王宏强

长治市方圣喷吹技术有限公司

摘  要：高炉喷煤技术是现代高炉炼铁实现节能降本、绿色低碳发展的核心支撑技术，其应用效果直接决定高炉冶炼的稳定性与经济性水平。针对高炉喷煤生产过程中突出的煤粉粒度影响、均匀喷吹制约、煤种配比优化、炉温调控方法、高煤比与高富氧协同、煤粉预热喷吹等六大关键技术问题，结合工业实践数据与试验研究成果，采用理论分析与实践验证相结合的研究方法，系统剖析各类问题的核心影响机理，明确优化路径及实践控制要点，为高炉喷煤技术的高效、稳定、安全应用提供理论支撑与实践参考。

关键词：高炉喷煤；煤粉粒度；均匀喷吹；煤种配比；炉温调控；煤粉预热

1 引言

随着钢铁工业绿色低碳转型进程的持续推进，高炉炼铁领域的节能降本、提质增效已成为行业发展的核心诉求。高炉喷煤作为替代焦炭、强化高炉冶炼的核心技术，凭借其在降低焦炭消耗、减少污染物排放、优化冶炼工况、降低生产成本等方面的显著优势，已广泛应用于现代钢铁工业生产，是钢铁企业实现绿色低碳转型的重要技术抓手[1]。

当前，国内外学者针对高炉喷煤技术开展了大量系统性研究，在煤粉燃烧机理、喷吹工艺优化等方面取得了诸多突破性成果。但在实际工业应用过程中，受煤粉特性、喷吹系统结构、冶炼操作参数等多因素耦合影响，喷煤过程普遍存在燃烧效率不足、喷吹不均匀、炉温波动剧烈、煤比提升受限等突出问题，严重制约了喷煤技术优势的充分发挥[2-3]。

基于此，本文聚焦煤粉粒度对燃烧率的影响、煤粉均匀稳定喷吹的制约因素、烟煤与无烟煤配比优化、喷煤量调控炉温的方法、高煤比与高富氧的协同机制、煤粉预热适宜温度六大核心关键技术问题，结合工业试验数据与现场生产经验，进行系统性分析与深入探讨，明确各问题的核心影响机理、优化路径及实践控制要点，为钢铁企业优化喷煤工艺、提升喷煤应用效果提供技术借鉴，推动高炉喷煤技术向更高效、更稳定、更节能的方向升级。

2 煤粉粒度对燃烧率的影响探讨

2.1 煤粉粒度影响燃烧率的机理

煤粉燃烧率是衡量喷煤效果的核心指标，直接决定煤粉利用率与节能降本成效。煤粉粒度作为煤粉最核心的物理特性，对燃烧率的影响最为直接且显著，其核心作用机制在于通过改变煤粉比表面积与燃尽时间，调控煤粉与高炉热风的接触反应效率。

研究表明，碳颗粒的燃烧与气化强度随颗粒直径的减小而显著提升，碳颗粒燃烬时间与直径的关联关系可通过以下公式量化：

式中：t为燃尽时间（min）；d0为碳颗粒直径（μm）；K为比例常数（μm²/min），其数值与煤种特性、炉内反应温度等因素密切相关。

2.2 煤粉粒度对燃烧率的影响规律

根据上述公式，选取50μm、74μm、100μm三种典型粒度的煤粉，计算其燃烧时间差异如下：

由计算结果可知，煤粉从74μm磨细至50μm时，燃烧速率提升至原来的2.19倍；从74μm放宽至100μm时，燃烧速率降低至原来的1/1.826倍。工业实践表明，煤粉粒径每变化±10μm，燃烧速率变化幅度约为±20%；当粒径超过100μm时，燃烧率普遍降至75%以下，未燃煤粉量较74μm以下煤粉增加30%以上。这一现象主要源于碳球燃烬时间与直径的平方成正比，因此，减小喷吹煤粉的粒径是提高煤粉燃烧率的最有效途径。

某1800m³高炉工业试验数据进一步印证了这一规律：在喷煤比140kg/t、热风温度1220℃的工况下，控制煤粉平均粒径70μm时，煤粉燃烧率达92.3%，未燃煤粉排放量仅为8.6kg/t；当平均粒径增至110μm时，燃烧率降至73.8%，未燃煤粉排放量升至28.9kg/t；当平均粒径进一步增至130μm时，燃烧率仅为68.5%，未燃煤粉排放量高达42.7kg/t。过量未燃煤粉不仅造成资源浪费，还会加剧炉缸堆积，破坏炉况顺行。

2.3 煤粉粒度的合理控制范围

相关资料显示，日本钢铁企业为提升煤比，已将煤粉粒度标准提高至50μm占比大于90%。反观国内多数高炉对煤粉粒度重视程度不足，大部分高炉技术人员的认知仅停留在-200目（74μm）占比达到80%的基础要求，但实际操作时有将近四成的高炉喷吹煤粉粒度达不到这个细度。且煤粉粒度检测手段局限于手动局部取样筛分，取样频次仅为1次/天。这一现状对于配煤变化频繁、设备稳定性较差的制粉车间而言，对高炉生产稳定性的潜在影响不可估量。建议对煤粉粒度检测取样频次能增加到烧结矿取样一样的频次可能对高炉稳定更有利。

需着重说明的是，煤粉粒度并非越细越好。过细煤粉（粒径小于40μm）虽能小幅提升燃烧率，但会导致磨煤能耗大幅增加：煤粉粒径从50μm降至30μm时，磨煤电耗从38kWh/t煤增至52kWh/t煤，增幅达36.8%；粒径从30μm降至20μm时，磨煤电耗进一步增至65kWh/t煤，增幅达25%。同时，过细煤粉易发生团聚现象，且当粒径小于20μm时，燃烧率提升幅度不足1%，但磨煤成本增加18%~22%，从经济效益角度分析得不偿失。

不同煤种的粒度对燃烧率的影响存在显著差异：烟煤挥发分高、着火点低、燃烧速度快，其粒度可适当偏粗；无烟煤挥发分低、着火点高、燃烧速度慢，需控制更细粒度以保障燃烧率。综上，兼顾燃烧率、磨煤能耗与输送稳定性，工业生产中煤粉粒度宜控制在50~80μm，其中小于74μm的煤粉占比不低于80%；若企业装备条件允许，应尽量将煤粉磨细，向50μm标准靠拢，可有效提升煤比与炉况顺行度。

3 影响煤粉均匀稳定喷吹的因素探讨

煤粉均匀稳定喷吹是保障高炉炉况稳定、提升煤粉利用率的前提条件。若喷吹过程中出现不均匀、不稳定现象，会导致各风口煤粉量差异过大，部分风口煤粉过量不仅燃烧不充分，且消耗更多的氧，导致焦炭反应慢，进而引发炉内各风口下料速度不均、煤气流初始分布紊乱、炉温波动、料柱透气性下降等一系列问题，严重影响高炉稳定顺行，是长期制约高炉持续稳定运行的核心不确定因素之一。结合工业生产实践，影响煤粉均匀稳定喷吹的因素主要集中在喷吹系统结构、煤粉特性、操作参数及设备维护四个方面，各因素相互影响、协同作用。

3.1 喷吹系统结构因素

喷吹系统结构是决定喷吹均匀性的核心因素，主要体现在三个方面：一是喷煤分配器的结构与布局，目前各高炉分配器结构以羊角式为主，但布局差异较大，单分配器往往布置在高炉一侧，双分配器本应采用对称分布模式，却有诸多高炉被设计为同侧分布，导致煤粉分配不均；二是喷吹支管的布局与管阻差异，不等距布局的支管因管道长度、形状不同，管阻存在明显差异，导致煤量输送失衡，即便采用等距布局，也可能因管道弯度、接口形式及内部粗糙度差异，造成管阻不均，使各支管喷煤量偏差在5~10%之间波动；三是喷吹罐的流化效果、喷枪插入深度与角度，直接影响煤粉喷出状态，流化不充分、喷枪参数不合理，均会导致喷吹不均匀。

3.2 煤粉特性因素

煤粉特性主要影响喷吹稳定性，具体体现在三个方面：一是流动性与粒度分布，流动性较差的煤粉易在喷吹管道内团聚、沉积，导致管道堵塞，破坏喷吹均匀性；粒度分布不均的煤粉，粗颗粒与细颗粒的输送速度差异较大，易造成各支管煤粉量偏差。二是水分含量，煤粉水分过高会导致煤粉结块，不利于均匀喷吹，工业生产中一般控制煤粉水分在1%~2%为宜，但国内部分高炉煤粉水分常年大于3%，已成为影响喷吹稳定的突出问题，需重点关注并整改。三是清洁度，国内各企业制粉系统选用的煤粉筛粉设备差异性较大，筛粉效果参差不齐，诸多高炉因煤粉中杂质未过滤干净，导致分配器局部、个别支管堵塞，进而引发不均匀喷吹，因此，彻底淘汰木屑分离器，选用合适的专用煤粉筛具有重要意义。

3.3 操作参数因素

操作参数直接影响喷吹稳定性，喷吹压力、流化气流量、喷煤量的波动，均会打破喷吹系统的动态平衡，导致喷吹不均。其中，喷吹压力不稳定会造成煤粉输送速度波动，进而引发各支管喷煤量失衡；流化气流量不足会导致喷吹罐内煤粉流化不充分，煤粉无法均匀进入喷吹管道；喷煤量调整过快会破坏喷吹系统稳态，引发喷吹波动。此外，二次补气比例、底部流化速度等参数也会影响喷吹稳定性，目前个别安装自动喷吹软件的企业，为实现喷煤总量小时稳定性，通过大量二次补气来调节，这不仅破坏了原喷吹系统的流态和均匀喷吹的稳定性，而且造成喷吹气量的大幅度增加，更容易导致支管希相喷吹，增加了管路和喷枪的磨损，影响到使用寿命。

3.4 设备维护因素

设备维护水平影响喷吹长期稳定性，磨煤机下煤喉管的磨损穿洞会导致大颗粒煤粉进入收粉器，影响煤粉粒度均匀性；喷吹管道、喷枪的磨损、堵塞，会改变煤粉输送通道，导致局部喷吹阻力增大、喷煤量减少；分配器、阀门等部件的老化、泄漏，会影响煤粉分配与输送，破坏喷吹均匀性。因此，定期对制粉、喷吹系统进行全面检查、清理与维护，及时更换磨损、老化部件，是保障煤粉均匀稳定喷吹的重要技术措施。

4 烟煤与无烟煤配比影响探讨

4.1 烟煤与无烟煤的煤质特性差异

高炉喷煤所用煤粉主要分为烟煤与无烟煤，两者煤质特性差异显著，单一煤种喷吹难以兼顾燃烧效率、成本控制与喷吹安全性。

烟煤的核心优势在于挥发分高（通常为20%~40%）、着火点低（250~350℃）、燃烧速度快，喷入高炉风口回旋区后可快速着火燃烧，热量释放迅速，能够有效弥补无烟煤燃烧速度慢的缺陷，提升整体煤粉燃烧效率；同时，烟煤燃烧过程中产生的甲烷、氢气等气体，可优化炉内煤气成分，增强煤气还原能力，促进铁矿石还原，改善炉况顺行性。但烟煤存在明显短板，其固定碳含量较低（60%~75%），单位质量发热量低于无烟煤，且具有爆炸性，喷吹过程中需采取惰性气体保护等安全措施，增加了喷吹系统的复杂性与运行成本。

无烟煤的核心优势是固定碳含量高（75%~90%）、单位质量发热量高，且不具有爆炸性，喷吹安全性强，长期喷吹可有效降低焦炭消耗，提升冶炼经济性；但无烟煤挥发分低（小于10%）、着火点高（320~420℃）、燃烧速度慢，单一喷吹时易出现未燃煤粉积累，影响料柱透气性，尤其在高喷煤比工况下，炉况波动风险显著增加，制约煤比进一步提升。

4.2 烟煤与无烟煤的合理配比原则

烟煤与无烟煤的配比需结合煤质特性、喷煤比、高炉冶炼工况等因素综合确定，核心目标是实现燃烧效率、成本控制与喷吹安全性的平衡。工业生产中，烟煤配比通常控制在30%~60%，无烟煤配比控制在40%~70%：低喷煤比工况下，可适当提高无烟煤配比，充分发挥其固定碳含量高的优势，降低生产成本；高喷煤比工况下，需提高烟煤配比，加快煤粉燃烧速度，避免未燃煤粉积累，保障炉况稳定。

同时，配比过程中需严格控制混合煤粉的挥发分在15%~25%，这是兼顾燃烧效率与喷吹安全性的关键阈值：挥发分过低，煤粉着火困难、燃烧速度慢，燃烧效率大幅下降；挥发分过高，煤粉爆炸性增强，喷吹安全风险显著升高。生产实践数据表明，当混合煤粉挥发分控制在18%~22%时，既能保证煤粉快速着火燃烧，燃烧效率维持在90%以上，又能有效控制喷吹安全风险，实现燃烧效果、成本控制与炉况稳定的协同优化。

4.3 烟煤与无烟煤性价比的判定

严格意义讲，烟煤与无烟煤对高炉的贡献除了燃烧性、可磨性差异外，最主要的是固定碳的差异，所以有些企业就单一采用固定碳来衡量两种不同煤的性价比，这就忽略了烟煤的可燃基挥发分（CH4、H2）贡献的热量，所以建议企业在考虑燃烧性、可磨性的同时以低位热值衡量性价比更准确。

5 利用喷煤量调控高炉炉温的方法探讨

5.1 喷煤量调控炉温的机理

高炉炉温是冶炼过程的核心控制指标，直接关系到铁水质量、炉况顺行及生产效率：炉温过高会导致铁水含硅量升高、炉衬磨损加剧，缩短高炉使用寿命；炉温过低则会导致渣铁流动性差、脱硫效果不佳、炉缸易凉，引发炉况失常。

喷煤量作为调节炉温的重要手段，具有操作简便、成本低廉、调节范围广的优势，其核心原理是通过改变煤粉燃烧释放的热量与还原反应吸收的热量，调整炉内热量平衡，实现炉温精准控制。需着重注意的是，喷煤量调节存在一定热滞后性（约1~2h），需提前预判炉温变化趋势，避免炉温波动过大。

喷煤量对理论燃烧温度的影响，煤粉在回旋区内是“燃烧放热-还原吸热”的动态平衡：煤粉在回旋区内燃烧释放热量，补充回旋区热量需求；同时，煤粉中的碳与炉内二氧化碳发生还原反应，吸收热量。当喷煤量增加时，还原反应加剧，吸收热量增多，回旋区内热量积累减少，理论燃烧温度下降；当喷煤量减少时，还原反应减弱，吸收热量减少，理论燃烧温度上升，工业实践数据表明，喷煤量每增加10kg/t，理论燃烧温度约降低20~30℃。

5.2 不同炉温工况的喷煤量调控方法

结合工业生产实践，喷煤量调控炉温需遵循“精准预判、微调控制、协同配合”的原则，根据炉温状态、炉况顺行性及生产需求，针对不同炉温工况采取差异化调控方法：

一是炉温偏高时的调控方法。当炉温过高（理论燃烧温度超过2300℃，铁水含硅量高于0.4%），应适当增加负荷，调整喷煤量，利用煤粉还原反应的吸热效应，降低回旋区内热量积累，同时可配合增加鼓风湿度，强化降温效果；若理论燃烧温度过高，可以考虑增加煤比、适当降低富氧率，避免回旋区热量进一步升高，实现温和降温，减少炉况波动。

二是炉温偏低时的调控方法。当炉温过低（理论燃烧温度低于2200℃，铁水含硅量低于0.2%），应适当减少负荷，调整喷煤量，降低还原反应的吸热效应，增加炉内热量积累；同时，可配合提高富氧率、提升热风温度，补充炉内热量，加快炉温回升。

三是炉温稳定时的调控方法。当炉温处于合理范围（理论燃烧温度2200~2300℃，铁水含硅量0.2%~0.4%），应保持喷煤量稳定，避免频繁调整；同时，密切关注炉况变化（如料柱透气性、煤气成分、风口亮度等），根据炉况细微波动，微调喷煤量（每次调整量不超过5kg/t），确保炉温稳定。

5.3 喷煤量调控的注意事项

利用喷煤量调控炉温时，需结合煤种特性、喷吹均匀性、富氧率等因素综合考量：烟煤喷吹时，燃烧速度快、热量释放集中，调节炉温的灵敏度较高；无烟煤喷吹时，燃烧速度慢、热量释放平缓，调节炉温的滞后性较大，需提前调整喷煤量。同时，喷煤量调节需与焦炭负荷、炉料结构等参数协同进行，避免单一调整喷煤量导致炉况失衡。

需特别强调的是，目前部分高炉值班人员在调整煤量时幅度过大，某2000m³高炉值班人员一次调节煤量可达4吨/次，一次性调节幅度接近15kg/t.Fe，导致炉温大幅波动，燃料比难以控制，炉长为规避事故风险，被迫采取定煤量操作，反而使高炉运行更为稳定。因此，喷煤量调整需严格遵循“微调、渐进”原则，避免大幅调整，建议一次性调整的幅度不大于5kg/t.Fe。

6 高煤比与高富氧的关系探讨

6.1 高煤比与高富氧的协同意义

高煤比（喷煤比≥180kg/t）是高炉节能降本、强化冶炼的重要发展方向，可最大限度替代焦炭，降低生产成本与污染物排放；高富氧（富氧率≥5%）是提升煤粉燃烧效率、支撑高煤比喷吹的关键配套技术，两者相互协同、相互制约，构成现代高炉强化冶炼的核心技术组合，其协同效果直接决定高煤比喷吹的可行性与稳定性，也是实现高炉绿色高效冶炼的关键所在。

6.2 高富氧对高煤比的支撑作用

高富氧对高煤比的支撑作用主要体现在三个方面：一是提高炉内氧气浓度，加快煤粉燃烧反应速度，减少未燃煤粉积累，避免因煤粉燃烧不充分导致的料柱透气性下降，为高煤比喷吹创造良好的炉内环境。高炉生产实践表明，富氧率提升可显著改善烟煤与无烟煤的燃烧性能，有效提升高煤比工况下的煤粉燃烧效率；二是富氧鼓风可提高热风温度，补充煤粉燃烧过程中所需的热量，缓解高煤比喷吹时因还原反应吸热导致的炉温下降，保障炉温稳定；三是富氧鼓风可减少炉内氮气含量，提高煤气中一氧化碳、氢气的浓度，增强煤气还原能力，促进铁矿石还原，改善炉况顺行性，进一步提升高煤比喷吹的可行性。

6.3 高煤比与高富氧的协同匹配规律

高煤比对高富氧的适配性要求同样关键：高煤比喷吹时，煤粉量大幅增加，煤粉燃烧需消耗大量氧气，若富氧率不足，会导致煤粉燃烧不充分，未燃煤粉积累，不仅造成煤粉资源浪费，还会影响料柱透气性，引发炉况波动；同时，高煤比喷吹时，炉内煤气量显著增加，需通过高富氧减少氮气含量，避免煤气量过大导致的炉内压差升高，保障炉况顺行。

因此，高煤比与高富氧需协同优化、精准匹配，工业生产中一般遵循“喷煤比每提高10kg/t，富氧率提高0.2%~0.3%”的规律，确保煤粉燃烧所需氧气充足，实现煤粉高效利用与炉况稳定。需重点强调的是，高富氧喷吹会导致炉内理论燃烧温度升高，若喷煤量不足，可能造成回旋区火焰温度过高，风口前憋亚；压差上翘，因此，高富氧必须与高煤比协同应用，通过煤粉还原反应的吸热效应，平衡高富氧带来的高温影响，实现炉温稳定、煤粉高效利用、炉况顺行的多重目标。

此外，高煤比与高富氧协同应用时，还需配合高风温、精料等技术，进一步优化冶炼工况，提升技术经济指标，避免单一强化某一参数导致炉况失衡。工业实践中发现，高炉在低负荷、低煤量运行时往往无法充分利用氧气，盲目增加氧量会导致理论燃烧温度升高、下部压差增大，反而阻碍高炉恢复，这一现象也印证了氧、煤协同的重要性。

7 煤粉预热工艺技术探讨

7.1 煤粉预热的作用机理

煤粉预热是优化喷煤效果的重要辅助手段，其核心机理是通过提高煤粉温度降低煤粉着火点、加快燃烧速度、提升燃烧效率，同时改善煤粉流动性、降低喷吹阻力，为煤粉在高炉内快速燃尽创造有利条件。但煤粉预热温度并非越高越好，过高的预热温度会增加能耗、带来安全风险，过低则无法发挥预热效果，因此，确定适宜的煤粉预热温度，是实现节能与效果平衡的关键环节。

7.2 煤粉预热的适宜温度范围

结合工业实践与试验研究，煤粉预热的核心目标是：缩短着火延迟时间，加快燃烧速度，且不产生煤粉氧化、结焦风险。基于这一目标，不同煤种的预热适宜温度存在差异，核心取决于煤种的挥发分、富氧率、着火点。结合多年工业生产实践，混合煤粉（挥发分12~22%、富氧率4~10%、着火点250~350℃）的预热温度一般控制在250℃~320℃，混合煤挥发分、富氧率高则取下限，反之取上限。

试验数据表明，只有将煤粉预热至上述范围，才能使着火延迟时间缩短15%~30%，燃烬率提升5%~10%，对提高煤比、降低燃料比效果显著；若预热温度低于200℃，则难以体现明显的预热效果。

7.3 煤粉预热的热源注意事项

需特别说明的是煤粉预热的热源问题，近年来，国内有个别企业选择将导热油换热器插入热风炉双预热器之前的烟道（烟气温度280~350℃）高温废气端，通过高温废气与导热油换热，再由导热油进入煤粉预热器与煤粉间接换热。该工艺宣传说不用高炉煤气仅用热风炉废气余热即可实现煤粉预热之效果，其实存在存在明显弊端：煤粉仅能预热至150℃左右，却使供双预热的烟气温度下降40℃左右，直接影响热风炉助燃空气与煤气双预热效果，存在煤粉预热与助燃空气、煤气双预热争夺热源的问题，属于余热的不合理二次转化，同时面临双预热已经合理回收烟道余热的条件下，再重复投资煤粉预热设施，得不偿失。

8 结论与建议

8.1 结论

通过对高炉喷煤六个关键技术问题的系统探讨，结合工业实践数据与试验研究成果，综合前文分析，得出以下结论：

1） 煤粉粒度对燃烧率影响显著，碳颗粒燃烬时间与直径的平方成正比。工业生产中煤粉粒度宜控制在50~80μm，其中小于74μm的煤粉占比不低于80%，可实现燃烧率、磨煤能耗与输送稳定性的平衡；不同煤种需差异化调整，无烟煤需按粒度下限控制以保障燃烧率，烟煤可按上限控制以兼顾效率与成本；有装备条件的企业可向50μm标准靠拢，可有效提升煤比与炉况顺行度。国内多数高炉存在煤粉粒度不达标、检测手段落后、取样频次不足的问题，需重点改进。

2） 喷吹系统结构、煤粉特性、操作参数及设备维护是影响煤粉均匀稳定喷吹的四大核心因素，四者相互协同、相互影响。其中喷吹系统结构（分配器布局、支管管阻等）决定喷吹均匀性基础，煤粉清洁度、水分控制是保障喷吹稳定的前提，操作参数稳定（喷吹压力、流化气流量等）是关键，设备定期维护是长期稳定的保障；当前部分企业存在二次补气不合理、筛粉设备落后、设备维护不及时等问题，需针对性整改。

3） 烟煤与无烟煤合理配比可实现优势互补，兼顾燃烧效率、成本控制与喷吹安全性。工业生产中烟煤配比宜控制在30%~60%，无烟煤配比控制在40%~70%，混合煤粉挥发分需严格控制在15%~25%，最优区间为18%~22%；判定两者性价比时，应结合燃烧性、可磨性与低位热值综合考量，避免单一以固定碳含量衡量。

4） 喷煤量可通过“燃烧放热-还原吸热”的动态平衡调控炉温，调节存在1~2h热滞后性，需遵循“精准预判、微调控制、协同配合”原则。不同炉温工况需采取差异化调控方法，炉温偏高时可增加喷煤量配合鼓风湿度降温，炉温偏低时可减少喷煤量配合富氧、高风温升温，炉温稳定时需保持喷煤量稳定并微调；喷煤量调整需严格遵循“微调、渐进”原则，一次性调整幅度不大于5kg/t.Fe，避免大幅调整导致炉温波动。

5） 高煤比与高富氧相互协同、相互制约，是现代高炉强化冶炼的核心技术组合。两者需遵循“喷煤比每提高10kg/t，富氧率提高0.2%~0.3%”的匹配规律，高富氧为高煤比提供氧气支撑、提升燃烧效率，高煤比平衡高富氧带来的高温影响；协同应用时需配合高风温、精料技术，低负荷、低煤量时盲目加氧会阻碍高炉恢复。

6） 混合煤粉预热适宜温度为250~320℃，需结合煤种挥发分、富氧率、着火点差异化调整，挥发分、富氧率高时取下限，反之取上限；预热温度低于200℃则无法体现明显效果，应避免采用与热风炉双预热争夺热源的不合理工艺，杜绝余热二次浪费与重复投资。

8.2 建议

基于上述结论，结合工业生产实际，针对当前高炉喷煤应用中存在的突出问题，提出以下针对性建议：

1） 强化煤粉粒度管控体系建设：有装备条件的企业应升级制粉设备，尽量将煤粉磨细，提升50μm煤粉占比；完善煤粉粒度检测手段，增加取样频次，参照烧结矿取样标准优化检测流程，规避手动局部取样的局限性，建立粒度动态监测机制，确保粒度控制符合工艺要求。

2） 优化喷煤系统与操作管理：合理布局喷煤分配器与喷吹支管，减少管阻差异，提升喷吹均匀性；彻底淘汰落后的木屑分离器，选用适配的专用煤粉筛，严格控制煤粉水分在1%~2%，提升煤粉清洁度与流动性；规范操作参数，避免喷吹压力、流化气流量、喷煤量大幅波动，合理控制二次补气比例，减少支管希相喷吹带来的设备磨损；建立制粉、喷吹系统定期检修维护制度，及时更换磨损、老化部件，保障系统长期稳定运行。

3） 科学优化烟煤与无烟煤配比：企业应结合自身喷煤比、高炉冶炼工况及煤质特性，建立配比动态调整机制，严格控制混合煤粉挥发分在15%~25%的合理范围，优先将挥发分控制在18%~22%的最优区间；在性价比判定中，综合考量燃烧性、可磨性与低位热值，合理选择煤种，实现燃烧效率、成本与安全的协同优化。

4） 规范喷煤量调控操作流程：加强高炉值班人员专业培训，明确喷煤量调控的“微调、渐进”原则，严禁一次性大幅调整（建议不超过5kg/t.Fe）；结合煤种特性、喷吹均匀性、富氧率等因素，协同调整焦炭负荷、鼓风湿度、富氧率等参数，提前预判炉温变化趋势，精准调控炉温，避免炉温大幅波动，保障炉况顺行。

5） 推动高煤比与高富氧协同升级：严格遵循两者匹配规律，结合高炉负荷与冶炼工况，同步调整喷煤比与富氧率，避免单一强化某一参数导致炉况失衡；配套升级高风温、精料技术，优化冶炼工况，提升技术经济指标；在低负荷、低煤量运行时，合理控制富氧率，避免盲目加氧阻碍高炉恢复。

6） 优化煤粉预热工艺与管理：合理选择煤粉预热工艺，严格控制预热温度在250~320℃，结合煤种特性差异化调整；坚决杜绝与热风炉双预热争夺热源的不合理工艺，避免余热浪费与重复投资，兼顾预热效果、安全与能耗；建立预热温度动态监测机制，及时调整预热参数，确保预热效果达标。

未来可进一步探索智能化喷煤调控技术，整合煤粉粒度、喷吹参数、炉温等关键指标的实时监测数据，实现喷煤工艺的精准优化与智能调控，持续提升高炉喷煤技术的应用水平，推动高炉炼铁向绿色化、高效化、智能化方向发展。

参考文献

[1] 王筱留. 高炉炼铁工艺与设备. 北京: 冶金工业出版社, 2019.

[2] 李烈军, 张立峰, 王建军. 高炉喷煤粒度对燃烧效率的影响研究. 钢铁, 2020 

[3] 张宏伟, 刘军, 赵阳. 高炉喷煤均匀性影响因素及优化措施. 炼铁, 2021

[4] 陈永峰, 李建科. 烟煤与无烟煤配比对高炉喷煤效果的影响. 钢铁研究学报, 2020

[5] 赵勇, 王浩, 李丽. 喷煤量调控高炉炉温的实践与优化. 河北冶金, 2021