CN110275007B - 一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法，解决了焦炉炼焦配煤优化选择的问题，通过设计的评价体系模型，不仅增加了不同炼焦煤挥发分对煤气产生量的影响，而且考虑了对高炉经济指标的影响，此评价体系模型更科学、更加贴近于生产实际，体现了服务客户的理念，同时对指导采购部门降低公司原料采购成本具有现实指导意义。
Description
技术领域
本专利申请属于焦化配煤技术领域，更具体地说，是涉及一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法。
背景技术
目前中国钢铁业进入了微利时代，生产成本日益成为决定钢铁企业核心竞争力的重要影响因素之一。常规炼焦工艺生产的冶金焦，要提高焦炭强度必须增加优质焦煤、肥煤的配入量，而中国焦炭产能大，优质焦煤、肥煤资源紧缺，这些因素造成了优质炼焦煤价格的持续偏高，继而造成冶金焦生产成本过高。为了扩大炼焦煤资源，节约优质炼焦煤，降低钢铁企业高炉炼铁生产成本，研究建立科学的炼焦煤评价体系模型的重要性日趋突出。
现阶段，焦化企业炼焦煤评价体系大都采用常规性价比测算法，即直接比较炼焦煤各项质量指标，对每项指标人为设定一定权重，按照炼焦煤各煤种的质量指标得分与结算价格之间的比值测算性价比，最终以性价比得分高低进行单种煤之间的优劣排序。这种方法的优点是各煤种矿点的性价比排名一目了然，缺点是人为设定各项指标权重，缺少理论支撑，体现不出与焦炭成本之间的对应关系，同时也缺少对高炉工序经济指标影响程度的对应关系。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法，该模型不仅增加了不同炼焦煤挥发分对煤气产生量的影响，而且考虑了对高炉经济指标的影响。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法，思路为：取一单种煤作为标准煤种，将其对应的焦炭质量指标作为参照标准，将其它煤种炼制焦炭质量指标与这一标准进行比较，用对高炉的影响程度表征这一比较值，将对高炉的影响程度体现在焦炭成本上，最终用不同焦炭对应的焦炭成本表征出不同单种煤的性价比。
本发明技术方案的进一步改进在于：包括如下步骤：
（1）对不同矿点煤进行结焦性能研究：在参考常规炼焦煤质量指标的前提下，利用小焦炉成焦试验，对每个矿点煤的成焦性进行研究，对每个单种煤单独冶炼成焦的物理性能和化学性能进行统计、比对分析，得到小焦炉焦炭质量指标，确保性价比测定所需数据的完整性；
（2）选取小焦炉焦炭质量指标中的焦炭灰分Ad、硫分St,d、抗碎强度M40、耐磨强度M10、反应性CRI、反应后强度CSR作为对高炉经济指标有影响的参数；
（3）依照各单种煤挥发分Vdaf，计算出对应的吨焦煤耗B煤，结合对应的煤炭结算价格P煤，企业生产焦炭的加工费用C加工及副产品回冲费用C回冲，计算出常规吨焦成本C常；
其中，C常=B煤×P煤+ C加工-C回冲；
B煤=100/（103-Vdaf）；
C加工=辅助材料+燃料及动力+辅料消耗+职工薪酬+制造费用；
C回冲=焦炉煤气回冲费用+其它回冲费用；
（4）建立焦炭灰分Ad、硫分St,d、抗碎强度M40、耐磨强度M10、反应性CRI、反应后强度CSR指标变化造成高炉焦比、铁水产量以及高炉利用系数变化的对应关系；
（5）选择一种质量稳定，且指标适中的矿点煤作为参照标准，分别计算出该矿点煤因焦炭指标变化造成对高炉吨铁成本有影响的三个参数变化：焦比变化△C焦比、产量变化△C产量、利用系数变化△C利用系数；同时计算出因铁水产量变化所带来的炼铁工序固定成本的相对变化△C固，结合当前市场焦炭价格P焦、铁水价格P铁、制造费用P制造以及综合焦比B焦计算出吨焦修正成本C修，吨焦修正成本C修的计算方法为：
C修= C焦比+C产量+C利用系数-C固
={ P焦×△C焦比/1000+P铁×（△C产量+△C利用系数）- P制造△C固}/ （B焦/1000）；
（6）依据上述计算得出的数据，求出吨焦总成本TC，计算公式为：
TC=C常+C修
= B煤×P煤+ C加工-C回冲+ C焦比+C产量+C利用系数-C固
=100/（103-Vdaf）×P煤+ C加工-C回冲+{ P焦×△C焦比/1000+P铁×（△C产量+△C利用系数）-P制造△C固}/ （B焦/1000）；
对比分析TC值大小就可以定量评价不同炼焦煤的性价比差距；TC值越小，炼焦煤性价比越高，TC值越大，炼焦煤性价比越低；据此，可以实现煤种的优化选择。
本发明技术方案的进一步改进在于：小焦炉成焦试验采用单孔炭化室进行，单孔炭化室采用两侧独立通道的电加热方式，加热体元件为硅碳棒，装煤温度800℃，结焦时间为15h，焦饼温度为950～1050℃，两侧硅碳棒温度1150℃。
本发明技术方案的进一步改进在于：其它回冲费用包括焦油、轻苯、硫铵、焦油渣、洗苯残油的至少一种化产回收产品。
本发明技术方案的进一步改进在于：焦炭质量指标与高炉经济指标间的对应关系为下表
可以看出，焦比变化量△C焦比均对应综合焦比B焦的变化量。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：本发明可用于焦炉炼焦煤性价比评价计算，该评价模型不仅考虑了不同炼焦煤挥发分对煤气产生量的影响，而且还充分考虑了对高炉实际经济指标的影响。通过大量的理论分析，创造性的提出了焦炭修正成本的计算方法，在此基础上，提出了炼焦煤性价比评价模型。通过炼焦煤对应的吨焦总成本，很容易得出不同炼焦煤的性价比排序，对进一步降低高炉炼铁生产成本以及对指导采购部门降低公司原料采购成本具有现实指导意义。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明公开了一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法，取一单种煤作为标准煤种，将其对应的焦炭质量指标作为参照标准，将其它煤种炼制焦炭质量指标与这一标准进行比较，用对高炉的影响程度表征这一比较值，将对高炉的影响程度体现在焦炭成本上，最终用不同焦炭对应的焦炭成本表征出不同单种煤的性价比。
包括如下步骤：
（1）对不同矿点煤进行结焦性能研究：在参考常规炼焦煤质量指标的前提下，利用小焦炉成焦试验，对每个矿点煤的成焦性进行研究，对每个单种煤单独冶炼成焦的物理性能和化学性能进行统计、比对分析，得到小焦炉焦炭质量指标，确保性价比测定所需数据的完整性；
（2）选取小焦炉焦炭质量指标中的焦炭灰分Ad、硫分St,d、抗碎强度M40、耐磨强度M10、反应性CRI、反应后强度CSR作为对高炉经济指标有影响的参数；
（3）依照各单种煤挥发分Vdaf，计算出对应的吨焦煤耗B煤，结合对应的煤炭结算价格P煤，企业生产焦炭的加工费用C加工及副产品回冲费用C回冲，计算出常规吨焦成本C常；
其中，C常=B煤×P煤+ C加工-C回冲；
B煤=100/（103-Vdaf）；
综合焦比B焦=毛焦比+煤比×置换比=（大焦比+焦丁比）/0.9+煤比×0.8；
C加工=辅助材料+燃料及动力+辅料消耗+职工薪酬+制造费用；
C回冲=焦炉煤气回冲费用+其它回冲费用；
（4）建立焦炭灰分Ad、硫分St,d、抗碎强度M40、耐磨强度M10、反应性CRI、反应后强度CSR指标变化造成高炉焦比、铁水产量以及高炉利用系数变化的对应关系；
（5）选择一种质量稳定，且指标适中的矿点煤作为参照标准，分别计算出该矿点煤因焦炭指标变化造成对高炉吨铁成本有影响的三个参数变化：焦比变化△C焦比、产量变化△C产量、利用系数变化△C利用系数；同时计算出因铁水产量变化所带来的炼铁工序固定成本的相对变化△C固，结合当前市场焦炭价格P焦、铁水价格P铁、制造费用P制造以及综合焦比B焦计算出吨焦修正成本C修，吨焦修正成本C修的计算方法为：
C修= C焦比+C产量+C利用系数-C固
={ P焦×△C焦比/1000+P铁×（△C产量+△C利用系数）- P制造△C固}/ （B焦/1000）；
（6）依据上述计算得出的数据，求出吨焦总成本TC，计算公式为：
TC=C常+C修
= B煤×P煤+ C加工-C回冲+ C焦比+C产量+C利用系数-C固
=100/（103-Vdaf）×P煤+ C加工-C回冲+{ P焦×△C焦比/1000+P铁×（△C产量+△C利用系数）-P制造△C固}/ （B焦/1000）；
对比分析TC值大小就可以定量评价不同炼焦煤的性价比差距；TC值越小，炼焦煤性价比越高，TC值越大，炼焦煤性价比越低；据此，可以实现煤种的优化选择。
小焦炉成焦试验采用单孔炭化室进行，单孔炭化室采用两侧独立通道的电加热方式，加热体元件为硅碳棒，装煤温度800℃，结焦时间为15h，焦饼温度为950～1050℃，两侧硅碳棒温度1150℃。
其它回冲费用包括焦油、轻苯、硫铵、焦油渣、洗苯残油的至少一种化产回收产品。
焦炭质量指标与高炉经济指标间的对应关系为下表
可以看出，焦比变化量△C焦比均对应综合焦比B焦的变化量。
下面举例说明：
首先建立炼焦煤性价比评价模型：
（1）炼焦煤性价比评价模型主要建立在常规吨焦成本C常和吨焦修正成本C修两个指标上：其中常规吨焦成本C常包括4个子指标，即吨焦煤耗B煤、煤炭结算价格P煤、焦炭加工费用C加工、副产品回冲费用C回冲；吨焦修正成本C修包括4个子指标，即C焦比、C产量、C利用系数、C固；
（2）炼焦煤的最优性价比是指对应的最终吨焦成本最低；为此，通过计算出吨焦总成本TC，计算公式为：TC= C常+ C修，就可以以此判断出不同煤种之间的性价比排序；对比分析TC值大小就可以定量评价不同炼焦煤的性价比差距；TC值越小，炼焦煤性价比越高，TC值越大，炼焦煤性价比越低；据此，可以实现煤种的优化选择。
具体按如下步骤进行：
1、炼焦煤工业分析按照国家标准GB/T 212-2008进行检测，获取煤种的灰分、水分、挥发分。
2、小焦炉试验是模拟工业焦炉的单孔炭化室，采用两侧独立通道的电加热方式，加热体元件为硅碳棒。计算机所执行的控制程序通过硬件执行，实现对两侧炉墙单独程序控温，提高了温控精度。由热电偶采集焦饼中心温度、炉顶空间温度，两侧炉墙温度，装煤温度800℃，结焦时间为15h，焦饼温度为950～1050℃，两侧硅碳棒温度1150℃。各项温度等指标通过计算机显示和记录，清晰直观。炉门采用专利ZL2012 2 0347695.7的密封装置，免除了传统手工泥密封对试验准确性的影响。
3、焦炭工业分析按照国家标准GB/T 2001-91进行测定，获取焦炭的灰分、水分、挥发分。
4、焦炭硫分分析按照国家标准GB/T 2286-2008进行测定，获取焦炭的干基全硫St,d。
5、焦炭机械强度的测定方法按照国家标准GB/T 2006-2008进行测定，获取焦炭的M40、M10。
6、焦炭反应性及反应后强度试验方法按照国家标准GB/T 4000-2008进行检测，获取焦炭的热态反应性CRI及反应后强度CSR。
7、依照各单种煤挥发分Vdaf，计算出对应吨焦煤耗B煤，结合对应煤炭结算价格P煤，企业生产焦炭的加工费用C加工及副产品回冲费用C回冲，计算出常规吨焦成本C常。
其中，B煤=100/（103-Vdaf）；
C加工=辅助材料+燃料及动力+辅料消耗+职工薪酬+制造费用；
C回冲=焦炉煤气回冲费用+其它回冲费用（包括焦油、轻苯、硫铵、焦油渣、洗苯残油等回收产品）。
8、焦炉煤气回冲费用=单种煤吨焦产煤气量×焦炉煤气单价。
9、常规吨焦成本C常计算如下：
C常=B煤×P煤+ C加工-C回冲=100/（103-Vdaf）×P煤+ C加工-C回冲；
10、下表为焦炭质量指标与高炉经济指标间的对应关系：
注：表1中焦比变化量均对应综合焦比的变化量。
11、综合焦比计算如下：
综合焦比B焦=毛焦比+煤比×置换比=（大焦比+焦丁比）/0.9+煤比×0.8；
注：置换比=0.734-0.831，此处取0.8进行计算。
12、选择一种质量稳定，且指标适中的矿点煤作为标准值，依据表1中对应关系，分别计算出因焦炭指标变化对高炉吨铁成本影响的三个参数变化△C焦比、△C产量、△C利用系数；考虑炼铁工序制造费用不随铁水产量变化而变化，即炼铁产量增加，此部分固定成本不增加，相当于一定程度上降低了炼铁成本，以此测算对吨焦成本的影响△C固；结合当前市场焦炭价格P焦、铁水价格P铁、制造费用P制造以及综合焦比计算出吨焦修正成本C修。
13、吨焦修正成本C修计算如下：
C修= C焦比+C产量+C利用系数+C固
={ P焦×△C焦比/1000+P铁×（△C产量+△C利用系数）- P制造△C固}/ （B焦/1000）
14、炼焦煤对应的最终吨焦成本（TC）计算如下：
TC=C常+C修
= B煤×P+ C加工-C回冲+ C焦比+C产量+C利用系数+C固
=100/（103-Vdaf）×P+ C加工-C回冲+{ P焦×△C焦比/1000+P铁×（△C产量+△C利用系数）-P制造△C固}/ （B焦/1000）
15、下面两个表为不同矿点煤性能检测数据及评价参数（可选择同一煤种比对）：
16、下表为按照计算模型计算的不同煤种的最终吨焦成本：
通过计算结果得到，Coal6的TC值最小，该煤种的性价比最高；Coal5的TC值最大，该煤种性价比最小。煤种性价比排序结果为：Coal6＞Coal1＞Coal3＞Coal2＞Coal4＞Coal5。
Claims (4)
1.一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法，其特征在于：取一单种煤作为标准煤种，将其对应的焦炭质量指标作为参照标准，将其它煤种炼制焦炭质量指标与这一标准进行比较，用对高炉的影响程度表征这一比较值，将对高炉的影响程度体现在焦炭成本上，最终用不同焦炭对应的焦炭成本表征出不同单种煤的性价比，包括如下步骤：
（1）对不同矿点煤进行结焦性能研究：在参考常规炼焦煤质量指标的前提下，利用小焦炉成焦试验，对每个矿点煤的成焦性进行研究，对每个单种煤单独冶炼成焦的物理性能和化学性能进行统计、比对分析，得到小焦炉焦炭质量指标，确保性价比测定所需数据的完整性；
（2）选取小焦炉焦炭质量指标中的焦炭灰分Ad、硫分St,d、抗碎强度M40、耐磨强度M10、反应性CRI、反应后强度CSR作为对高炉经济指标有影响的参数；
（3）依照各单种煤挥发分Vdaf，计算出对应的吨焦煤耗B煤，结合对应的煤炭结算价格P煤，企业生产焦炭的加工费用C加工及副产品回冲费用C回冲，计算出常规吨焦成本C常；
其中，C常=B煤×P煤+ C加工-C回冲；
B煤=100/（103-Vdaf）；
C加工=辅助材料+燃料及动力+辅料消耗+职工薪酬+制造费用；
C回冲=焦炉煤气回冲费用+其它回冲费用；
（4）建立焦炭灰分Ad、硫分St,d、抗碎强度M40、耐磨强度M10、反应性CRI、反应后强度CSR指标变化造成高炉焦比、铁水产量以及高炉利用系数变化的对应关系；
（5）选择一种质量稳定，且指标适中的矿点煤作为参照标准，分别计算出该矿点煤因焦炭指标变化造成对高炉吨铁成本有影响的三个参数变化：焦比变化△C焦比、产量变化△C产量、利用系数变化△C利用系数；同时计算出因铁水产量变化所带来的炼铁工序固定成本的相对变化△C固，结合当前市场焦炭价格P焦、铁水价格P铁、制造费用P制造以及综合焦比B焦计算出吨焦修正成本C修，吨焦修正成本C修的计算方法为：
C修= C焦比+C产量+C利用系数-C固
={ P焦×△C焦比/1000+P铁×（△C产量+△C利用系数）- P制造△C固}/ （B焦/1000）；
（6）依据上述计算得出的数据，求出吨焦总成本TC，计算公式为：
TC=C常+C修
= B煤×P煤+ C加工-C回冲+ C焦比+C产量+C利用系数-C固
=100/（103-Vdaf）×P煤+ C加工-C回冲+{ P焦×△C焦比/1000+P铁×（△C产量+△C利用系数）- P制造△C固}/ （B焦/1000）；
对比分析TC值大小就可以定量评价不同炼焦煤的性价比差距；TC值越小，炼焦煤性价比越高，TC值越大，炼焦煤性价比越低；据此，可以实现煤种的优化选择。
2.根据权利要求1所述的一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法，其特征在于：小焦炉成焦试验采用单孔炭化室进行，单孔炭化室采用两侧独立通道的电加热方式，加热体元件为硅碳棒，装煤温度800℃，结焦时间为15h，焦饼温度为950～1050℃，两侧硅碳棒温度1150℃。
3.根据权利要求2所述的一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法，其特征在于：其它回冲费用包括焦油、轻苯、硫铵、焦油渣、洗苯残油的至少一种化产回收产品。
4.根据权利要求3所述的一种炼焦煤性价比评价模型的建立方法，其特征在于：焦炭质量指标与高炉经济指标间的对应关系为下表
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