陈永卫

（江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司， 江苏 淮安 223002）

摘 要：淮钢高炉喷煤通过技术改造，实现了 4 座高炉集中制粉、喷吹，远距离输送。高炉由喷吹单一无烟煤到烟煤混喷，混合煤粉挥发份由 17%稳定到 25%，并经操作优化，煤比由 142 kg/ t 到 165 kg/ t 的技术进步，为节能减排、降低生铁成本创造了条件。

关键词：高炉 喷煤 远距离输送 置换比

江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 （全文简称淮钢）4 座高炉 （3 号、4 号为 450 m³，5 号、6 号为580 m³ ），分别投产于 2004 年和 2007 年，并在各自高炉附近的场地同步建成 1 号、2 号两套独立的无烟煤喷煤系统，实际能力分别为 3 号、4 号高炉每座9~12 t/h，5 号、6 号高炉每座 14~16 t/h，高炉煤比一直稳定在 142 kg/t 左右。随着高炉的不断强化，以及成本压力不断加大，旨在实现高比例烟煤混喷，并逐步提高煤比的技术改造攻关，于 2018 年 10 月开始实施。目前达到了高挥发份烟煤比例 50%，煤比为165 g/t，实现高炉生产节能减排、降本的目的。

1 系统改造

由于 1 号、2 号喷煤系统对各自高炉而言，制粉能力不能满足强化后高炉用煤能力，且 1 号喷煤系统设备老化，改造为烟煤混喷不经济。故在 2 号喷煤附近新建 3 号喷煤系统供 5 号、6 号高炉，其投产后，改造 2 号喷煤供 3 号、4 号高炉。并坚持如下技改原则：

1）改造过程不影响高炉喷煤。

2）改造后系统能满足混合煤挥发份≥25%，4 座高炉在利用系数 η＝4.1 t/（m³·d）的情况下，煤比正常达到 180 kg/t 最大 200 kg/t 的能力。

3）最大限度利用原有设备，以节约改造费用。

4）2 号喷煤系统因距 3 号高炉 550 m，改造后仍实现集中制粉喷吹，能远距离浓湘输送不堵管，且利用现有空压站装备，节约氮气消耗。

5）实现四座高炉制粉、喷吹控制室合一，集中控制，实现减员增效。

主要技改特点为：

1）为提高煤的置换比，节约运行成本，喷吹输送介质使用了压缩空气。改造后喷煤系统，因冲压、均压使用了氮气不再用压缩空气，故尽管喷吹距离增加、喷吹量增大，但经计算利用了原喷煤空压站作喷吹气，增加制粉耗氮气 10 m3 /t 铁。

2）将原 2 号煤棚延长 15 m，作为 2 号、3 号喷煤系统共用无烟煤煤棚；在其西侧新建一个 33 m×50 m 储煤棚，配 2 台 5 t 抓斗行车，作为 2 号、3 号喷煤系统烟煤棚。3 号喷煤系统在两煤棚之间新建烟煤和无烟煤 30 m3 的配煤仓各 2 个，将原 2 号喷煤的三个配煤仓之一，改造成 2 号喷煤系统烟煤配煤仓。

3）为 3 号喷煤系统设计 1 台 8 m³ 烟气炉，同时经高温引风机引用 5 号、6 号高炉的热风炉废气，兑入 2 号、3 号喷煤烟气炉作为制煤粉干燥介质，并使用 N₂ 作为流化均压介质，均压放散的氮气直接接入煤粉仓，并增强了系统密封性，从而控制制粉系统w（O₂）≤6％，最大不大于 8％。

4）因喷吹系统集中，正常 2 号喷煤两个喷吹系列供 3 号、4 号高炉，3 号喷煤两个喷吹系列供 5 号、 6 号高炉，但通过喷吹管道互联，可实现每个喷吹系列分别向四座高炉喷吹煤粉，提高了系统可靠性与作业率。

5）对制粉系统的中速磨机入口、出口、布袋收粉器入口、出口进行在线温度、CO 及 O₂ 含量不间断循环监测，并与紧急充氮等措施实现自动联锁。设计了安全防爆、计量调节与自动控制、喷煤总管与支管堵塞报警、安全连锁。

6）改变磨煤机动态分离器为静态分离器，提高设备稳定性。

7）因 2 号喷煤系统距离 3 号、4 号高炉 550 m，采用了远距离浓相输送，管道采用两级变径、设置检测加助推器防堵技术，实现直接喷吹，节约了喷吹站与制粉分开所消耗的大量氮气。同时扩大了 3 号、4 号 炉炉前煤粉分配器能力。

2 提高煤比及置换比措施

改造后 2 号、3 号喷煤系统通过 1 年多的完善、技术攻关与经济性分析，喷煤能力逐渐达到了 3 号、 4 号高炉 13~15 t/h，5 号、6 号高炉 17~19 t/h，高炉煤比稳定到 160~170 kg/t，高挥发分烟煤比例基本稳定在50%，混合煤挥发分控制在 24%~25%。主要措施如下：

2.1 高炉使用大矿批四环布料

增加 5 号、6 号高炉溜槽长度 300 mm，进一步发展中心、抑制边缘气流，提高高炉受煤能力及置换比。目前高炉装料情况如表 1。

2.2 提高炉顶压力

3 号、4 号炉由过去的 120 kPa 提高到 140 kPa, 5 号、6 号炉由过去的 150 kPa 提高到 180 kPa, 减少炉尘吹出及提高煤气利用。

2.3 提高入炉风温

通过改造 3 号、4 号炉送风装置，使直吹管在无水冷的设置下，能适应 1 250 ℃高风温；优化热风炉燃烧 - 送风制度，采用半并联送风等工艺，一年来风温提高了 35 ℃，补偿煤比提高在风口需要的热能。

2.4 提高煤在风口前的燃烧率

提高了富氧率，以提高煤在风口前的燃烧率。期间通过不同的烟煤配比，分析了煤比、混合煤挥发分与干法除尘灰含碳量趋势，试图找出最佳煤比及烟煤比例，但在煤比低于 170 kg/t、烟煤比 50%内没有发现显著的关联，随着风温、富氧的提高，干法除尘灰含碳量有降低趋势，如表 2。

2.5 保证全风口喷煤

发现煤枪等问题不能喷煤，应及时处理，不喷煤的风口一般不超过一个班。保证炉缸均匀活跃。经过技术改造和操作攻关，淮钢高炉在使用燃料条件一般的情况下，实现了高炉长期稳定顺行。淮钢燃料情况表3。

虽然煤比及烟煤比例的大幅度提高燃料比有上升趋势，但因烟煤比无烟煤及焦碳价格低得多，成本是大幅下降的，而且通过创新提高风温、富氧率等措施，煤的置换比得到明显提高，仍然能取得先进的技经指标。主要技经指标如表 4。

3 结论

1）淮钢喷煤通过技术改造，实现了最大限度利用原有设备，过程不影响高炉喷煤，能够混喷高挥发份烟煤，达到远距离输送，提高供煤能力的目的。

2）经技术攻关与经济性分析，通过优化布料、提高风温、顶压、富氧率等技术措施，及全风口喷煤细化管理，在燃料条件一般的情况下，实现了高煤比、低燃料比、高炉长期稳定顺行的目的，为节能减排创造了条件。

3）在淮钢目前条件下，煤比低于 170 kg/t、烟煤比 50%内，增加煤比及烟煤比例，没有发现干法除尘灰含碳量显著提高，随着风温、富氧的提高，有降低趋势，燃料比亦随之降低，操作上应致力于提高风温、保持 160~170 kg/t 煤比，完全吸收炼钢多余氧气，在严格控制粉氧含量的前提下，增加烟煤比例、提高煤比，利于降低生铁成本。