项目背景

众所周知，提高喷煤比是高炉炼铁降低成本的重要措施之一，但由于喷入高炉的煤粉必将形成一定量的未燃煤粉，且该未燃煤粉的分布无法得到有效控制，使得焦炭强度在高炉内无法得到有效保护、高炉透气性难以改善以及炉身热效率难以进一步提高。因此，有效控制未燃煤粉在高炉内的分布是改善高炉冶炼、降低生产成本的关键所在。基于此，以东北大学为代表的研究团队自1996年起，针对该问题展开了系统深入的理论研究、技术开发、设备制造和工业化应用等方面的工作。

主要创新点

1）建立了“原始创新”的炉身喷吹与风口喷吹并行的“两段式煤粉喷吹理论”。基于未燃煤粉在高炉内的分布状态及其对高炉冶炼的影响，建立了“原始创新”的炉身喷吹与风口喷吹并行的“两段式煤粉喷吹理论”，揭示了炉身喷吹煤粉的走向及其影响因素，为控制未燃煤粉的分布、改善高炉料柱透气性和有效保护高炉操作环境下的焦炭强度等目标提供了理论基础。

2）开发了两段式煤粉喷吹工艺及关键技术。两段式煤粉喷吹工艺即在传统风口喷吹的同时在炉身下部软熔带上方设置炉身喷吹口，该工艺具有：①保护焦炭强度，②改善料柱透气性，③提高高炉热效率等特点。同时，解决了该工艺的关键技术问题，如二段（炉身）喷吹位置、炉身喷吹量、二次补气技术等。采用该技术可实现喷吹煤粉在高炉内的高效利用，针对未燃煤粉特性，达到了“扬长避短”的使用效果。

3）设计了两段式煤粉喷吹工艺的关键设备和操作系统。包括专用特质炉身喷枪、专用分配器及适合于炉身喷吹的硬件系统和自动控制系统以及配套操作系统。这些关键设备和操作系统运行稳定可靠，实现了两段式煤粉喷吹工艺的长期稳定运行。

推广应用成果

本项目共获授权专利9项（其中2003年授权专利ZL00123294.0已失效）、发表学术论文40余篇、专著1部。两段式喷吹煤粉工艺在包钢、上海梅钢、瑞典SSAB公司等应用推广，仅包钢的效益总额达6233万元/年。中国金属学会组织的科学技术成果评价会专家一致认为该成果总体达到了国际领先水平。

项目获奖情况：2021年冶金科学技术奖一等奖；完成单位：东北大学、内蒙古包钢钢联股份有限公司、上海梅山钢铁股份有限公司、内蒙古科技大学、重庆科技学院；

完成人：沈峰满、吴钢生、郑海燕、刘代德、姜鑫、白文广、罗果萍、沈岩松、高强健、朱光俊等。