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世界高炉喷吹焦炉煤气技术的研究进展
来源：HYPERLINK""\t"_blank"中国冶金报
11-11-1609:02:00
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焦炉煤气属于氢系还原剂，用于高炉可替代一部分焦炭，而且与碳系还原剂相比，在还原铁矿石时产生的是H20而非CO2，所以更有利于减少C02排放。日本把高炉喷吹焦炉煤气作为COURSE50项目主要研究内容之一。美国等发达国家拟于近期开征碳关税，我国也拟于2012年开征企业碳税。在这种形势下，实施高炉喷吹焦炉煤气不仅可通过节焦作用产生一定的经济效益，也会因为起到减排CO2作用而有利于提高企业经济效益。

国外已有高炉喷吹焦炉煤气的工业生产厂。前苏联马凯耶沃的1号、4号和5号高炉都曾喷吹焦炉煤气，最高吨铁喷吹焦炉煤气量达245m3，美国钢铁公司埃德加汤姆生厂(EdgarThomson)1号高炉的焦炉煤气喷吹量占风量的19％，都能使高炉操作顺行。

奥钢联林茨厂高炉喷吹焦炉煤气的操作与结果

奥钢联林茨厂从2002年第二季度开始，在5号和6号高炉(炉缸直径8m)成功喷吹焦炉煤气。每个风口设双枪喷吹焦炉煤气，喷吹量达50kg／t(12500m3／h)，在喷吹焦炉煤气的同时，喷吹重油20kg／t。
附表显示了不同试验条件下高炉的操作结果。序号1表示只喷吹重油，按喷吹量为70kg／t的基准期操作。序号2表示在不改变风量和富氧量情况下，只喷焦炉煤气的情况。序号3表示在炉料质量改变的情况下，焦炉煤气喷吹量为6000m3／h，重油喷吹量为40kg／t的操作结果。序号4表示在焦炉煤气喷吹量为125000m3／h，重油喷吹量为15kg／t的情况。每座高炉的供氧能力最多为7000m3／h，要求其日产量要达到2300吨～2400吨。

计划一星期内由序号1向序号2过渡。在不改变富氧量和冷风量的情况下，把喷吹70kg／t的重油替换成喷吹12500m3／h的焦炉煤气加25kg／t的重油。通过观察，理论燃烧温度降低200℃没有对关键工艺指标造成任何影响。于是，改为序号2操作情况，即全喷焦炉煤气，喷吹量为12500m3／h，这时高炉煤气的热值由1075Wh／m3升高为1125Wh／m3，铁水中的硫含量由0.08％降为0.05％。这样，炉子稳定运行两个月。

两个月后，因炉料质量发生改变，使炉子状态发生了变化。炉顶煤气热值升至1200Wh／m3,还原剂消耗上升至520kg／t。这主要是由于炉腹煤气量增加造成的。喷吹焦炉煤气时由于冷风量和富氧量不变，炉腹煤气量增加。为了减少炉腹煤气量，把冷风量减少5000m3／h。由143000m3／h降至序号3的情况，焦炉煤气喷吹量为6000m3／h，重油喷吹量为40kg／t。

因为炉料质量进一步改变，没有使恶化的还原行为得到改善，所以炉子的还原剂消耗稳定在较高水平。此外，也曾试验了在焦炉煤气喷吹量为6000m3／h，喷油比为50kg／t的情况。在这一阶段，尽管理论燃烧温度有所提高，但还原剂消耗只能达到500kg／t。由此发现，炉料质量对热状态的影响非常大。这一阶段，提高喷油比使铁水中的硫含量明显升值。

在序号4冶炼阶段，焦炉煤气喷吹量为12500m3／h，以喷油量15kg／t代替25kg／t，保持冷风量不变，适当控制富氧量，使冶炼状态得到改善，高炉煤气利用率达到45％，还原剂比降到490kg／t。

通过该试验，奥钢联林茨厂的研究人员发现，理论燃烧温度降低200℃对冶炼指标不会造成不良影响；通过调节冷风量、富氧量和喷入的焦炉煤气量，可以调节炉腹煤气量，提高煤气利用率；原料质量对还原剂比的高、低具有很大的影响。

法国索尔梅厂2号高炉喷吹焦炉煤气

法国索尔梅厂2号高炉曾于20世纪80年代中期开始喷吹自产焦炉煤气，把经过脱焦油和脱萘处理的净化焦炉煤气通过一套压气装置送达高炉风口进行喷吹。

所喷焦炉煤气的H2质量分数为60％～62％，CH4质量分数为24％-26
％，CO质量分数为5.8％～6.2％。焦炉煤气管网压力为49000Pa，送至铁厂后再加压，使之大于热风压力。焦炉煤气经压缩机后温度为42℃。

法国索尔梅厂的研究人员发现，喷吹焦炉煤气有利于高炉冶炼，因为大量的H2在炉内有利于保护焦炭。喷吹装置的投资费用可在10个月左右收回。该厂继2号高炉喷吹焦炉煤气成功后，又在1号高炉上安装了同样的设备。

马耳耶沃钢铁公司高炉喷吹焦炉煤气

前苏联马凯耶沃钢铁公司在原来喷吹天然气的基础上，以焦炉煤气置换天然气取得成功。原因是当时天然气涨价了，而焦炉煤气又过剩，需要以焦炉煤气替代部分或者全部天然气。

马凯耶沃钢铁公司在高炉上喷吹焦炉煤气时高炉运行稳定，并发现高炉喷吹焦炉煤气时具有以下冶炼特点：喷吹焦炉煤气时，在燃烧中心首先进行H2的强烈燃烧反应，产生高温。其次是焦炭燃烧