CN106501481A - 一种肥煤煤质的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肥煤煤质的评价方法，主要解决现有肥煤煤质的评价存在缺陷、不能满足配煤炼焦生产需求的技术问题。方案为：一种肥煤煤质的评价方法，包括：1）检测肥煤的煤质关键指标，得出其粘结指数G、胶质层最大厚度Y、全膨胀度DT和催化指数MCI；2）设定P为肥煤煤质评价指数，且令：P=k₁×G+k₂×Y+k₃×DT+k₄×MCI+m，其中G、Y、DT、MCI分别为基准肥煤的粘结指数、胶质层最大厚度、全膨胀度和催化指数；k₁、k₂、k₃、k₄和m为常数，通过肥煤质量指标拟合得到；3）计算出肥煤煤质评价指数P,P值越大，则代表肥煤煤质越好。本发明实现肥煤煤质有效评价，合理选择，科学配用。

Description

一种肥煤煤质的评价方法

技术领域

本发明属于煤化学及冶金炼焦学技术领域，特别涉及一种肥煤煤质的评价方法。

背景技术

近年来，随着钢铁企业的迅猛发展，对炼焦煤的需求量大增，尤其是对中变质程度强粘煤例如肥煤的需求更高。肥煤具有很强的粘结能力，受热时产生大量的胶质体，是配煤的重要成分。在配煤炼焦方案中，肥煤起着调整配合煤流变性和膨胀性，促进不同炼焦煤煤粒间接触更紧密的作用。

根据中国煤炭分类标准（GB 5751-2009）的规定，挥发分10.0~37.0%，G值>85，Y 值>25.0的炼焦煤统一被分类为肥煤。由于该分类方法范围较宽，不同肥煤在配煤中发挥的作用存在较大差异。肥煤炼焦横裂纹多，焦炭气孔率高。

在实际应用中，为更好地满足采购和配煤需要，需要确定各指标对肥煤质量权重，对其煤质进行排序，以更合理的价位采购相应质量的肥煤，并将肥煤进一步的细分为优质肥煤、一般肥煤和劣质肥煤，从而能够更精准配煤。目前，国内许多焦化企业肥煤煤质评价仍采用在满足国标的基础上，再增加单种煤结焦性能指标，但由于肥煤胶质体含量丰富，并具有高流动高膨胀的特性，单种煤结焦易产生大量泡焦，常出现流动膨胀高的肥煤，其单种煤结焦性能较次，因此该指标对肥煤质量评价易出现偏颇，影响对肥煤煤质的准确评价。

文献《炼焦煤价效评价体系的建立与应用》（河南冶金，2013，2l（4）：31-33）中介绍了以性价比来评价炼焦煤的方法，质量指标选取灰分、硫分、挥发分、G和标准方差来评价炼焦煤的质量。在粘结性能指标选择上，仅以G值作为评价指标，不能全面评价肥煤的粘结特性。

中国专利申请号为201210384856.4，一种炼焦煤性价比评价方法，公开了一种炼焦煤性价比评价方法，它将煤的挥发分、灰分、硫分、G、Y及单种焦的M₄₀和M₁₀作为评价指标，计算评价得分，评价单种煤质量。专利采用G和Y来评价肥煤的粘结性能，由于G是快速加热评价肥煤粘结其它惰性物质的能力，而快速加热与正常加热相比会改变炼焦煤的性能；指标Y对于粘结性好的煤区分度较差；因此这些指标没有针对肥煤的特点进行评价，单种肥煤炼焦得到的单种焦强度差，并不能说肥煤在配煤中发挥的作用小，因此，其评价结果有失偏颇。

中国专利申请号为201310228936.5，肥煤煤质的评价方法，公开了一种肥煤煤质的评价方法，通过检测肥煤的煤质粗粒镶嵌结构比例X、最大基氏流动度MF和膨胀度 b，来计算肥煤煤质评价指数P，用于肥煤质量评价。但由于对于高挥发分肥煤膨胀度b在测定过程中受气体的影响较大，造成评价的偏颇，b值很大的煤会评价得分很高，而实际上这类煤没有起到如此好的作用。

综上所述，现有肥煤的评价方法存在以下几个方面不足。第一是没有针对肥煤在炼焦配煤中发挥的作用进行专门性评价；第二是在指标的选择上不够全面，没有克服各种评价指标的缺点，对肥煤作出客观的评价。

发明内容

本发明的目的是提供一种肥煤煤质的评价方法，主要解决现有技术中肥煤煤质的评价存在缺陷、不能满足配煤炼焦生产需求的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

一种肥煤煤质的评价方法，包括以下步骤：

1）检测肥煤的煤质关键指标，得出其粘结指数G、胶质层最大厚度Y（单位为 mm）、全膨胀度DT（即最大收缩度a和最大膨胀度b之和）（单位为 %）和催化指数MCI；

2）设定P为肥煤煤质评价指数，按公式一确定：

P=k₁×G + k₂×Y + k₃×DT + k₄×MCI + m 公式一

公式一中，G、Y、DT、MCI分别为肥煤的粘结指数、胶质层最大厚度、全膨胀度和催化指数；k₁、k₂、k₃、k₄和m为常数，通过已用肥煤质量指标按公式二拟合得到，其中m=m₁+m₂+m₃+m₄：

y_{i ，j =} k_ix_{i ，j}+m_i 公式二

公式二中，i代表指标，取值范围为1,2,3,4；其中1代表指标粘结指数G；2代表胶质层最大厚度Y；3代表全膨胀度DT（即最大收缩度a和最大膨胀度b之和）；4代表催化指数MCI；j代表已用肥煤煤样个数，取值范围为1,2，...,n，其中n大于等于3；将已用肥煤中G值按从小到大排序，x_{1 ，0}=G值最低值，对应y_{1 ，j}=10；x_{1 ，n}=G值最高值，对应y_{1 ，n}=20，代入公式二求出k₁和m₁；将已用肥煤中Y值按从小到大排序，x_{2 ，0}=Y值最低值，对应y_{2 ，j}=10；x_{2 ，n}=Y值最高值，对应y_{2 ，n}=20，代入公式二求出k₂和m₂；将已用肥煤中DT值按从小到大排序，x_{3 ，0}=DT值最低值，对应y_{3 ，j}=10；x_{3 ，n}=DT值最高值，对应y_{3 ，n}=20，当DT大于300时，取x_{3 ，n}=300，对应y_{3 ，n}=20，代入公式二求出k₃和m₃；将已用肥煤中MCI值按从小到大排序，x_{4 ，0}=MCI值最低值，对应y_{4 ，j}=40；x_{4 ，n}=MCI值最高值，对应y_{4 ，n}=20，代入公式二求出k₄和m₄；求出m_{1 、}m_{2 、}m₃、m₄的和m；

3）将步骤2）中求出k₁、k₂、k₃、k₄及m代入公式一，求出肥煤煤质评价指数P，P值越大，则代表肥煤煤质越好,反之，P值越低，则煤质越差。

本发明方法评价的肥煤是指炼焦用肥煤，符合中国煤炭分类标准（GB 5751-2009）的规定，煤的挥发分10.0~37.0%，G值>85，Y值>25.0。

本发明通过选择粘结指数G、胶质层最大厚度Y和全膨胀DT值和催化指数MCI这四个指标，将各个指标按一定权重进行评分，来评价肥煤质量；本发明将粘结性能和化学性能分别按60和40权重分配评分，这是由于肥煤的粘结性能在配煤中发挥的主要作用，粘结性能又以三个指标来表示，分别是反映容惰能力的G值，反映粘结性物质多少的Y值和反映膨胀特效的DT，三个指标的权重平均分配，都取20。

本发明选择上述四个指标的主要基于以下研究，从配煤炼焦及焦炭形成机理上，影响焦炭质量的关键因素是煤的粘结性能和化学性能；从化学性能上选择催化指数来表征肥煤，决定催化指数的灰成分是随着配煤炼焦全部进入焦炭中的，单种肥煤的催化指数高，其对配煤的影响是直接的；从粘结性能上，综合选择粘结指数G、胶质层最大厚度Y和全膨胀DT值进行综合评价，这是由于肥煤在配煤中主要作用是提高配煤粘结性能，是粘结其它惰性物质的能力，最终形成均匀胶质体，因此单种肥煤的粘结性能需要综合的评价，是重要的评价指标。

本发明没有选择焦炭的冷热强度作为评价指标，这是由于一般中等变质程度和中等粘结性能的煤有更好的冷热强度，而往往粘结性好的煤其单种煤炼焦焦炭气孔大，冷热强度低，因此不以焦炭的冷热强度作为评价指标。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：

1、本发明将肥煤的粘结指数、最大胶质层厚度和膨胀度及灰成分催化指数确定为评价肥煤质量的关键指标，得出各评价指标的权重，明确不同来源肥煤的优劣程度。

2、本发明不直接以冷热强度作为评价指标，而是将其分解为化学性能催化指数和粘结性能进行评价，从而避免了对单种肥煤评价不能反映其在配煤中的作用的问题。

3、本发明采用催化指数作为评价指标，单种煤的灰成分直接转移到配煤及焦炭中，能够更客观的评价炼焦煤对配煤及焦炭的影响。

4、本发明通过对粘结性能进行分段评价，克服了对高膨胀度的煤评价的偏颇，有利于合理评价炼焦肥煤；

5、本发明有益于企业对不同来源肥煤价格的合理定位；有益于企业对不同来源肥煤合理配用，利于焦炭质量稳定。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

取某公司现用的7个炼焦肥煤煤种为例进行，按本发明方法评价。

一种肥煤煤质的评价方法，包括以下步骤：

1）检测肥煤的煤质关键指标，取煤样进行试验，包括工业分析、灰成分分析、粘结指数G、胶质层最大厚度Y和全膨胀DT，通过工业分析及灰成分计算MCI，得到数据如表1所示；

2）设定P为肥煤煤质评价指数，按公式一确定：

P=k₁×G + k₂×Y + k₃×DT + k₄×MCI + m 公式一

公式一中，G、Y、DT、MCI分别为肥煤的粘结指数、胶质层最大厚度、全膨胀度和催化指数；k₁、k₂、k₃、k₄和m为常数，通过现用肥煤质量指标按公式二拟合得到，其中m=m₁+m₂+m₃+m₄：

y_{i ，j =} k_ix_{i ，j}+m_i 公式二

公式二中，i代表指标，取值范围为1,2,3,4；其中1代表指标粘结指数G；2代表胶质层最大厚度Y；3代表全膨胀度DT（即最大收缩度a和最大膨胀度b之和）；4代表催化指数MCI；j代表已用肥煤煤样个数，取值范围为1、2、3、4、5、6、7；将已用肥煤中G值按从小到大排序，x_{1 ，0}=90，对应y_{1 ，j}=10；x_{1 ，n}=101，对应y_{1 ，n}=20，代入公式二求出k₁=（20-10）/（101-90）=0.91，m₁=y₁-k₁x₁=10-0.91*90=-71.82；将已用肥煤中Y值按从小到大排序，x_{2 ，0}=23.9，对应y_{2 ，j}=10；x_{2 ，n}=37.1，对应y_{2 ，n}=20，代入公式二求出k₂ =（20-10）/（37.1-25.1）=0.83，m₂=10-0.83*25.1=-10.83；将已用肥煤中DT值按从小到大排序，x_{3 ，0}=170，对应y_{3 ，j}=10；x_{3 ，n}=300（DT最大值为585，大于300，取x_{3 ，n}=300），对应y_{3 ，n}=20，代入公式二求出k₃=（20-10）/（300-170）=0.077，m₃=10-0.077*170=-3.08；将已用肥煤中MCI值按从小到大排序，x_{4 ，0}=0.017，对应y_{4 ，j}=40；x_{4 ，n}=0.071，对应y_{4 ，n}=20，代入公式二求出k₄=（20-40）/（0.071-0.017）=374，m₄=20-374*0.071=46.4；求出m，m=m₁+m₂+m₃+m₄=-71.82-10.83-3.08+46.4=-39.33；

3）将步骤2）中求出k₁、k₂、k₃、k₄及m代入公式一，

P = 0.91×G+0.83×Y+0.077×DT-374×MCI-39.33 公式一

通过公式一计算各肥煤煤质评价指数P，对FM01，由于DT=455，取DT=300，同时将Y=30.1，G=98，MCI=0.039，代入公式一求出P₁=84；对于FM02，将DT=268，Y=,27.4，G=93，MCI=0.032，代入公式一求出P₂=77；同理求出P₃=88、P₄=72、P₅=80、P₆=80、P₇=69，如表2所示，FM03的P₃为88，在所取的7个肥煤煤样中，肥煤煤质最好。

表1 肥煤基础性能分析数据表

表2 肥煤的评价结果数据表

如表2所示，FM03的P₃为88，表示质量最好，而FM07的P₇为69，评分较低，质量较差，需要减少配比，优先淘汰；对于FM05尽管其粘结指标较高，由于DT进行了分段评价，避免了评价的偏颇，又由于其催化指数MCI较高，因此其P₅为80，评分中等。

Claims (1)

1.一种肥煤煤质的评价方法，其特征是，包括以下步骤：

1）检测肥煤的煤质关键指标，得出其粘结指数G、胶质层最大厚度Y、全膨胀度DT和催化指数MCI；

2）设定P为肥煤煤质评价指数，按公式一确定：

P=k₁×G + k₂×Y + k₃×DT + k₄×MCI + m 公式一

公式一中，G、Y、DT、MCI分别为肥煤的粘结指数、胶质层最大厚度、全膨胀度和催化指数；k₁、k₂、k₃、k₄和m为常数，通过已用肥煤质量指标按公式二拟合得到，其中m=m₁+m₂+m₃+m₄：

y_{i ，j =} k_ix_{i ，j}+m_i 公式二

公式二中，i代表指标，取值范围为1,2,3,4；其中1代表指标粘结指数G；2代表胶质层最大厚度Y；3代表全膨胀度DT（即最大收缩度a和最大膨胀度b之和）；4代表催化指数MCI；j代表已用肥煤煤样个数，取值范围为1,2，...,n，其中n大于等于3；将已用肥煤中G值按从小到大排序，x_{1 ，0}=G值最低值，对应y_{1 ，j}=10；x_{1 ，n}=G值最高值，对应y_{1 ，n}=20，代入公式二求出k₁和m₁；将已用肥煤中Y值按从小到大排序，x_{2 ，0}=Y值最低值，对应y_{2 ，j}=10；x_{2 ，n}=Y值最高值，对应y_{2 ，n}=20，代入公式二求出k₂和m₂；将已用肥煤中DT值按从小到大排序，x_{3 ，0}=DT值最低值，对应y_{3 ，j}=10；x_{3 ，n}=DT值最高值，对应y_{3 ，n}=20，当DT大于300时，取x_{3 ，n}=300，对应y_{3 ，n}=20，代入公式二求出k₃和m₃；将已用肥煤中MCI值按从小到大排序，x_{4 ，0}=MCI值最低值，对应y_{4 ，j}=40；x_{4 ，n}=MCI值最高值，对应y_{4 ，n}=20，代入公式二求出k₄和m₄；求出m_{1 、}m_{2 、}m₃、m₄的和m；

3）将步骤2）中求出k₁、k₂、k₃、k₄及m代入公式一，求出肥煤煤质评价指数P，P值越大，则代表肥煤煤质越好。