高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程

主要起草单位：中钢集团武汉安全环保研究院、中冶华天工程技术有限公司等。

主要起草人：李晓飞、赵丹力等。 2100433B

2008年4月22日，《高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程》发布。

2008年11月1日，《高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程》实施。

高炉喷吹煤煤比呈现逐年上升的趋势，并且逐渐成为钢铁企业不可缺少的炉料之一。高炉

喷吹煤的市场需求主要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看，未来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） 。

1.灰分%  

灰分是有害成分。喷入高炉的煤粉的灰分转变成炉渣，不仅增加石灰石的消耗，又增加吨煤渣量，使焦比升高。喷吹煤的灰分越低越好。喷吹煤灰分应比所用焦炭灰分低2%，即钢厂的焦炭灰分为13%，则喷吹煤的灰分应不高于11%。  

2.硫分%  

硫分也是一种极为有害的物质。喷吹煤粉中硫影响生铁和钢的质量（钢铁中含硫大于0.07%，就会使之产生热脆性而无法使用）。为脱去钢铁中硫，就须在高炉和炼钢炉中多加石灰石，致使成本升高，生产能力下降。硫分越低越好。喷吹煤硫分应比所用焦炭硫分低0.2%，即钢厂焦炭硫分为0.8%，喷吹煤硫分应不高于0.6%。  

3.发热量  

固定碳含量越高，挥发分含量越低，在风口前燃烧时放出的热量越多。喷入高炉的煤粉是以其放出的热量和形成的还原剂CO、H₂等来代替焦炭在高炉内提供热源和还原剂。发热量越高越好。在高炉内放出的热量越多，置换比越高。  

4.可磨性  

它反映煤的耐磨特性。可磨指数越大，越易粉碎，磨煤机出力越大，电耗越小，粉煤加工成本越低。但可磨指数大于90时，在磨机内会有粘结现象。实践证明，喷吹煤可磨指数为70－90时为最佳。  

5.反应性  

煤对CO₂的反应性即将CO₂还原成CO的能力。它是反映煤气化、燃烧的一个重要指标。反应性的强弱直接影响炉子的耗煤量、耗氧量及煤气中的有效成分等。高炉喷吹反应性强的煤，不仅可提高煤粉燃烧率，扩大喷吹量，而且风口区未燃烧的煤粉在高炉的其它部位参加了与CO₂的气化反应，减少焦炭的气化反应，对焦炭强度起到保护作用。  

6.燃烧性  

煤的燃烧性好，即其着火点低，反应性强。这可使喷入高炉的煤粉能在有限的空间和时间内尽可能多地气化，少量未及气化的煤粉也因反应性强而与高炉煤气中的CO₂和H₂O反应而气化，不给高炉冶炼带来麻烦。另外，燃烧性好的煤也可磨得粗一些，即－200目占的比例少一些，这为降低磨煤能耗和费用提供了条件。  

7.爆炸性  

悬浮的煤粉与空气或其他氧化剂混合极易发生爆炸，最明显的规律是随挥发分增加，其爆炸性也增加。一般认为煤粉Vdaf<10%为基本无爆炸性煤，10% 25%为强爆炸性煤。  

爆炸特性主要采用长管式的测试装置来测定煤粉爆炸火焰返回长度确定煤粉有无爆炸性及其强弱。一般认为，仅在火源处出现稀少火星或无火星的属于无爆炸性，如无烟煤；返回至喷入端的火焰长度小于400mm的为易燃有爆炸性煤，如贫瘦煤、不粘煤、弱粘煤；返回至喷入端的火焰长度大于400mm的为强爆炸性煤，如气煤等。  

8.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，煤灰的变形、软化和流动特征的物理状态。煤灰的熔融性取决于它们的化学组成。在煤灰熔融时，Al ₂O ₃起“骨架”作用，能明显提高灰的熔融温度,当其含量超过40%时，煤灰的软化温度一般都会超过1500℃；SiO ₂起“助熔”作用，一般来说，SiO ₂大于40%的灰熔温度比低于40%的要高100℃左右，而SiO ₂含量在45%－60%范围内，熔融温度随其含量的增加而降低；在还原性气氛中，氧化铁以FeO形式存在，随其含量增加，煤灰熔融温度开始下降，当FeO摩尔百分数增加到40%时，下降至最低点，此后随着FeO含量的增加，熔融温度又升高。在氧化性气氛中，氧化铁呈Fe ₂O ₃形式存在，它总是起升高熔融温度的作用；CaO起助熔作用，但其含量超过30%时，它又起升高熔融温度的作用。其他MgO、Na ₂O、K ₂O在煤灰熔融中都起助融作用 。2100433B

国内生产高炉喷吹煤的企业，无烟煤主要以北方的阳泉煤业集团、神华宁煤集团、晋城矿业集团及南方的神火永城、焦作煤业集团等为主导；贫瘦喷吹煤以潞安环能、山西焦煤集团等为主导；烟煤以同煤集团、神华本部等为主。由于喷吹煤洗选技术的逐渐普及，各高炉喷吹煤产地周边也新上了众多无法列入统计的洗选项目，如果以大的煤业集团与小洗选产量之间8：2的比例经验来估摸，全国总体的高炉喷吹煤产能应当在4000多万吨的水平。由于对实际的供应数量缺乏确切的统计，拿市场实际需求来反证：2007年国内重点大中型钢铁企业高炉喷吹煤比平均135KG/吨，2007年国内重点大中型钢铁企业生铁产量为3.52亿吨（按列入钢铁协会统计口径的70家重点大中型钢铁企业生铁产量占全国75%份额计算），则国内高炉喷吹煤消耗量大致为4500万吨，需求略大于供给。

从喷吹煤的供应结构来看，贫瘦喷吹煤的产量占1/3弱，但由于无烟煤储量及其供应能力逐渐萎缩，贫瘦喷吹煤需求及供应将逐步上升并呈现逐年放大的趋势。这种供应结构在南方市场已经初步普及，北方市场从煤炭运输到达距离和无烟煤实际生产能力高于南方地区的现状来看，未来一定时期内仍将保持以无烟煤和烟煤混合喷吹为主以少量贫瘦煤喷吹作辅助的供应结构 。