随着高炉喷吹燃料技术的不断发展,焦炭已不再是惟一的燃料选择,早在1964年,我国就首先在首钢成功地完成了高炉喷吹煤粉的实践,煤粉作为辅助燃料置换了部分焦炭,降低了成本。但是高炉喷煤也存在许多问题。为了克服这些问题提出了在竖式造气炉中燃烧煤粉进行造气然后喷入高炉的一种新喷吹工艺。通过对造气炉内燃烧和气化反应的理论计算和试验研究得到:1)在燃烧反应过程中升高氧气浓度,反应时间缩短,化学反应速率升高,考虑到富氧的成本,可将氧浓度控制在36%～41%范围内,燃烧反应的限制性环节不随氧浓度的升高而发生改变,始终为外扩散和化学反应两个环节混合控制;2)在燃烧反应过程中随着粒径的增大,反应时间增加,化学反应速率降低,实际生产中应采用粒径较小的煤,建议在10mm以下。反应的限制性环节始终为外扩散和化学反应混合控制,不受粒径的变化而改变;3)在燃烧反应过程中随着气体流量的增加,煤球燃烧时间呈现减小的趋势,化学反应速率升高,燃烧反应的限制性环节不变,一直都是化学反应阶段。4)在气化反应过程中改变气化温度的情况下,随着温度的增加,气化反应速率升高,反应的限制性环节受温度的影响,由外扩散转变为化学反应阶段,在实际生产中气化温度应在1100℃为宜,并计算出了气化反应的活化能;5)在气化反应过程中在升高气化剂含量的条件下,气化反应速率呈现升高的趋势,反应的限制性环节由化学反应限制转为内扩散和化学反应混合限制,表明气化剂含量对反应影响较大;6)在气化反应过程中增大气化反应中煤的粒径,化学反应速率逐渐降低,反应的限制性环节并不发生变化,始终为化学反应阶段。结合实际,建议使用粒径为6～10mm的煤。图24幅;表18个;参68篇。