴、管道和设备是否正常，确保没有堵塞或异常情况；2.检查煤粉供应系统和喷煤气体供应系统是否正常运行；3.准备所需的煤粉样品，并进行粒度分析和质量检测；4.开启喷煤系统的电源，并确保喷煤控制系统正常工作；5.确认喷煤操作人员已接受相关培训并具备操作技能。

提高喷煤量的技术措施1.前言喷吹煤粉是高炉节能降焦,降低成本的核心技术,也是炉况调节的重要手段。

一方面,喷吹以资源丰富、价格低廉的煤粉代替昂贵且日渐匮乏的冶金焦,可有效降低焦比及生铁成本；另一方面,高炉喷煤降低了炉缸理论燃烧温度,为高炉富氧鼓风和高风温冶炼创造了条件,可实现高炉的进一步强化；不仅如此,高炉喷煤还可作为灵活的热制度调剂手段。

近年来随着主焦煤资源的日益匮乏和钢铁企业炼焦能力的不足,高炉喷吹煤粉技术得到了较快的发展,主要钢铁企业喷煤比已达到150kg/t左右,但与先进水平300kg/t还存在差距。

随着技术的不断进步,进一步提高和稳定喷煤比成为我国高炉炼铁技术发展的主流。

因此,提高高炉喷煤量的研究具有重要的现实意义。

2.提高喷煤量的限制因素和技术措施高炉提高喷煤量，特别是在150～170kg／t煤比基础上提高喷煤量,由于喷煤对炉况和高炉冶炼过程的影响较大,高炉是否稳定接受更高的喷煤量，存在许多限制因素。

分析认为主要有以下四个方面：炉缸热补偿和煤粉燃烧率、上下部调剂和气流分布控制、焦炭质量、渣比。

2.1炉缸热补偿与煤粉燃烧率如图1所示，随喷煤比增加，风口前理论燃烧温度Tf值明显下降。

为保证炉缸热状态需要，欧洲、日本一般要求Tf在2000-2100℃以上。

采用高风温、低湿分、富氧鼓风是增加热补偿的有效措施。

图2所示，1998—2004年，宝钢高炉采用1240—1250℃的高风温、最低7—9g／m3的鼓风湿分、2％—3％的富氧率鼓风操作，使喷煤比200-230kg／t时Tf值(按改进的新日铁经验式计算)仍维持20000C以上。

生产实际表明，Tf值控制在20000C以上，能够保证炉温充沛、炉缸热状态正常。

高风温是增加喷煤热补偿的重要手段，每提高1000C风温可补偿Tf值600C 以上。

风温低于11000C的高炉，应大力采用高风温热风炉先进技术和控制技术，使风温达到1200℃以上。

富氧既是提高产量的手段，也是增加喷煤热补偿的重要措施。

高炉喷吹煤产品基础知识2010-05-19 16:43:23.0 来源：中国联合钢铁网分享到：QQ空间新浪微博腾讯微博微信更多0高炉喷吹煤粉技术在我国始于上世纪50-60年代之间，当时采用阳泉煤业集团（前身为阳泉矿务局）洗精无烟煤作为工业性试验对象，分别在北方鞍钢及首钢等地试验成功，其中阳泉煤业集团二矿洗煤厂即专门根据鞍钢对高炉喷吹煤产品的需求而设计的，煤炭洗选质量指标也一直沿袭了试验取得成功后由阳泉矿务局统一制定的系列产品标准（无烟煤）。

高炉喷吹煤产品在得到工业性、大面积推广应用的半个世纪以来，随着国内钢铁产能的日益增大及高炉煤粉喷吹关键技术的不断进步和完善，市场需求逐渐扩大，特别是近年来随着中国优质炼焦煤资源的日渐匮乏，高炉喷吹煤在钢铁冶炼工艺环节的地位日益提高，在节约钢铁行业冶炼成本等方面，正在扮演着越来越重要的角色。

其实高炉喷吹煤作为冶金用途而问世的初衷即决定了这样的趋势：（1）以煤粉部分替代冶金焦炭，使高炉炼铁焦比降低，生铁成本下降；（2）调剂炉况热制度及稳定运行；（3）喷吹的煤粉在高炉风口前气化燃烧降低理论燃烧度，为维持T理，需要补偿，这就为高炉使用高风和富氧鼓风创造了条件；（4）喷吹煤粉替代部分焦炭，一方面可节约焦化投资，少建焦炉，减少焦化引起的空气污染；另一方面可大大缓解炼焦煤供求紧张的状况。

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。

高炉喷煤基本知识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 13V 2—每批料的体积m 3N —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。