焦炭粒度的預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種焦炭粒度的預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：1)計(jì)算得出配合煤中固-軟溫度間隔小于80℃且揮發(fā)份大于34％的煤種配入比例P高以及揮發(fā)份低于20％的煤種配入比例P低；2)測(cè)定配合煤的基氏流動(dòng)度，得到配合煤固-軟溫度間隔△T和配合煤基氏塑性流動(dòng)區(qū)域S；3)設(shè)定D＝A+B*△T+C*lgS+E*P高+F*P低，其中D代表焦炭平均粒度預(yù)測(cè)值，A、B、C、E、F為常數(shù)；4)將5組配煤煉焦數(shù)據(jù)代入公式，計(jì)算得出常數(shù)A、B、C、E、F的值；5)擬定配煤方案，測(cè)定配合煤基氏流動(dòng)度得出△T和S，根據(jù)公式即可求出D值。采用本發(fā)明方法得到的焦炭平均粒度無論與試驗(yàn)得到的焦炭平均粒度還是實(shí)際生產(chǎn)所得焦炭平均粒度都具有較高的契合度極高。
【專利說明】焦炭粒度的預(yù)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金煉焦【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種焦炭粒度的預(yù)測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 焦炭的粒度組成影響高爐的透氣性。中型高爐入爐焦的平均粒度一般為25? 60mm，大型高爐的則為40?80mm。大塊焦炭在焦炭層的透氣性好，相應(yīng)地，軟融帶的透氣性 亦良好，焦炭到達(dá)爐缸時(shí)粒度也不至過小，過小會(huì)引起爐缸堆積。由于塊度的穩(wěn)定性取決于 其強(qiáng)度，焦炭粒度的選擇應(yīng)以焦炭強(qiáng)度為基礎(chǔ)。入爐焦炭強(qiáng)度高，平均粒度可適當(dāng)小些；焦 炭強(qiáng)度相對(duì)低，焦炭粒度應(yīng)適當(dāng)增大些?？梢?，煉焦生產(chǎn)工序配煤比的確定，除了需要確保 得到一定的焦炭強(qiáng)度，還需要得到一定的焦炭粒度。
[0003] 為得到合適的焦炭粒度，現(xiàn)有技術(shù)是通過增加高收縮度煤種配入比例減小焦炭粒 度，增加低收縮度煤種配入比例增大焦炭粒度的方法來實(shí)現(xiàn)的，即通過調(diào)節(jié)高收縮度煤種 和低收縮度煤種的配入比例來調(diào)節(jié)焦炭粒度的大小。從理論上講，在炭化室?guī)缀纬叽绾图?熱制度一定的條件下，焦炭的粒度是由配合煤的煤質(zhì)指標(biāo)所決定的，但由于不同煤種之間 的交互影響非常復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)無法給出調(diào)整配合煤中高收縮度煤種或低收縮度煤種的配 入比例后，對(duì)配合煤煤質(zhì)指標(biāo)影響的定量評(píng)價(jià)。因而，現(xiàn)有技術(shù)僅通過調(diào)節(jié)高收縮度煤種和 低收縮度煤種的配入比例來調(diào)節(jié)焦炭粒度的大小不可避免地具有局限性，對(duì)焦炭粒度的變 化僅只有粗略的定性預(yù)測(cè)而不能定量描述，常常需要經(jīng)過多次實(shí)際生產(chǎn)才能調(diào)整得到合適 的配煤結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種焦炭粒度的預(yù)測(cè)方法，該方法通過測(cè)定配 合煤的基氏流動(dòng)度，得到固-軟溫度間隔和基氏最大流動(dòng)度，即可利用公式計(jì)算焦炭平均 粒度，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和對(duì)焦炭粒度的實(shí)際需要，相應(yīng)調(diào)整配煤比，從而無需進(jìn)行配煤煉焦試 驗(yàn)，較好的解決了配煤比調(diào)整后對(duì)焦炭粒度的定量預(yù)測(cè)問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括如下步驟：
[0006] 1)計(jì)算得出配合煤中固-軟溫度間隔小于80°C且揮發(fā)份大于34%的煤種配入比 例Ps (重量百分比，單位％ )以及揮發(fā)份低于20%的煤種配入比例Pis (重量百分比，單 位％ );
[0007] 2)測(cè)定配合煤的基氏流動(dòng)度，得到配合煤固-軟溫度間隔ΛΤ(單位為°〇和配合 煤基氏塑性流動(dòng)區(qū)域S(單位為DD);
[0008] 3)設(shè)定D=Α+Β*ΛT+C*lgS+E*P高+F*P低，其中D代表焦炭平均粒度預(yù)測(cè)值，單位 為mm，A、B、C、E、F為常數(shù)；
[0009] 4)將5組配煤煉焦試驗(yàn)或?qū)嶋H生產(chǎn)數(shù)據(jù)代入公式D=Α+Β*ΛT+C*lgS+E*Ps +F*P 低，計(jì)算得出常數(shù)A、B、C、E、F的值；
[0010] 5)擬定配煤方案，配得配合煤小樣，測(cè)定配合煤基氏流動(dòng)度，得到配合煤固-軟溫 度間隔ΛT和配合煤基氏塑性流動(dòng)區(qū)域S，根據(jù)步驟3)的公式和步驟4)計(jì)算得到的常數(shù)A、B、C、E、F的值，即可求出焦炭平均粒度預(yù)測(cè)值D。
[0011] 本發(fā)明的發(fā)明人通過大量配煤煉焦試驗(yàn)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，配合煤固-軟溫度間隔 (即用基氏塑性儀測(cè)得的煉焦煤開始軟化溫度到固化溫度之間的溫度間隔，單位°C)越寬， 塑性流動(dòng)區(qū)域（即基氏塑性儀從煉焦煤軟化形成膠質(zhì)體后阻力下降，攪拌槳開始旋轉(zhuǎn)，到 煉焦煤固化，攪拌槳停止旋轉(zhuǎn)，這期間，攪拌槳旋轉(zhuǎn)過的分度總和即為塑性流動(dòng)區(qū)域，單位 DD)越大，平行于炭化室墻面的橫裂紋間隔越寬，焦炭粒度越大。經(jīng)機(jī)理分析，發(fā)明人認(rèn)為， 煉焦煤在現(xiàn)有焦?fàn)t炭化室內(nèi)均為層狀結(jié)焦，距離炭化室墻面不同距離的煤料具有溫度梯 度，在煤料結(jié)焦過程的收縮階段，該溫度梯度引起距離炭化室墻面不同距離煤料的收縮差， 從而產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，是焦炭碎裂的原因。若配合煤固-軟溫度間隔寬、塑性流動(dòng)區(qū)域大， 則煉焦煤半焦層厚且強(qiáng)度高，焦餅縱、橫裂紋間隔寬，焦炭粒度越大。
[0012] 發(fā)明人在長(zhǎng)期的研宄中還發(fā)現(xiàn)，除了配合煤的固-軟溫度間隔和塑性流動(dòng)區(qū)域以 夕卜，固-軟溫度間隔較窄、揮發(fā)份較高的煤種（指揮發(fā)份大于34%、固-軟溫度間隔小于 80°C的煤種）和低揮發(fā)份煤種（指揮發(fā)份低于20%的煤種）的配入比例對(duì)焦炭粒度也有 影響，其機(jī)理為半焦收縮裂紋與氣體的析出量有關(guān)。因此，選擇固-軟溫度間隔較窄、揮發(fā) 份較高的煤種和低揮發(fā)份煤種的配入比例作為另兩個(gè)影響因子。固-軟溫度間隔較窄、揮 發(fā)份較高的煤種配入比例越高，垂直于炭化室墻面的縱裂紋間隔越小，焦炭粒度越小。低揮 發(fā)份煤種的配入比例越高，垂直于炭化室墻面的縱裂紋間隔越大，焦炭粒度越大?？梢姡?合煤的固-軟溫度間隔、塑性流動(dòng)區(qū)域的大小和低揮發(fā)份煤種的配入比例與焦炭粒度正相 關(guān)，固-軟溫度間隔較窄、揮發(fā)份較高的煤種配入比例與焦炭粒度負(fù)相關(guān)。對(duì)大量配煤煉焦 試驗(yàn)及實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到焦炭粒度預(yù)測(cè)方法。
[0013] 采用本發(fā)明方法計(jì)算預(yù)測(cè)得到的焦炭平均粒度無論與試驗(yàn)得到的焦炭平均粒度 還是實(shí)際生產(chǎn)所得焦炭平均粒度的契合度極高，預(yù)測(cè)精度在±2_以內(nèi)。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015] 本發(fā)明的方法包括如下步驟：
[0016] 1)計(jì)算得出配合煤中固-軟溫度間隔小于80°C且揮發(fā)份大于34%的煤種配入比 例Ps (重量百分比，單位％ )以及揮發(fā)份低于20%的煤種配入比例Pis (重量百分比，單 位％ );
[0017] 2)測(cè)定配合煤的基氏流動(dòng)度，得到配合煤固-軟溫度間隔ΛΤ(單位為°〇和配合 煤基氏塑性流動(dòng)區(qū)域S(單位為DD);
[0018] 3)設(shè)定D=Α+Β*ΛT+C*lgS+E*P高+F*P低，其中D代表焦炭平均粒度預(yù)測(cè)值，單位 為mm，A、B、C、E、F為常數(shù)；
[0019] 4)將5組配煤煉焦試驗(yàn)或?qū)嶋H生產(chǎn)數(shù)據(jù)代入公式D=Α+Β*ΛT+C*lgS+E*Ps +F*P 低，計(jì)算得出常數(shù)A、B、C、E、F的值；
[0020] 5)擬定配煤方案，配得配合煤小樣（50克即可），測(cè)定配合煤基氏流動(dòng)度，得到配 合煤固-軟溫度間隔ΛT和配合煤基氏塑性流動(dòng)區(qū)域S，根據(jù)步驟3)的公式和步驟4)計(jì)算 得到的常數(shù)A、B、C、E、F的值，即可求出焦炭平均粒度預(yù)測(cè)值D。
[0021] 如果計(jì)算得到的焦炭平均粒度預(yù)測(cè)值D不能滿足高爐生產(chǎn)的需要，則進(jìn)一步優(yōu)化 配煤結(jié)構(gòu)，再次根據(jù)公式和測(cè)定配合煤小樣基氏流動(dòng)度得到的配合煤固-軟溫度間隔ΛT 和配合煤基氏塑性流動(dòng)區(qū)域S，計(jì)算焦炭平均粒度預(yù)測(cè)值D，直至計(jì)算得到的焦炭平均粒度 預(yù)測(cè)值D能夠滿足高爐生產(chǎn)的需要，才將該次配煤結(jié)構(gòu)確定為實(shí)際配煤方案。
[0022] 表1為五組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用于求出預(yù)測(cè)公式中的常數(shù)A、B、C、E、F值。
[0023] 利用表中 5 組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用Origin軟件中Analysis-fitting-Multiple Linear Regression工具進(jìn)行擬合，得到多元一次方程的解：
[0024] A= 13. 857,B=0·377,C= 2. 051，E=-0·329,F=0·707
[0025] 則焦炭平均粒度預(yù)測(cè)方程為：
[0026] D= 13. 857+0. 377*ΔT+2. 051*lgS-〇. 329*Pa +0. 707*Pffi
[0027] 利用上述公式求出表2實(shí)施例1?3配煤方案所煉焦炭平均粒度的預(yù)測(cè)值分別 為55. 32mm、55. 08mm和52. 36mm，經(jīng)實(shí)際煉焦所得焦炭粒度分別為55. 15mm、55. 37mm和 52.02mm。實(shí)際值與預(yù)測(cè)值極為接近。
[0028] 表1五組試驗(yàn)數(shù)據(jù)
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種焦炭粒度的預(yù)測(cè)方法，其特征在于：該方法包括如下步驟： 1) 計(jì)算得出配合煤中固-軟溫度間隔小于80°C且揮發(fā)份大于34%的煤種配入比例P 高以及揮發(fā)份低于20%的煤種配入比例P低； 2) 測(cè)定配合煤的基氏流動(dòng)度，得到配合煤固-軟溫度間隔A T和配合煤基氏塑性流動(dòng) 區(qū)域S ; 3) 設(shè)定D = A+B* A T+C*lgS+E*Pa +F*P低，其中D代表焦炭平均粒度預(yù)測(cè)值，單位為 mm，A、B、C、E、F 為常數(shù)； 4) 將5組配煤煉焦試驗(yàn)或?qū)嶋H生產(chǎn)數(shù)據(jù)代入公式D = A+B* A T+C*lgS+E*Pa +F*P低， 計(jì)算得出常數(shù)A、B、C、E、F的值； 5) 擬定配煤方案，配得配合煤小樣，測(cè)定配合煤基氏流動(dòng)度，得到配合煤固-軟溫度間 隔AT和配合煤基氏塑性流動(dòng)區(qū)域S，根據(jù)步驟3)的公式和步驟4)計(jì)算得到的常數(shù)A、B、 C、E、F的值，即可求出焦炭平均粒度預(yù)測(cè)值D。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104484495SQ201410635922
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】鮑俊芳, 任玉明, 薛改鳳, 盛軍波, 陳勝春, 崔會(huì)明, 賈麗暉, 張雪紅, 項(xiàng)茹, 王元生, 周森林, 宋子逵, 陳鵬, 詹立志, 陳細(xì)濤, 謝傳斌, 萬基才 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司