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2）  从硬件投资角度对比分析

由于喷吹无烟煤安全系数较高，对硬件设备的要求就不是太高了；而喷吹混合煤粉、烟煤，即干燥无灰基挥发份含量高于10%的煤粉，根据GB16543—2008《高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程》中对相关制粉、喷吹设备、煤粉输送介质等都提出了比较高的要求。如磨制干燥无灰基挥发份含量高于10%的混合煤的制粉系统，应设氧含量、一氧化碳在线检测装置；输粉、喷吹系统的加压、流化介质应采用氮气或其他惰化气体等。从而导致初期投资较高。

3）  从工艺控制的角度对比

GB16543—2008《高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程》中明确规定，制粉系统应采用惰化气体作为干燥介质，负压系统磨煤机入口氧含量小于或等于8%，末端出口氧含量小于或等于12%，煤粉仓内氧含量小于或等于12%。磨煤机出口温度不应超过80^oC，应急情况不得超过85 ^oC。所以，磨制烟煤、或干燥无灰基挥发份含量高于10%的煤粉时，对制粉及喷吹的温度、氧含量等数据的过程控制要求相对更高。

4）  从原煤采购价格来对比

根据沙钢5800m³高炉13年度1-8月份的原煤采购价格对比发现，无烟煤与烟煤最大价格差达390元/吨，最小价格差也有180元/吨，毫无疑问，无烟煤采购价格明显较烟煤采购价格高。同样的喷煤量，喷吹无烟煤的成本价格最高，由于混合煤粉是由无烟煤与烟煤按比例混合磨制而成，所以喷吹混合煤的价格较无烟煤相对便宜，而直接喷吹烟煤是最廉价的。

5）  综合对比

 通过以上几点对比，不难看出，喷吹烟煤是最廉价的；喷吹无烟煤是最安全的；喷吹烟煤、混合煤的设备投资费用是相对比较高的、工艺过程控制比较严格。既然如此，为什么大部分的企业选择烟煤混喷这一模式？这不得不说一下原煤特性，固定碳、挥发份是喷吹煤的2项主要指标，通常无烟煤固定碳含量较高，但挥发份普遍较低，着火点较高；而烟煤固定碳含量略低，挥发份较高，着火点较低。

以往研究发现，挥发份是有利于燃烧的，煤粉中挥发份所占的比例，直接影响到煤粉的燃烧性能，尤其在高炉喷煤中，由于煤粉在风口前燃烧的空间大约只有1.5～2.0m（燃烧带），煤粉在燃烧带停留的时间只有0.01～0.04秒。煤粉要在这样短的时间内完全燃烧，就要求煤粉具备良好的燃烧性能。毫无疑问，挥发份略高的煤粉更容易在这么短的时间内充分燃烧。一般认为，煤粉的燃烧率为80～85%，即未燃煤粉占15～20%。未燃烧煤粉的行为，一是进入炉渣，增加炉渣粘度；二是进入高炉中心和上方，附在炉料表面和空隙，降低炉料透气性，对高炉炉况顺行造成不利影响。但如果挥发份过高，煤粉在风口前燃烧反而会吸收更多的热，需要更多的热补偿，降低煤粉发热值，影响煤焦置换比。

原煤中固定碳含量决定了煤粉的发热值，发热值直接影响到煤焦置换比；而挥发份决定了煤粉的燃烧性能，煤粉的燃烧性能也会直接影响到煤焦置换比，如果煤粉的燃烧效率过低，还会影响高炉炉况。因为通常无烟煤固定碳含量高，挥发份低，单纯喷吹无烟煤，煤焦置换比是比较高的。但由于受燃烧性能影响，大煤量喷吹后，煤粉燃烧率降低，高炉燃料比可能会出现停滞不降，甚至炉况可能会产生波动；通常烟煤挥发份高，固定碳含量低，单纯喷吹烟煤，能够保证煤粉的燃烧性能，但由于烟煤本身固定碳含量低，发热值较低，煤焦置换比也会比较低，从而即使大煤量喷吹，大煤比之下，综合燃料比可能仍会较高。而使用一定比例的烟煤搭配无烟煤，既能够保证煤粉足够的燃烧性能，又能够保证煤粉足够的发热值，确保了煤焦置换比，打破了喷吹单一煤种的制约瓶颈。

3   如何体现喷煤的经济性

高炉炼铁是一个系统工程，我们不能单纯的只看到某一个指标或者部分数据，不能仅凭煤比或者烟煤比例来诠释喷煤的经济性。现在很多钢铁企业都突出“以炼铁为中心”的生产管理理念。而我们炼铁工作者应该明确“以高炉为中心”的生产组织模式，一切工作围绕高炉生产来开展。不错，喷煤是可以降低高炉一定的焦比，但煤比并不足以衡量高炉冶炼效益的标准，如果煤比很高，燃料比却降不下来，则根本谈不上经济炼铁；烟煤混喷确实可以产生比较大的经济效益，但由于煤种不同，原煤成分不同，单纯的一个烟煤比例并不能体现喷煤的经济性。提煤是为了降焦，降低综合燃料比。在保证高炉燃料比、或降低燃料比的前提下，进一步提高煤比，才能说明这煤粉喷进去是有效的，说明做的是有用功，说明产生了效益。

1)根据高炉对煤粉的接受程度，探索合理的喷煤比。

由于煤种的不同，高炉具体操作方针的不同，炉况的波动，都会影响高炉对煤粉的接受程度。从高炉冶炼的角度来讲，向高炉适量喷吹煤粉可以改善高炉顺行状况。而大量喷吹煤粉的目的主要是目前较大的煤焦差价，通过提煤降焦可以明显降低铁水成本。国内钢铁企业中，煤比接近或达到200kg/tFe的高炉也有不少。通过提高送风温度可以补偿煤粉中挥发份在高炉风口前的热吸收，加大风口富氧可以保证煤粉足够的燃烧性能，故现在提倡的“大喷煤、高风温、大富氧”是保证高炉进一步降低燃料比的“三大法宝”。目前，沙钢5800 m³高炉喷煤量在110t/h左右，风温1220℃，富氧56km³/h，煤比稳定在180kg/tFe左右，燃料比500 kg/tFe左右。

2)烟煤混喷的效益

烟煤配比的前提是保证足够的煤焦置换比，也不是说由于烟煤价格比较便宜，烟煤配的越多越好。当然，纯粹从配煤的角度来讲，烟煤配得越多肯定是越便宜，但从高炉生产的角度来说，在保证高炉燃料比或燃料比下降的前提下，尽可能的提高烟煤比例，才能体现经济喷煤的价值。表1是沙钢5800 m³高炉13年无烟煤与烟煤差价最大和最小2个月的效益计算，从表中可以看到a月份无烟煤与烟煤的差价达390.7 元/t，b月份无烟煤与烟煤的差价为181.9元/t，在燃料比不变的前提下，每提高1%烟煤比例，分别可创造直接效益0.7元/tFe、0.3元/tFe，全年计算下来，效益是比较可观的。

表1 烟煤配比的效益计算

注：1.吨铁效益按180kg/tFe计算

    2.年效益按年产500万吨计算

3）固定碳与燃料比的关系

沙钢5800 m³高炉自09年投产之初就实现了烟煤混喷，烟煤比例从开始时的20%，不断上调至12年的44%，当时混合煤粉的挥发份为18左右，固定碳含量在73%左右。从13年3月开始，尝试着上调烟煤比例，最高时烟煤比例达54%，混合煤粉挥发份20%左右，固定碳70%左右。由于这期间混合煤粉的固定碳含量较低，高炉燃料比发生明显上升，且高炉产量也发生一定程度下滑，进一步分析高炉燃料比上升原因，发现燃料比的上升基本是煤比上升所造成的，如表2所示：

表2 煤粉固定碳变化后高炉主要生产指标：

4   沙钢烟煤混喷对喷吹用无烟煤、烟煤的质量控制标准

煤粉的磨制、喷吹环节，只能对煤粉的粒度、水分等物理性能得到控制。而煤粉的固定碳、挥发份、硫份、可磨性等性能只能在原煤采购过程中控制。固定碳、挥发份直接影响煤粉燃烧性能和煤焦置换比。可磨性关系到制粉系统的台时产量，影响到制粉效率。硫份直接影响到钢铁性能，铁水中硫份过高会对炼钢造成影响。

目前行业内，喷吹用原煤的质量标准主要依据为QN YFCL 05-015-2006《高炉喷吹用无烟煤企业内控标准》。该标准制定的时候，可能国内大部分钢铁企业仍是以喷吹单一无烟煤为主，不能满足当前烟煤相关技术要求。沙钢在2009年开始烟煤混喷后，以QN YFCL 05-015-2006《高炉喷吹用无烟煤企业内控标准》为基准，结合沙钢喷吹用煤实际情况，完善修订了QN YFCL 05-015-2010《高炉喷吹用煤企业内控标准》，在QN YFCL 05-015-2006《高炉喷吹用无烟煤企业内控标准》基础上，新增了高炉喷吹用烟煤的技术要求和试验方法。为烟煤混喷提供了烟煤质量控制依据。

5   结语

1）    通过以上分析可以发现，单一喷吹无烟煤，由于受无烟煤挥发份较低的制约，大煤量喷吹后，煤粉燃烧性能变差，影响了煤比的进一步上提；而单一喷吹烟煤，因其本身固定碳含量较低，理论发热值较低，影响了煤焦置换比；烟煤混喷既克服了无烟煤挥发份较低，燃烧性能较差的问题；又解决了烟煤固定碳含量偏低，理论发热值较低的问题，保证了煤焦置换比，在提煤的同时，确保了降焦。

2）    以“高风温、大富氧”为前提，确保煤粉在风口前的充分燃烧，为“大喷煤”奠定基础，进一步深化“提煤降焦”，降低铁水生产成本。在保证煤焦置换比的前提下，尽可能提高烟煤比例，效益是可观的，可降低配煤成本，降低铁水生产成本。

3）    通过沙钢5800 m³高炉长期的实践探索发现，煤粉固定碳含量发生变化后，会影响到高炉的煤焦置换比及高炉产能的发挥。