炼焦配煤与焦炭质量关联性的初步研究

【摘要】：随着国民经济迅速发展,钢铁需求量逐年上升,用于炼钢冶金焦需求量也迅速增大。稳定焦炭质量,降低炼焦成本是焦化行业追求的目标。 炼焦配煤作为合理利用煤炭资源,降低炼焦成本的重要技术手段,引起人们越来越多的关注。炼焦配煤是一个复杂的过程,通过整合现有煤资源来实现预期焦炭质量指标。而焦炭质量是炼焦配煤的一个重要指标,其主要由配合煤的性质决定；配合煤的性质又是由各单种煤的性质与配比来决定。因此通过优选配合煤的煤种及优化煤种间的配比即可控制焦炭质量,降低炼焦用煤成本。 本文参考国内外大量配煤理论与方法,了解到单种煤性质与配合煤各指标以及配合煤的部分指标与焦炭部分指标有一定线性关系,而配合煤的一些因素与焦炭的强度有一定的非线性关系。因此,可以利用线性回归与工厂生产数据,设计符合实际生产的配合煤预测模型。而对焦炭质量的预测可以采用非线性支持向量机方法建立预测模型。在焦炭强度预测模型建立中,考虑到在正常生产条件以及工艺条件有波动的情况下,影响因素不同而造成预测结果的差异。在正常生产时,选用配合煤的挥发份、粘结指数两因素建模。通过计算,得出焦炭的强度M25和M10的实测值和预测值的相对误差平均值分别为1.69%和2.32%,因此可以认为运用此模型能得到相对可靠的预测结果。而在生产、工艺条件有波动的情况下,选用焦炉平均温度、结焦时间、细度以及配合煤的挥发份、粘结指数五个因素为变量,用支持向量机方法建立焦炭质量预测模型。通过计算,得出焦炭的强度M25和M10实测值和预测值相对误差平均值分别为0.69%和1.50%,因此可以认为运用此模型得到相对可靠的预测结果,且精度更高。实验结果表明配煤炼焦过程的复杂关系可以用基于统计理论的支持向量机来正确描述,为进一步提高焦炭质量预测准确性和科学性提供了一种新方法。 对于焦化企业而言,一个新配煤的确定须先通过半工业试验验证后方可进行工业焦炉生产。选用经济可靠,操作简便的炼焦试验方法,就可以节约焦化企业大量的物力、财力。因此,本文提出了一种与所研究焦化企业相适应的炼焦试验方法——20kg铁桶试验。发现在煤饼与铁桶之间间隙为23mm,堆密度为1.2t/m3时,铁桶试验结果可较好地预测工业焦炉成焦强度,其预测模型方程如下： 当置信度为0.95时,M25=1.015M25铁桶+0.765；M10=1.033M10铁桶-2.86； 最后,本文首次运用数学模拟与20kg铁桶试验结合的方法进行炼焦配煤试验。首先通过焦炭质量预测模型优化若干个炼焦配比,然后选用以上配比进行20kg铁桶试验,根据铁桶试验结果确定最终配比。在整个过程中,由于焦炭质量模型和炼焦试验方法准确可靠,可以快速有效地确定配煤比,为选择经济可行的配煤方案提供依据。从而优化配煤方案,在保证焦炭质量基础上,降低生产成本,提高焦化企业市场竞争能力。