高炉喷吹煤与焦炭的相关性分析
焦炭质量对大喷煤高炉冶炼过程的影响
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有效评定 了焦炭的质量指标； 并在确保高炉优化用料 的同时， 提出了合理使用焦煤资源的有益建议。 关键词 ： 焦炭质量 ； 高炉； 大喷煤 ； 冶炼 ； 影响
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以 日为单 位 ，采 集 了 ２ ０ ￣２ ０ ０ ５ ０ ６年 生 产 较 为 稳 定 、 钢 炉型 最 大 的 １号高 炉 （ 容 １０ ） 酒 炉 ８ ０ｍ３近 ２年 ６ ３组 生产 数据 进 行 分析 ，剔 除 了 ５ ６ ７组有 休 风或 明显异 常 的数据 。 焦 炭 质 量 指 标 确 定 为 ６个 ： 有 Ｍ４ ０和 Ｍ １ ０ 两个 冷 态 性 能指 标 ， Ｃ Ｉ Ｃ Ｒ两 个 热态 性 能 有 Ｒ 和 Ｓ 指标 ， 有 灰 分 （ ） 硫 分 （９两 个 成分 指标 。考 还 Ａｄ和 ｓ 察两 个冶 炼指 标 ， 即高炉 利用 系数 和 综合 焦 比 。
高炉喷吹煤
高炉喷吹煤高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直截了当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复原剂的作用，从而落低焦比，落低生铁本钞票。
一般高炉喷吹煤包括：烟煤、无烟煤、贫煤、贫瘦煤等，结焦性低、灰分较低，固定碳相对较高、可磨性好的煤种都能够作为高炉喷吹用煤。
高炉喷吹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要害技术的不断进步和完善，市场需求逐渐扩大，特别是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。
喷吹煤粉替代局部焦炭，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。
高炉喷吹煤煤比呈现逐年上升的趋势，同时逐渐成为钢铁企业不可缺少的炉料之一。
名目展开编辑本段简介[1][2]高炉喷吹煤煤比呈现逐年上升的趋势，同时逐渐成为钢铁企业不可缺少的炉料之一。
高炉高炉喷吹煤喷吹煤的市场需求要紧取决于钢铁产能的规模、增长动态及高炉喷吹煤煤比〔单耗〕增长趋势两方面的因素。
从地域的需求不同层面来瞧，今后一段时期将呈现煤比增长率南低北高的趋势。
高炉喷吹煤粉技术在中国始于上世纪50-60年代之间，当时采纳阳泉煤业集团〔前身为阳泉矿务局〕洗精无烟煤作为工业性试验对象，分不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依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〕。
高炉喷吹煤在节约钢铁行业冶炼本钞票等方面，正在扮演着越来越重要的角色。
事实上高炉喷吹煤作为冶金用途而咨询世的初衷即决定了如此的趋势：以煤粉局部替代冶金焦炭，使高炉炼铁焦比落低，生铁本钞票下落；调剂炉况热制度及稳定运行；喷吹的煤粉在高炉风口前气化燃烧落低理论燃烧度，为维持T理，需要补偿，这就为高炉使用高风和富氧鼓风制造了条件。
浅析焦炭反应性与高炉冶炼
浅析焦炭反应性与高炉冶炼摘要：总结了不同时期焦炭反应性与高炉冶炼的的认识，论述了不同反应性的焦炭与高炉冶炼效率之间的影响关系，以及目前对改进反应性以提高生产所采取的方法措施。
关键词：焦炭；反应性；高炉冶炼前言焦炭是高炉的主要燃料，在冶炼过程中不但发挥着还原剂和发热剂的坐作用，还作为碳源起着渗碳的作用以及构成料柱骨架。
焦炭的还原性依赖与它在高炉中的反应性，一般认为焦炭反应性与焦炭反应后所剩物质的强度有着某种负相关的关系，所以焦炭反应性与其料柱骨架有着直接关系，其反应性对高炉冶炼具有十分重要的作用。
在高炉冶炼的发展过程中，由于制造工艺和冶炼手段存在很大差异，产生了各种高炉操作技术和配煤炼焦手段。
同时，人们不断加深了对焦炭反应性和高炉冶炼之间关系的认识。
在当前环保意识不断增强、优质焦煤紧缺的条件下，控制好焦炭的反应性对提高冶炼效率至关重要。
1.焦炭的产生与应用早期高炉冶炼所用的燃料是木炭，而随着工业的不断发展，生铁的需求越来越大，所消耗的木炭的量也越来越多，导致森林大量被砍伐，树木资源紧缺，再加上木炭强度有限，导致高炉冶炼技术和产量得不到进一步发展。
当时，人们试验用没来替代木炭作为高炉的燃料和还原剂，但是由于燃烧煤时鼓风能力不够，而且煤中还有较多的磷和硫，产生了较大的污染，所以，以煤替代木炭的想法胎死腹中。
后来，有人提出用焦炭替代木炭来作为还原剂。
刚开始由于工艺的不足，焦炭中含有过多的硫，导致试验没有成功。
此后有人利用低硫煤炼制除了含硫量较低的焦炭，成功应用与高炉冶炼中，从此高炉冶炼开启了新的篇章。
2.焦炭反应性的高低与高炉冶炼2.1低反应性焦炭经过多年的发展，焦炭低反应性能提高高炉冶炼效率的思想被大多数人认可。
焦炭反应性低，就意味着焦炭刚开始反应时温度较高，能够将高炉内的还原区间接扩大，有利于铁矿石的间接还原。
焦炭的可燃性和反应性低，那么它在风口区的反应就会很慢，在燃烧区的横截面积就大，这样就能让炉料的下降速度变得更加均匀，有利于提高产品质量。
高 炉 喷 煤
7.电气及仪控信号反应正常；
8.各安全自动连锁装置良好、可靠；
9.喷吹系统各计量器、仪表信号指示正确。
（五）混合器
1.喷射混合器
2.流化罐混合器
（六）喷煤量怎样调节
1.调节喷吹罐的压力，压力越高则喷煤量越大；罐压不变，罐内煤粉越少，则喷煤量越大。
2.调节喷吹风量，风量越大，煤粉浓度越低，喷煤量越少。
HRM型磨煤机是一种中速立式磨机，磨机主电机经联轴器与减速箱连接，减速机带动磨盘旋转，原煤落入磨盘中心，在离心力的作用下，原煤随磨盘转动被甩向磨盘边缘，在经过研磨区被磨机研磨成煤粉，从风环进入的热风将煤粉干燥并输送到分离器，在分离器转子和叶片的作用下，不合格的大颗粒煤落回被重新研磨，直到达到合适的粒度，而难以粉碎的煤矸石等坚硬的颗粒被刮板刮进废渣口排除机外，合格的煤粉则被吸入到收粉器集中收集。
5
磨机压降
3.5~8.0KPa
稀油站
13
工作油压
0.1~0.4MPa
14
工作油温
35~45℃
减速机
6
轴瓦温度
＜55℃
15
过滤器压差
＜0.05MPa
7
高速轴温度
＜80℃
液压站
16
工作压力
3~10MPa
8
润滑油温
25~45℃
给料机
17
输送量
0.05~150t/h
（二）HRM磨煤机工作原理
HRM磨煤机工作原理
（2）如果是磨无烟煤应迅速转换成用燃烧干燥器磨煤流程：①打开烟气放散阀；②关严烟气引风机出口阀；③燃烧炉强化燃烧，如燃烧炉能力小，应相应减少磨煤机的出力。
13、燃烧炉突然灭火
喷吹煤的用途
喷吹煤的用途喷吹煤（Pulverized Coal Injection，简称PCI）是一种将细粉煤炭通过高速喷射方式输送到高炉内部的技术。
喷吹煤的使用可以有效地改善高炉冶炼过程，提高冶炼效率，减少对原料的依赖性，降低生产成本，同时还具有环境保护的作用。
以下是喷吹煤的主要用途：1. 节约高炉焦炭消耗量：高炉冶炼过程中需要炼焦煤作为还原剂和燃料，而喷吹煤的引入可以替代一部分的焦炭。
喷吹煤在高炉内被燃烧后，生成的CO和H2等还原气体可以替代焦炭对铁矿石进行还原，从而减少焦炭的消耗量。
这不仅可以降低生产成本，减少对焦炭的依赖性，还可以延长高炉炉缸的寿命。
2. 提高高炉冶炼效率：喷吹煤在高炉内部燃烧后，生成的高温燃烧气体可以提供更高的冶炼温度，促进矿石的还原反应，从而加快冶炼速度，提高高炉的产能。
同时，喷吹煤的使用可以改善高炉内部的燃烧状态，减少炉缸的倒塌，降低渣铁率，提高炉缸的利用率。
3. 改善高炉冶炼工艺：喷吹煤的引入可以降低高炉的冶炼温度，缩短冶炼时间，减少炉缸间歇期，降低铁水和渣铁之间的溶质迁移，从而提高冶炼质量。
此外，喷吹煤还可以改善高炉内部的气流分布，增强燃烧均匀性，减少炉缸的堵塞和结焦现象，提高高炉的稳定性和生产连续性。
4. 减少环境污染: 喷吹煤在高炉内部的燃烧过程中，可以实现煤炭的全燃烧，降低烟气中含碳的排放量，减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体的排放，对改善大气环境有积极的作用。
此外，喷吹煤的使用能够减少高炉冶炼过程中的透明质量损失，减少环境产生的扬尘和废气，对环境保护尤为重要。
综上所述，喷吹煤的使用具有节约资源、降低生产成本、提高高炉冶炼效率、改善冶炼工艺以及减少环境污染等多重优势。
在高炉冶炼过程中，喷吹煤已经成为一种不可或缺的重要技术。
随着科学技术的不断发展，喷吹煤的应用领域和效果还将不断拓展和提升，为冶金行业的可持续发展做出更大贡献。
焦炭在高炉冶炼中的影响.doc
焦炭在富含co2的气氛下燃烧对高炉喷煤的影响A.G. Borregoa, E. Osóriob,⁎, M.D. Casala, A.C.F. VilelabaInstituto Nacional del Carbón, CSIC. P.O. Box 73, 33080 Oviedo, Spain bLaboratório de Siderurgia, DEMET/PPGEM - Universidade Federal do Rio Grande do Sul. P.O. Box 15021, 91501-970 Porto Alegre, Brazil摘要：喷煤(PCI)是利用高炉风口试图以最大化喷射速度喷煤而不增加炉内未燃的焦炭的数量。
当煤粉和空气通过喷枪喷入高炉时，高炉内的固体焦炭就会在一含量更加富集的气氛中燃烧。
在论文中的实验方法是将个氧含量逐步降低而co2焦炭燃烧过程分为两个截然不同的脱除挥发份和燃烧的步骤。
最初的煤粉在1300°C的较低氧浓度氛围下操作，被注入下降管式炉(DTF),确保挥发物的燃烧,防止形成的烟尘。
然后焦炭在DTF中同一温度下两种不同大气：O2 / N2(典型的燃烧) 和O2 / CO2（富氧燃烧）重新燃烧，其中氧气浓度相同。
喷煤也经常在富氧环境下操作，无论是典型的燃烧还是富氧燃烧。
目前用于喷吹由石油焦和煤组成的燃料通过测试从高挥发性到低挥发性分为不同等级。
热重分析和显微镜技术被用来建立烧焦的反应性和外观，总体也实现了氧气浓度相同的情况下焦炭在N2和CO2气氛中的燃烧程度相同，因此不需要预期降低包含在高炉煤气中的二氧化碳。
在焦炭燃烧反应燃尽期间增加氧含量优点更加突出，焦炭利用等级越高。
关键字：燃烧富氧燃烧焦炭高炉反应性喷煤1. 序言高炉喷煤有多个优点，比如说可以降低高炉中所需焦炭的数量，H2的生成导致铁减少,喷煤可以增加操作稳定和改善铁水质量的[2]。
焦炭性能对高炉冶炼的影响
北京科技大学冶金与生态工程学院
孔德文
1 对焦炭的要求
焦炭在高炉内起四个作用： ① 热源 风口前燃烧放热9800KJ/KgC，扣除焦炭自身 灰分造渣耗热和脱硫耗热，每Kg焦炭在炉内净供热 q=9800C 焦 -2760A 焦 -20000S 焦 ，如果将燃烧焦炭用热 风 （ 1100±50℃ ） 带 入 热 量 也 计 算 在 内 ， 则 q=12200C焦-15290A焦-30770S焦； ② 还原剂 焦炭中C是直接还原的还原剂，高温氧化成 的CO是间接还原的还原剂； ③ 料柱的骨架 特别是在软熔带及其以下的区域，焦炭 是煤气流通过的唯一通道，是下部料柱的主体； ④ 渗碳 溶入生铁。
60-80 20.2 —— —— ——
40-60 55.74 44.87 42.21 34.64 56.84 40.03
40-60 49.5 22.8 29.3 12.1
25-40 12.8 14.63 37.15 31.09 29.46 35.71
25-40 16.8 42.82 62.6 61.2
机械剥落 耐火砖膨胀受外部束缚产生应力造成的
结构剥落 由于炉渣等渗透耐火砖本身物理化学性能变化而造成的。 上个世纪的研究表明炉身下部炉墙砖衬破损的因素分别是碱-40%；C、Zn、SiO-20%； 磨损10%；热震10%；导热性差10%；炉渣侵蚀5%。 因此必须控制边缘气流发展，使耐火砖衬表面温度在渣皮熔化温度以下1200℃，而要控 制边缘气流有需要精料作为基础。
2.1 对高炉顺行的影响
③软熔性能 在软熔带影响软熔层数n，软熔层的宽度B，
在这个区域特别重要的是焦炭的空隙度及焦炭层的厚度
④渣量 决定滴落带内的ht，滞留量，炉渣除了其数量外
焦炭质量对高炉的影响
焦炭质量对高炉的影响焦炭是高炉冶炼过程中重要的还原剂和燃料，其质量直接影响高炉的冶炼效果和产品质量。
下面将从焦炭质量对高炉还原性能、渗透性能和操作条件等方面进行详细阐述。
首先，焦炭质量对高炉还原性能有直接影响。
焦炭在高炉内发挥着还原增碳的作用，其具有高还原性能、较大的焦炭展开系数和较低的还原度损失率时，可有效提高高炉的还原性能。
焦炭的还原性能受其化学成分、物理结构和热稳定性等因素的影响。
一方面，高挥发份和较多的氢、碳和低氮的焦炭有利于提高焦炭的还原性能。
另一方面，降低焦炭中硫、磷、钾等杂质含量对于提高焦炭的还原性能也是十分重要的。
此外，焦炭中固定碳含量的高低也直接影响焦炭的还原性能，固定碳含量越高，焦炭的还原性能越好。
其次，焦炭质量对高炉的渗透性能也具有重要影响。
焦炭在高炉内下降过程中，会受到高温和高压的影响，如果焦炭质量不合格，会导致焦炭在下降过程中易溶解、粉化、断裂等现象，严重影响高炉的渗透性能。
可造成炉料排列的不规则和难以形成理想的还原条件，从而降低高炉的冶炼效果。
此外，焦炭质量对高炉的操作条件也会产生影响。
焦炭质量不理想将会增加高炉的炉喉塞渣倾向，降低高炉的持炉率。
不合格的焦炭在高温和高压下容易糊状结焦，产生大量焦炭结焦物，堵塞高炉炉缸和炉喉，降低高炉的操作效率。
此外，焦炭的杂质含量高，会加重高炉的炉缸结渣和结焦倾向，增加炉缸结壳的难度，增加炉缸结构的修理和更换次数，加大高炉的运行成本。
综上所述，焦炭质量对高炉的影响是多方面的，包括还原性能、渗透性能和操作条件等方面。
焦炭质量的优劣直接关系着高炉的冶炼效果和产品质量。
因此，高炉冶炼过程中应该严格控制焦炭质量，确保焦炭的还原性能和渗透性能达到最佳状态，从而提高高炉的冶炼效果和产品质量。
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高炉喷吹煤与焦炭的相关性分析
20 世纪50 年代后随着冶炼技术的发展高炉喷吹煤逐渐被运用到冶炼生铁过程中，因喷吹煤价格低于焦炭价格，用喷吹煤替代部分焦炭，可以降低焦比，节约炼铁成本；另一方面，高炉喷吹煤只需将相应的原煤经过洗选厂洗选即可获得，而焦炭除了要将原煤洗选成炼焦精煤，更主要的是要将炼焦煤经过焦炉焦化才能得到，焦化会引起很严重的空气污染，因此以喷吹煤替代部分焦炭可以少建焦炉，减少焦化对空气的污染；因为以喷吹煤替代部分焦炭有这些利好，目前国内钢厂基本以喷吹煤和焦炭混合使用为主，这样两者又呈现“互补”的关系。
高炉喷吹煤与焦炭在冶炼生铁过程中是一种“替代”关系，但两者之间并不是完全的替代关系，冶炼生铁的过程中可以全部用焦炭而不用喷吹煤，不能全部用喷吹煤而不用焦炭，因为在目前的冶炼技术下全部用喷吹煤会导致高炉爆炸。
喷吹煤与焦炭的这种微妙的“替代”和“互补”关系表现在两者的价格和库存上是怎样的相关性呢？随着冶炼技术的发展，焦比和喷煤比将呈现怎样的发展呢？下面笔者将就这些问题进行详细的阐述。
一、两者价格的相关性分析
由图1 可以看出两者的价格走势呈现出高度正相关性，据Mysteel 煤焦频道监测数据显示，2012 年2 月20 日至9 月18 日，MyCpic 焦炭综合价格指数由1811.82 下降至1208.80，同期山西阳泉
喷吹煤的价格由1230 下降至870；2012 年9 月19 日至2013 年1 月16 日MyCpic焦炭综合价格指数由1208.80 上涨至1558.4，同期山西阳泉喷吹煤的价格由870 上涨至1000；一般喷吹煤价格的变化要滞后于焦炭价格的变化，但整体走势是一致的。
喷吹煤和焦炭在冶炼生铁过程中主要起还原铁矿石的作用，最终生成铁水，进一步加工生成粗钢，因此喷吹煤和焦炭均是粗钢的原材料，我们知道原材料和产成品价格之间一般都呈现高度正相关关系。
图1：2011 年9 月至2014 年9 月焦炭和喷吹煤价格走势图
二、钢厂喷吹煤与焦炭库存的相关性
由图2 可以看出钢厂喷吹煤和焦炭平均可用天数变化整体呈现正相关关系，仅少数时间存在负相关关系。
因喷吹煤与焦炭价格呈现高度的正相关性，钢厂对两者的也持相同的采购策略，钢厂喷吹煤与焦炭的可用天数也呈现高度正相关关系，这也验证了两者确实存在一定的互补关系。
从图2 中我们也可以看出从2013 年7 月底至11 月中旬，钢厂焦炭平均可用天数持续下降，而钢厂喷吹煤平均可用天数持
续上升，两者的走势呈现负相关关系，这是因为此期间焦炭价格持续上升，钢厂为阻止焦炭价格持续上升，采购量减少，因此钢厂焦炭库存持续下降；而此期间喷吹煤的价格一直维稳，由前文我们知道喷吹煤与焦炭价格存在较好的正相关性，焦炭价格已持续上涨，因此钢厂对后期喷吹煤跟涨预期较强，普遍想在喷煤价格上涨之前补库，因此钢厂喷吹煤库存持续上升；短期钢厂喷吹煤与焦炭的库存出现相反的变动，根本原因是喷吹煤价格变动滞后于焦炭价格变动。
综上所述，钢厂喷吹煤与焦炭库存整体呈现正相关关系，局部也可能会存在负相关关系。
图2：2011 年7 月至2014 年9 月钢厂喷吹煤与焦炭的库存变化趋势三、喷煤比和焦比在后期的走势
据相关数据统计显示，2004-2013 年喷煤比由115kg/t 增加到160kg/t，而入炉焦比由427kg/t 下降至365kg/t，喷煤比上升而入炉焦比下降，两者呈现一种负相关关系，这也印证了两者存在一定的“替代”关系，目前我国的冶炼技术较国外先进国家相比还有一定差
距，喷煤比低而焦比高制约着炼铁成本，随着我国高炉冶炼技术的发展，后期喷煤比将继续增加而焦比将继续下降。
总结，喷吹煤与焦炭从长期来看呈现一种“替代”关系，而从短期来看两者又呈现一定的互补关系。
我们知道原材料和产成品价格之间一般都呈现高度正相关性，喷吹煤与粗钢、焦炭与粗钢之间的均呈现正相关性，喷吹煤与焦炭均是冶炼过程中的还原剂，因此也呈现出高度的正相关关系。
因为喷吹煤与焦炭价格走势呈现高度正相关性，钢厂对两者持相同的采购策略，短期喷煤比与焦比一般维持不变，钢厂喷吹煤与焦炭的库存整体也呈现高度正相关性，局部因喷吹煤价格变动滞后于焦炭，可能会出现负相关关系。
长期来看，喷煤比与焦比呈现负相关关系，随着我国高炉冶炼技术的发展，后期喷煤比将继续增加而焦比将继续下降。