高爐綜合噴吹辟新徑
高爐噴煤技術自20世紀60年代開始大規模應用于鋼鐵工業生產，為現代高爐廣泛采用，是以煤代焦、降低成本的主要措施，也是調節爐況和改善冶煉過程的重要手段。
鞍鋼作為國內最早研究和采用噴煤技術的企業，高爐噴吹工藝已較為成熟，在噴吹煤種選擇、煤粉性能、混合配煤、噴吹操作等傳統研究方面積累了豐富的經驗，同時為實現進一步節能減排、低碳煉鐵的發展目標，對一些新的綜合噴吹技術思路也積極探索和實踐，如噴吹褐煤、噴吹高爐除塵灰、煤粉中添加助燃劑、噴吹焦爐煤氣等，并在這些領域進行了大量研究工作。
噴吹褐煤———降本增效的可行手段
通過合理混合配煤，可以擴大噴煤資源，降低成本，并綜合各煤種的優點，達到噴煤最佳性能配置。一些煤源廣泛、價格合理，而性能指標較差的煤種在采用混合噴煤時也可適當應用，其中價格相對低廉的褐煤逐漸被研究者們關注。褐煤屬于煤化程度最低的煤種，含水量高，熱值低，易風化和自燃，不利于長途運輸和貯存，因此價位較低，多用作化工、動力、民用燃料。鞍鋼周邊東北和內蒙古地區褐煤資源比較豐富，具備一定的地理優勢，而且褐煤普遍硫含量偏低，如果不影響噴煤工藝性能，適當添加褐煤可以有效降低噴煤成本，為此在實驗室對添加褐煤的影響進行了基礎研究。
試驗使用的褐煤取自離鞍鋼地理位置最近的某礦區，重點考察了添加褐煤對燃燒性能的影響，因為只有燃燒性能好的煤粉才能在風口有限的空間、時間內充分燃燒，避免或減少未燃煤粉進入料柱，使料柱透氣性不易惡化，進而最大限度地提高煤焦置換比、增強以煤代焦效果。燃燒性能使用煤粉靜態燃燒法檢測，稱取粒度為0.2mm以下的空氣干燥分析煤樣(100±2)mg，均勻平鋪在灰皿內，在1200℃恒溫條件下置于燃燒爐內燃燒，使用紅外氣體分析儀在線檢測抽取的燃燒尾氣CO2成分含量，根據CO2含量變化判斷煤粉的燃燒性能差異。
由燃燒性試驗可知，隨著褐煤配比增加，CO2含量曲線峰值逐漸前移，燃盡時間縮短，燃燒速度明顯加快。這是因為褐煤煤化度低、揮發分高、含氧高、化學反應性強、燃燒溫度低，所以添加到無煙煤中必然能起到助燃的作用，與煙煤一樣能提高噴吹煤粉的燃燒率。同時，褐煤含硫較低，灰熔點較高，可磨性較好，可以滿足高爐噴吹用煤的工藝要求。添加褐煤的不利因素是褐煤水分較大、發熱量低，尤其是灰分高，使配入量有限。綜合利弊，若能找到灰分較低的穩定褐煤資源，可以在配煤中較多使用，因其價格低廉，將起到顯著的降本增效作用。
高爐除塵灰綜合噴吹———簡單高效回收Fe
鞍鋼高爐除塵灰主要來源于爐前出鐵過程中產生的粉塵與爐頂主皮帶料頭處放料時產生的粉塵，爐前與爐頂的粉塵量比例大致為7∶3。鞍鋼將兩種粉塵分別收集、集中排放，通過各自的布袋系統經斗提后收集在同一集粉罐中外排。鞍鋼高爐除塵灰中含鐵近70%，回收價值極高，此前也采用傳統的返回燒結配料方法，但當成分波動較大時往往配料困難，而且由于除塵灰粒度極細（小于0.09mm的比例達70%），理化性質也與精礦等存在較大差異，實際并不利于燒結礦/球團礦強度和其他指標的穩定和提高。鑒于這些問題，同時結合除塵灰的細粉特性，如果能將其添加到高爐噴吹煤粉中，在保證噴煤效果的基礎上一起噴入高爐，無疑是最簡單、有效的回收方式。
基于這種思路，研究人員對添加除塵灰后的混合煤粉進行了相關試驗，評價了混合煤粉灰熔點、發熱量和燃燒性能變化。因為除塵灰絕大部分物質都作為灰分引入了煤粉，所以直接導致了混合煤灰分增加，固定碳含量降低。由試驗可知，當除塵灰添加到10%時，試樣灰分含量增加了9%，揮發分減少了2%，固定碳減少了7%，發熱量降低了約5MJ/kg。有利的方面是，混合煤的灰熔點有所升高，并且燃燒性試驗表明添加除塵灰后煤粉燃燒性能得到改善。隨著除塵灰配比增加，CO2含量曲線到達峰值前越來越陡，燃盡時間明顯縮短，分析認為主要原因是除塵灰中鐵氧化物的引入量逐漸增多，起到了催化煤粉燃燒的作用。這種效果要大于灰分增加等造成的不利影響。
綜上可知，將高爐除塵灰添加到噴吹煤粉中可以改善煤粉燃燒效果，最重要的是能非常簡單高效地回收Fe資源，考慮到噴煤灰分一般不超過15%，最好控制除塵灰混入量小于7%。在實驗室研究基礎上，2009年鞍鋼在2號高爐（3200m3）進行了噴吹除塵灰工業試驗。試驗期間，高爐生產正常，燃料比基本不變，鐵水與爐渣成分穩定，高爐產量有所增加，利用系數提高0.035t/m3·d。
噴吹煤粉中添加助燃劑———提高噴煤效率
鞍鋼高爐噴煤工藝已較為成熟，在影響噴煤比的一些常規因素如入爐風溫、原料條件、設備狀況、操作水平等基本保持穩定的前提下，強化煤粉在風口回旋區的燃燒，加快燃燒速率，成為進一步提高煤比、改善高爐冶煉條件的新手段。結合國內外在煤粉助燃劑領域的相關研究，鞍鋼于2010年在5號高爐（2580m3）進行了噴煤中加入助燃劑的工業試驗，試驗使用含錳系氧化物助燃劑（錳氧化物含量15%~20%，其余主要為鈣、鎂氧化物），添加比例為0.6%，并對高爐主要操作參數和生產技術指標進行了統計分析。
工業試驗分為兩個階段：第一階段為基準期，第二階段為添加助燃劑的試驗期，各為期一個月，基準期和試驗期內配煤種類和配比保持穩定。整個試驗期間高爐生產較為穩定，未出現大的爐況波動，試驗期的生產情況明顯好于基準期。試驗期煤比波動相對平穩，較基準期有提高趨勢，而焦比呈明顯降低趨勢。據統計，試驗期噴煤比增加了8.10kg/t，焦比降低了10.30kg/t（校正后為9.67kg/t）。另外，試驗期間高爐日產量增加，平均利用系數增加，綜合焦比降低。總體而言，高爐噴吹煤粉中添加助燃劑取得了較好的效果，通過對煤粉燃燒率進行測算，試驗期間平均煤粉燃燒率比基準期提高了5%以上，表明助燃劑對改善煤粉燃燒性能起到了重要作用。
高爐噴吹焦爐煤氣———改進高爐能源結構
焦爐煤氣中含有大量的H2（＞50%）及部分CH4等碳氫化合物。高爐噴吹焦爐煤氣可以改進高爐的能源結構，為鐵礦石的還原過程提供更好的還原劑，有效提高H和C的利用率，降低煤和焦炭的消耗，減少CO2排放。鞍鋼鲅魚圈分公司焦爐煤氣過剩，之前用于燒石灰窯、供CCPP（燃氣蒸汽聯合循環發電機組）發電，剩余部分低價賣給電廠，造成高附加值能源的浪費，經過多次技術論證，確定在兩座高爐(4038m3)上實施噴吹焦爐煤氣工藝。噴吹工程在2011年底完工，先期進行壓縮空氣噴吹試驗調試系統，從2012年7月首先在1號高爐開始噴吹焦爐煤氣試運行。試驗初期使用8根噴槍，噴吹量為3000m3/h～3500m3/h，壓力0.55MPa～0.60MPa，之后根據運行效果逐漸擴展煤槍數量，加大噴吹量。
2012年6月份該系統沒有噴吹焦爐煤氣，作為基準期；9月份噴吹焦爐煤氣（18根噴槍，噴吹量6000m3/h～6500m3/h，壓力為0.55MPa～0.56MPa），作為試驗期。結果顯示，噴吹焦爐煤氣以后，高爐的入爐燃料比明顯降低，爐頂煤氣中的H2含量略有升高趨勢，但變化量不大。經統計，2012年9月份較當年6月份高爐燃料比降低了18kg/t，綜合焦比降低了15.79kg/t。須要特別說明的是，與當年6月份相比，2012年9月份高爐原燃料條件有所惡化，焦炭強度下降，入爐品位降低，渣量增大，高爐順行難度加大，但由于噴吹焦爐煤氣，不僅保證了高爐順行，而且還大幅度降低了入爐燃料比。這些都表明焦爐煤氣在高爐內得到了較好的利用，并對改善爐缸工作狀況、保持高爐順行產生了良好的效果。