焦炭熱反應性的預測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶金煉焦技術領域，具體涉及一種焦炭熱反應性的預測方法。
【背景技術】
[0002] 高爐內焦炭在風口前的回旋區內激烈燃燒，燃燒產生的熱能是高爐冶煉過程的主 要熱源，燃燒反應后生成的CO是高爐冶煉過程的主要還原劑。在高爐煉鐵工藝中，焦炭的 反應性影響風口區焦炭的燃燒速度、CO 2與風口邊界層內焦炭的反應速度、高爐熱儲備區的 溫度水平和鐵礦石的還原速率等，焦炭的反應性指標越來越受到煉鐵界的關注。
[0003] 焦炭反應性的測試方法首先由日本提出，方法要點為：把200g粒度調整為19~ 21mm的焦炭，在1100°C與CO 2氣體（流量5L/min)反應2小時，根據重量的減量與反應前 重量的比值得到反應性。由于該測試方法在一定程度上模擬了焦炭在高爐中碳溶反應條 件，較之焦炭冷態強度M 4tl和M 1(|，其模擬焦炭在高爐塊狀帶以后的劣化行為具有顯著進步， 因而，其提出后受到焦化和煉鐵界的普遍關注和迅速推廣應用。
[0004] 二十世紀八十年代，我國冶金工業部和鞍山熱能研宄所在日本提出的測試方法基 礎上，起草并頒布了我國焦炭反應性及反應后強度試驗方法國家標準GB4000-83,并經歷了 1996年和2008年兩次修訂，其基本原理仍遵照日本原方法，現有國家標準將試驗用焦炭的 粒度確定為23~25mm。由于上述焦炭反應性的測試方法都是屬于事后檢測，如果檢測結果 表明焦炭質量達不到預期要求，則將造成極大的損失。因此，人們希望在配煤煉焦之前能夠 對焦炭熱反應性進行預測。
[0005] 目前對焦炭熱反應性CRI的預測方法主要有：
[0006] 1)通過MATLAB環境中regress、robustfit等函數對煉焦配合煤各指標如灰分 (A d)、揮發分（Vdaf)、黏結指數（G)和膠質層厚度（Y)，催化指數（MCIy)等進行回歸分析、比 較和總結；用多元線性回歸方法建立配合煤煤質預測焦炭熱反應性的預測模型。焦炭作為 一種固體材料，其理化性能與微觀光學組織結構密切相關，上述方法所選配合煤指標灰分 (A d)、揮發分（Vdaf)、黏結指數（G)和膠質層厚度（Y)為表觀工藝性質指標，未考慮到參與煉 焦的各單種煤成焦光學組織結構，具有局限性。
[0007] 2)也有將煉焦爐標準火道溫度T作為焦炭熱反應性預測方程一個影響因子的。
[0008] 3)還有相當一部分煉焦企業通過小焦爐配煤煉焦試驗，調整配煤比，考察試驗焦 炭熱反應性，得到合適的配煤比，缺點是試驗工作量大，周期長。
【發明內容】
[0009] 本發明所要解決的技術問題是提供一種焦炭熱反應性的預測方法，以在不進行配 煤煉焦試驗的情況下，較好地預測焦炭熱反應性，根據預測結果，進而調整配煤方案，指導 配煤煉焦實踐。
[0010] 為解決上述技術問題，本發明的焦炭熱反應性預測方法包括如下步驟：
[0011] 1)測定煉焦用各單種煤灰成分，計算得出配合煤堿度指數MCI ;
[0012] 2)測定煉焦用各單種煤成焦光學組織結構，計算得出配合煤中的粗粒鑲嵌、中粒 鑲嵌、不完全纖維、纖維和片狀組分含量之和M ;
[0013] 3)設定CRI = A+B*MCI+C*M，其中CRI為焦炭熱反應性，單位S%;A、B、C為常數；
[0014] 4)根據步驟3)的公式計算得到焦炭熱反應性CRI的預測值。
[0015] 本發明具有如下的有益效果：
[0016] 1)本發明方法公式簡單、預測所需涉及到的因素少，對使用單位人力、物力條件的 要求較低。
[0017] 2)采用本發明方法計算得到的焦炭熱反應性CRI預測值無論與試驗得到的焦炭 熱反應性CRI還是實際生產所得焦炭熱反應性CRI的契合度高，預測精度在±1%以內。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0019] 本發明的方法包括如下步驟：
[0020] 1)測定煉焦用各單種煤灰成分，計算得出配合煤堿度指數MCI ;
[0021] 2)測定煉焦用各單種煤成焦光學組織結構，計算得出配合煤中的粗粒鑲嵌、中粒 鑲嵌、不完全纖維、纖維和片狀組分含量之和M ;
[0022] 3)設定CRI = A+B*MCI+C*M，其中CRI為焦炭熱反應性，單位S%，A、B、C為常數， 通過將三組配煤煉焦試驗或實際生產數據代入該公式計算得出；
[0023] 4)根據步驟3)的公式計算得到焦炭熱反應性CRI的預測值。
[0024] 如果計算得到的焦炭熱反應性預測值CRIss不能滿足高爐生產的需要，則進一步 優化配煤結構，再次根據步驟1)~4)計算焦炭熱反應性預測值CRI ss，直至計算得到的 焦炭熱反應性預測值CRIss能夠滿足高爐生產的需要，才將該配煤結構確定為實際配煤方 案。
[0025] 表1為三組試驗數據，用于求出預測公式中的常數A、B、C值。
[0026] 利用表中三組配煤煉焦試驗的試驗數據，應用Origin軟件中 Analysis-fitting-Multiple Linear Regression工具進行擬合，得到多元一次方程的解：
[0027] A = 18. 603, B = 2. 194, C = -O. 151
[0028] 則焦炭熱反應性預測方程為：
[0029] CRI = 18. 603+2. 194*MCI-0. 151*M
[0030] 利用上述公式求出表2實施例1~3配煤方案所煉焦炭熱反應性的預測值分別 為19. 84%、20. 11 %和22. 10%，經實際煉焦所得焦炭熱反應性分別為19. 25%、20. 45%和 22.82%。實際值與預測值極為接近。
[0031] 表1三組配煤煉焦試驗的試驗數據
[0032]
【主權項】
1. 一種焦炭熱反應性的預測方法，其特征在于：該方法包括以下步驟： 1) 測定煉焦用各單種煤灰成分，計算得出配合煤堿度指數MCI ; 2) 測定煉焦用各單種煤成焦光學組織結構，計算得出配合煤中的粗粒鑲嵌、中粒鑲嵌、 不完全纖維、纖維和片狀組分含量之和M ; 3) 設定CRI = A+B*MCI+C*M，其中CRI為焦炭熱反應性，單位S%;A、B、C為常數，通過 將3組配煤煉焦試驗或實際生產數據代入該公式計算得出； 4) 根據步驟3)的公式計算得到焦炭熱反應性CRI的預測值。
【專利摘要】本發明公開了一種焦炭熱反應性的預測方法，包括以下步驟：1)測定煉焦用各單種煤灰成分，計算得出配合煤堿度指數MCI；2)測定煉焦用各單種煤成焦光學組織結構，計算得出配合煤中的粗粒鑲嵌、中粒鑲嵌、不完全纖維、纖維和片狀組分含量之和M；3)設定CRI＝A+B*MCI+C*M，其中CRI為焦炭熱反應性，單位為％；A、B、C為常數；4)計算得到焦炭熱反應性CRI的預測值。本發明通過較少的幾個影響因素和簡單的預測公式，在不進行配煤煉焦試驗的情況下，即可較好地預測焦炭熱反應性，預測精度在±1％以內。根據預測結果，進而調整配煤方案，從而較好地指導配煤煉焦實踐。
【IPC分類】G01N33-22
【公開號】CN104655819
【申請號】CN201510078126
【發明人】鮑俊芳, 陳細濤, 薛改鳳, 盛軍波, 常紅兵, 陳勝春, 崔會明, 陳鵬, 項茹, 張雪紅, 宋子逵, 詹立志, 馮柏華, 謝傳斌, 任玉明, 王元生, 萬基才
【申請人】武漢鋼鐵(集團)公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月13日