摘 要： 提 出 了 一 种 用 于 高 炉 喷 吹 煤 性 价 比 评 价 的 方 法 ，以 量 化 的 方 式 给 出 各 种 高 炉 喷 吹 煤 的 性 价 比 指 标 。 运 用 这 种 评 价 方 法 对 马 钢 2016年 1 0 月 的 高 炉 喷 吹 用 煤 进 行 了 性 价 比 测 算 ，根 据 评 价 结 果 提 出 了 马 钢 目 前 燃 料 条 件 下 的 合 理 配 煤 方 案 ，为 公 司 经 济 采 购 高 炉 喷 吹 煤 、降 低 炼 铁 成 本 提 供 技 术 支 撑 。

关 键 词： 高炉喷吹煤性价比

〇 前言 随着钢铁行业进人了微利时代，企业间成本竞 争越来越激烈。高炉喷煤是现代高炉冶炼大幅降低 生产成本，提高经济效益的重要措施之一。目前，众 多炼铁研究者主要致力于煤焦置换比、风温、富氧、 催化燃烧等方面的研究以提高高炉煤粉的利用率， 但有关高炉喷吹煤的性价比研究较少。在保证高炉 喷吹煤质量要求的前提下，对企业现有喷吹煤资源 进行性价比研究并对相关供应商进行优选具有重要 的意义[1]。

表征喷吹煤性能的指标有发热值、灰分、挥发 分、硫分、可磨性、爆炸性、燃烧性、反应性等，目前还 没有一种方法能够来评价喷吹煤的综合性能[2]，大 多研究者采用定性的方法，直接比较煤粉各项性能， 给出煤粉的性价比排序，这种方法缺乏一定的综合 性 ，不能反映高炉混合煤的实际喷吹性能。

马钢现有各类型高炉9 座 ，其中两座4 000m3、一座 3 2003、两座 2 5003、一座 1 0003·、两座 5003、一座4503,平均喷煤比在150kg/t 左 右 。2016年 10 月的高炉喷吹煤采购来自9 个供应商，其中无烟煤 供应商个 ，烟煤供应商1 个 。供应商喷吹煤的合同价格根据煤的质量及运输距离的不同，相应价格不等。供应商所供煤的理化指标见表1。对于8个供应商的无烟煤，哪种无烟煤的性价比较高，这关系到公司经济采购高炉喷吹煤和高炉合理喷吹煤粉对降低炼铁成本有着重要意义。

表一马钢2016年10月喷吹煤理化指标

本文研究了一种简单易行的高炉喷吹煤性价比 评价方法，以量化的方式给出各种高炉喷吹煤的性价比指标，为经济采购和合理配用高炉喷吹煤、降低炼铁成本提供技术支撑。

1 煤的各因素评价方法

本评价方法是取当前所有待评价煤的理化性能的平均值或选取某种煤作为基准煤的理化性能指标 ，然后将待评价的喷吹煤的各理化性能数据，如发热量、可磨性、灰分、硫分、挥发分等，与基准煤的理化性能相比较，根据高炉冶炼有关理论或生产经验，将其差值转化为对应的价值数据，以此来评价各种 

高炉喷吹煤的性价比。可以按如下规则来建立评价模型：

1) 发热量：喷吹煤的发热量是其最主要的价值 源 ，喷吹煤发热量变化1 个单位，影响焦炭消耗33. 33kg，比较各煤的发热量，将各煤发热量的差值折

算为焦炭价格。

▲V发热量=(待评价喷吹煤发热量一基准煤发热量） X 焦炭价格X 33.33/1000

2) 可磨性：喷吹煤的可磨性指数主要影响单位煤粉的产量与电耗，在产量影响不大的情况下，可以通过提高磨机作业率来解决。因此主要考虑可磨性指数对喷煤制粉成本的影响，根据统计分析，1 个可 磨性指数影响电耗〇. 33kWh/t 煤。

▲V 可磨性= (待评价喷吹煤可磨性一基准煤可磨性)X电价X 0. 33

3) 灰分：喷吹煤的灰分通常会进人高炉炉渣，导 致渣量增大，其 中 含 有 的S 0 2 还 需 配 加CaO以便得到合适碱度的炉渣。根据高炉操作规程和经验数 据 ，由此形成的炉渣每吨约需消耗〇. 2 5 吨焦炭来熔化 ，推出喷吹煤灰分变化1 个 单 位 ，影响焦炭消耗 2. 50kg。  

▲V灰分= ( 待评价喷吹煤灰分一基准煤灰分） X 焦炭价格X 2. 50/1000

4) 硫分：喷吹煤带人的硫分是需要通过增大渣量来脱除的，高炉脱硫需增加石灰石量，根据高炉操 作规程经验数据， l 〇〇k g 石灰石影响焦25kg，推出 喷 吹 煤 硫 分 变 化 1 个 单 位 ，影 响 焦 炭 消 耗_0. 83kg。

 ▲V 硫分= ( 待评价喷吹煤硫分一基准煤硫分） X 焦炭价格X 0. 83/1000

5) 挥发分：由于高炉喷煤不仅利用其热量，而且煤粉燃烧还可改善高炉煤气分布，有利于强化冶炼。在安全范围条件下，喷吹煤的挥发分对改善高炉煤 气分布有一定的促进作用。有关研究和喷煤实践表明，将无烟煤和烟煤进行混合喷吹可提高煤粉燃烧 率和置换比，经济配煤的挥发分控制在2 0 % 〜25% 之间[ i 5]。由此，各高炉可根据实际原燃料条件，统计和选择相应的混合喷吹煤粉的挥发分控制区间，超 过 该 区 间 的 ，每 变 化 1 个 单 位 ，影响焦炭消耗 l 〇kg。

▲V挥发分 = (待评价喷吹煤挥发分一基准煤挥发分） X 焦炭价格X 10/1000

由于目前高炉都是采用无烟煤、烟煤配合混喷方式，因此对单种喷吹煤的评价暂不考虑煤的挥发分因素（挥发分对热值影响已在发热量因素中考虑）。

6) 燃烧性能：煤粉燃烧性能实际上是以上几个或多个理化性能的综合表现，如挥发分高的煤种（烟煤）的燃烧性能较好。煤粉燃烧性能还取决于高炉 冶炼条件和喷煤量水平，在一定的高炉冶炼条件下， 低 喷 煤 量 （煤比小于160kg/t)下的喷吹煤粉的综合性能受煤粉燃烧性能影响较小。因此，各高炉可以根据实际情况和生产经验设定相应的转换系数。鉴 于马钢目前的喷煤比为150kg/t 左 右 ，在高炉内可完全燃烧，因此暂不考虑煤粉燃烧性能影响因素。

根据以上计算数据，结合待评价喷吹煤价格与基准煤价格，即可得到喷吹煤的性价比指数，即:

性价比指数V = (▲V发热量+ ▲V可磨性+ ▲V灰分+▲V硫分+ ▲V挥发分)+ (Y喷吹煤价格-Y基准煤价格)

按喷吹煤各因素评价法建立的数学模型，能够根据每个喷吹煤种的具体理化指标与价格得出一个特定的性价比指数，这个评价值不受其它煤种成分数值的影响，能够比较客观地对喷吹煤的成分与价格做出一个相对科学的度量。

各因素评价法的数学模型建立之后，只要输人喷吹煤相关的理化指标数据与价格，运用通常的电子表格就可快速得到其性价比指数，可以使用该法对多品种待选喷吹煤的性价比做评估筛选与判别。

由于高炉喷煤主要为利用其热量，因此将喷吹煤的单位热值价(单位热值价= 喷吹煤价格/喷吹煤 发热量，元/M J。单位热值价数值越低，说明在相同发热量下煤的采购成本越低）作为一个性价比评价的参考量。

2 喷吹单种煤性价比测算分析

运用上述所建立的高炉喷吹煤性价比评价方法 ，对马钢 2016年 10月所用各高炉喷吹煤的性价比进行测算，如 表 2 所示。由于马钢目前高炉喷吹烟煤只有一个品种，故暂不作性价比分析。

图 1 为待评价无烟煤的单位热值价和性价比指 数排列情况. 由表2 和 图 1 可知，在高炉喷吹的无 烟煤中，对于单位热值价，从低到高排序分别A 、G 、B、C、D、E、F、H;对于性价比指数，从高到低分别 是 A 、 B、 G、 D、 C、 H 、 F 、 E 。综上分析，马钢高炉喷吹用单种煤中A 煤、 B 煤、 G 煤的性价比较高，而 H 煤、F 煤、E 煤的性价比较低。

3 喷吹混合煤性价比测算分析

对混合煤性价比分析除了要考虑煤的发热量、可磨性、灰分、硫分等因素外（与单种煤的评价方法相同），还要考虑混合煤挥发分对置换比的影响。根 据马钢生产实践，高炉混合煤挥发分控制在1 9 % 〜 2 2 % 之间置换比较高，由此测算混合煤的性价比。

马钢目前采用低挥发分的无烟煤与高挥发分的烟煤混合喷吹，在测算过程中将烟煤的喷吹比例分 别设定为 3 0 % 、3 5 % 、4 0 % 、4 5 % 、5 0 % 和 5 5 % 。以无 烟煤A 和烟煤混合喷吹为例，简要介绍其测算过程:。

根据无烟煤A 和烟煤的理化性能指标和价格，对不同烟煤配比的混合煤采用加权平均的方法，得到混合煤的理化性能指标。运用上述所建立的各因 素评价法，对混合煤(无 烟 煤A + 烟煤）进行性价比 测算，结果如表3 所示^

表2马钢2016年10月喷吹单种煤性价比测算结果

从 图 2 可以看出：

1）在喷吹混合煤时，不同烟煤比例条件下，无烟煤 A 的性价比综合最高无烟煤F 煤的性价比综合最低，这也是单种无烟煤的性价比决定的。

2）就不同无烟煤与烟煤混合比例对性价比影响 分析，无 烟 煤A 、无 烟 煤B 与烟煤混合喷吹，烟煤比 例 为 4 5 % 左右性价比较高；无 烟 煤D、无 烟 煤E 、无 烟煤G、无 烟 煤 H 与 烟 煤 混 合 喷 吹 ，烟煤比例为 5 0 % 左右性价比较高；无烟煤C、无烟煤F 与烟煤混 合喷吹，烟 煤 比 例 为 5 5 % 左右性价比较高。因此，运用高炉喷吹煤性价比评价模型，可以测算无烟煤 和烟煤混合喷吹性价比较高时的配煤方案，为高炉 喷吹煤经济采购和合理喷吹提供参考。

4结语

1) 通过喷吹煤各因素评价法建立的数学模型， 能够根据每个喷吹煤种的理化指标与价格得出一个 特定的性价比指数，这个评价值能够比较客观地对 喷吹煤的成分与价格做出一个相对科学的度量s

   2) 运用高炉喷吹煤性价比评价模型，可以测算无烟煤和烟煤混合喷吹性价比较高时的配煤方案，为高炉喷吹煤经济采购和合理喷吹提供参考