一种高炉用焦炭质量的综合评测方法

文档序号:154873 发布日期:2021-10-26 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 一种高炉用焦炭质量的综合评测方法 (Comprehensive evaluation method for coke quality of blast furnace ) 是由 李志明 张泽润 张文静 霍红艳 李永刚 王燕飞 靳志刚 于 2021-06-22 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种高炉用焦炭质量的综合评测方法,属于冶金行业高炉炼铁工艺技术领域。本发明的技术方案是:选择表征焦炭质量的各项指标,设定焦炭指标的权重值,设定标准焦炭指标基准值,设定实际焦炭质量单项指标的变化分度值,进行焦炭综合评价分数计算,根据综合评价分数相对大小对焦炭进行分类管理。本发明的有益效果是:定量综合评价焦炭质量指标,克服过去焦炭质量定性评价存在的主观因素多、随意性大、评价不全面等缺陷,为焦炭替换和分类存放提供科学依据。(The invention relates to a comprehensive evaluation method for coke quality of a blast furnace, belonging to the technical field of blast furnace ironmaking processes in the metallurgical industry. The technical scheme of the invention is as follows: selecting various indexes representing coke quality, setting a weight value of the coke index, setting a standard coke index reference value, setting a change division value of a single index of actual coke quality, calculating the comprehensive evaluation score of the coke, and performing classification management on the coke according to the relative size of the comprehensive evaluation score. The invention has the beneficial effects that: the coke quality index is evaluated quantitatively and comprehensively, the defects of multiple subjective factors, high randomness, incomplete evaluation and the like existing in the conventional coke quality qualitative evaluation are overcome, and a scientific basis is provided for coke replacement and classified storage.)

一种高炉用焦炭质量的综合评测方法

技术领域

本发明涉及一种高炉用焦炭质量的综合评测方法,属于冶金行业高炉炼铁工艺技术领域。

背景技术

焦炭是高炉冶炼过程最重要的原燃料之一,焦炭质量的好坏直接影响炉况的顺行和强化的高低。表征焦炭质量指标有很多,包括灰份、挥发份、硫份、水份、抗碎强度、耐磨强度、热反应性、热反应后强度、平均粒度、含粉率等,这些单个指标都有相关规定。受炼焦煤资源、成本、高炉需求等多种因素的影响、不同焦化生产厂家的焦炭指标不尽相同,各有侧重,有的灰份、硫份低,有的抗碎强度、耐磨强度好,但到目前为此尚没有统一的综合量化指标,只是定性评价焦炭很好、好、一般、差、很差等这些评价。同时,对于外购焦炭资源量很大的炼铁厂来说,单一焦化厂家的焦炭供应量往往难以满足高炉生产需求,焦炭厂家数量经常多达8~10种,而每座高炉焦炭品种也有2~3种,一种焦炭使用完毕必须要用另外一种质量相同或相近的焦炭替代,这样才能保证焦炭综合质量的稳定和炉况的稳定。

因此,非常有必要建立一种焦炭质量的综合评价方法,对于焦炭置换、结构稳定、炉况的冲击具有重大和现实意义。

发明内容

本发明目的是提供一种高炉用焦炭质量的综合评测方法,定量综合评价焦炭质量指标,克服过去焦炭质量定性评价存在的主观因素多、随意性大、评价不全面等缺陷,为焦炭替换和分类存放提供科学依据,有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是:一种高炉用焦炭质量的综合评测方法,包含以下步骤:

(1)选择表征焦炭质量的各项指标,共包括13项,第1项到第13项顺序依次分别为:种类、灰份、挥发份、硫份、水份、M40、M10、CSR、CRI、含粉率、实物外观质量、质量稳定和高炉反应;

(2)设定焦炭指标的权重值,根据焦炭13项质量指标的重要性设定不同的权重值,具体如下:种类为25、灰份为25、挥发份为1、硫份为5、水份为2、M40为2、M10为2、CSR为3、CRI为3、含粉率为2、实物外观质量为10、质量稳定性为5、高炉反应为15,这些指标的权重值合计100;

(3)设定标准焦炭指标基准值;

(4)设定实际焦炭质量单项指标的变化分度值,实际焦炭单项指标与标准焦炭单项指标进行比较,将指标差异转变为分数大小;

(5)进行焦炭综合评价分数计算,综合评价分数=单项分种类+单项分灰份+单项分挥发份+单项分硫份+单项分水份+单项分M40+单项分M10+单项分CSR +单项分CRI +单项分含粉率+单项分实物外观质量+单项分质量稳定性+单项分高炉反应

(6)根据综合评价分数相对大小对焦炭进行分类管理。

所述步骤(1)中,13项指标分为两大类:一是客观类,包括第1项到第10项,可以定量评价,另一个是主观类,第11项到第13项,可以定性评价;其中,种类指机焦和捣固焦;M40指焦炭常温转鼓抗碎强度,M10焦炭常温转鼓耐磨强度,CSR指焦炭热态转鼓抗碎强度,CRI指焦炭热态转鼓耐磨强度,含粉率指直径小于25mm的比例,实物外观质量指目测焦炭的颜色和粒度均匀性之类的感性评价,质量稳定指焦炭指标的稳定程度,高炉反应指高炉小比例使用后顺行程度。

所述步骤(3)中,种类=机焦,灰份=12.75,挥发份=1.25,硫份=0.70,水份=5,M40=85,M10=6.5,CSR=63,CRI=27,含粉率=8,实物外观质量=“好”,质量稳定性=“好”,高炉反应=“好”;标准焦炭单项指标10分,所用指标加权综合评测分数等于10分;其中,客观类指标种类、灰份、挥发份、硫份、水份、M40、M10、CSR、CRI和含粉率以实际炉容大小进行调整,主观类指标实物外观质量、质量稳定性和高炉反应三项指标优劣分为好、较好、一般和差四个等级。

所述步骤(4)中,变化分度值具体设定如下:

种类分度值设定,“机焦”=10分,“捣固焦”=5分;;

灰份分度值设定,灰份降低或升高0.05,分数增加或减少1分,灰份升高而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,灰份降低而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

挥发份分度值设定,挥发份降低或升高0.05,分数增加或减少1分,挥发份升高而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,挥发份降低而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

硫份分度值设定,硫份降低或升高0.05,分数增加或减少1分,硫份升高而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,硫份降低而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

水份分度值设定,水份不超过水份标准+10*0.5,水份降低或升高0.5,分数增加或减少1分;水份超过水份标准+10*0.5,单项分数为负分,且超过水份标准的部分每升高0.5,分数减少2分;水分设定负分的主要原因是焦炭水份超过10%以后,随着水份的增加过湿的焦炭带入的焦粉会显著增加,恶化料柱透气性,影响炉况顺行;

M40分度值设定,M40升高或降低0.25,分数增加或减少1分,M40降低而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,M40升高而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

M10分度值设定,M10不超过M10标准+10*0.2,M10每降低或升高0.2,分数增加或减少1分;M10超过M10标准+10*0.2,单项分数为零,且超过M10标准的部份每升高0.2,分数减少2分;M10设定负分的主要原因是M10超过8.5以后,随着M10继续增加焦炭在炉内会加剧粉化,恶化料柱透气性,影响炉况顺行;

CSR分度值设定,CSR升高或降低0.25,分数增加或减少1分,CSR降低而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,CSR升高而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

CRI分度值设定,CRI不超过CRT标准+10*0.25,每降低或升高0.25,分数增加或减少1分;CRI超过CRI+10*0.25,单项分数为零,且超过CRI标准的部分每升高0.2,分数减少2分;CRI设定负分的主要原因是CRI超过29.5以后,随着CRI继续增加焦炭在炉内会加剧粉化,恶化料柱透气性,影响炉况顺行;

含粉率分度值设定,含粉率不超过含粉率标准+10*0.2,每降低或升高0.2,分数增加或减少1分;超过含粉率标准+10*0.2,单项分数为零,且超过标准的部分每升高0.2,分数减少2分;含粉率设定负分的主要原因是含粉率超过10%以后,随着含粉率继续增加,带入炉内的大量会恶化料柱透气性,影响炉况顺行;

实物外观质量分度值设定,“好”=10分,“较好”=8分,“一般”=6,“差”=3;

质量稳定性分度值设定,“好”=10分,“较好”=8分,“一般”=6,“差”=3;

高炉反应分度值设定,“好”=10分,“较好”=8分,“一般”=6,“差”=3。

所述步骤(5)中,

单项分种类=权重/100*IF(实际值=“机焦”,10,IF(实际值=“捣固焦”,5));

单项分灰份=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.05,(标准值-实际值)/0.05*1+10,0);

单项分挥发份=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.05,(标准值-实际值)/0.05*1+10,0);

单项分硫份=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.05,(标准值-实际值)/0.05*1+10,0);

单项分水份=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.5,(标准值-实际)/0.5*1+10,(标准值+10*0.5-实际值)/1*2);

单项分M40=权重/100*IF(实际值>=标准值-10*0.25,( 实际值-标准值)/0.25*1+10,0);

单项分M10=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.25,(标准值-实际)/0.25*1+10,( 标准值+10*0.25-实际值)/1*2);

单项分CSR =权重/100*IF(实际值>=标准值-10*0.25,( 实际值-标准值)/0.25*1+10,0);

单项分CRI =权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.25,(标准值-实际)/0.25*1+10,( 标准值+10*0.25-实际值)/1*2);

单项分含粉率=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.2,(标准值-实际)/0.2*1+10,(标准值+10*0.2-实际值)/1*2);

单项分实物外观质量=权重/100*IF(实际值="好",10,IF(实际值="较好",8,IF(实际值="一般",6,IF(实际值="差",3))));

单项分质量稳定性=权重/100*IF(实际值="好",10,IF(实际值="较好",8,IF(实际值="一般",6,IF(实际值="差",3))));

单项分高炉反应=权重/100*IF(实际值="好",10,IF(实际值="较好",8,IF(实际值="一般",6,IF(实际值="差",3))))。

所述步骤(6)中,焦炭分为一类、二类、三类和四类,一类焦炭定为3200级高炉 主要品种,可以大量配吃;二类焦炭定为2000m级高炉主要品种,可以大量配吃;三类焦 炭定为2000级高炉辅助品种,可以少量配吃;四类焦炭定为不合格品种,不可以配吃;同 类焦炭的不同厂家可以焦炭互相置换,实现焦炭置换后综合焦炭质量稳定,减少炉况波动。

本发明的有益效果是:定量综合评价焦炭质量指标,克服过去焦炭质量定性评价存在的主观因素多、随意性大、评价不全面等缺陷,为焦炭替换和分类存放提供科学依据。

具体实施方式

为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述,显然,所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例,而不是全部的实施案例,基于本发明中的实施案例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例,都属于本发明保护范围。

一种高炉用焦炭质量的综合评测方法,包含以下步骤:

(1)选择表征焦炭质量的各项指标,共包括13项,第1项到第13项顺序依次分别为:种类、灰份、挥发份、硫份、水份、M40、M10、CSR、CRI、含粉率、实物外观质量、质量稳定和高炉反应;

(2)设定焦炭指标的权重值,根据焦炭13项质量指标的重要性设定不同的权重值,具体如下:种类为25、灰份为25、挥发份为1、硫份为5、水份为2、M40为2、M10为2、CSR为3、CRI为3、含粉率为2、实物外观质量为10、质量稳定性为5、高炉反应为15,这些指标的权重值合计100;

(3)设定标准焦炭指标基准值;

(4)设定实际焦炭质量单项指标的变化分度值,实际焦炭单项指标与标准焦炭单项指标进行比较,将指标差异转变为分数大小;

(5)进行焦炭综合评价分数计算,综合评价分数=单项分种类+单项分灰份+单项分挥发份+单项分硫份+单项分水份+单项分M40+单项分M10+单项分CSR +单项分CRI +单项分含粉率+单项分实物外观质量+单项分质量稳定性+单项分高炉反应

(6)根据综合评价分数相对大小对焦炭进行分类管理。

所述步骤(1)中,13项指标分为两大类:一是客观类,包括第1项到第10项,可以定量评价,另一个是主观类,第11项到第13项,可以定性评价;其中,种类指机焦和捣固焦;M40指焦炭常温转鼓抗碎强度,M10焦炭常温转鼓耐磨强度,CSR指焦炭热态转鼓抗碎强度,CRI指焦炭热态转鼓耐磨强度,含粉率指直径小于25mm的比例,实物外观质量指目测焦炭的颜色和粒度均匀性之类的感性评价,质量稳定指焦炭指标的稳定程度,高炉反应指高炉小比例使用后顺行程度。

所述步骤(3)中,种类=机焦,灰份=12.75,挥发份=1.25,硫份=0.70,水份=5,M40=85,M10=6.5,CSR=63,CRI=27,含粉率=8,实物外观质量=“好”,质量稳定性=“好”,高炉反应=“好”;标准焦炭单项指标10分,所用指标加权综合评测分数等于10分;其中,客观类指标种类、灰份、挥发份、硫份、水份、M40、M10、CSR、CRI和含粉率以实际炉容大小进行调整,主观类指标实物外观质量、质量稳定性和高炉反应三项指标优劣分为好、较好、一般和差四个等级。

所述步骤(4)中,变化分度值具体设定如下:

种类分度值设定,“机焦”=10分,“捣固焦”=5分;;

灰份分度值设定,灰份降低或升高0.05,分数增加或减少1分,灰份升高而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,灰份降低而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

挥发份分度值设定,挥发份降低或升高0.05,分数增加或减少1分,挥发份升高而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,挥发份降低而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

硫份分度值设定,硫份降低或升高0.05,分数增加或减少1分,硫份升高而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,硫份降低而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

水份分度值设定,水份不超过水份标准+10*0.5,水份降低或升高0.5,分数增加或减少1分;水份超过水份标准+10*0.5,单项分数为负分,且超过水份标准的部分每升高0.5,分数减少2分;水分设定负分的主要原因是焦炭水份超过10%以后,随着水份的增加过湿的焦炭带入的焦粉会显著增加,恶化料柱透气性,影响炉况顺行;

M40分度值设定,M40升高或降低0.25,分数增加或减少1分,M40降低而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,M40升高而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

M10分度值设定,M10不超过M10标准+10*0.2,M10每降低或升高0.2,分数增加或减少1分;M10超过M10标准+10*0.2,单项分数为零,且超过M10标准的部份每升高0.2,分数减少2分;M10设定负分的主要原因是M10超过8.5以后,随着M10继续增加焦炭在炉内会加剧粉化,恶化料柱透气性,影响炉况顺行;

CSR分度值设定,CSR升高或降低0.25,分数增加或减少1分,CSR降低而减少的分数在标准分数10分的基础上直到扣完为止,CSR升高而增加的分数在标准分数10分的基础上可以不断增加;

CRI分度值设定,CRI不超过CRT标准+10*0.25,每降低或升高0.25,分数增加或减少1分;CRI超过CRI+10*0.25,单项分数为零,且超过CRI标准的部分每升高0.2,分数减少2分;CRI设定负分的主要原因是CRI超过29.5以后,随着CRI继续增加焦炭在炉内会加剧粉化,恶化料柱透气性,影响炉况顺行;

含粉率分度值设定,含粉率不超过含粉率标准+10*0.2,每降低或升高0.2,分数增加或减少1分;超过含粉率标准+10*0.2,单项分数为零,且超过标准的部分每升高0.2,分数减少2分;含粉率设定负分的主要原因是含粉率超过10%以后,随着含粉率继续增加,带入炉内的大量会恶化料柱透气性,影响炉况顺行;

实物外观质量分度值设定,“好”=10分,“较好”=8分,“一般”=6,“差”=3;

质量稳定性分度值设定,“好”=10分,“较好”=8分,“一般”=6,“差”=3;

高炉反应分度值设定,“好”=10分,“较好”=8分,“一般”=6,“差”=3。

所述步骤(5)中,

单项分种类=权重/100*IF(实际值=“机焦”,10,IF(实际值=“捣固焦”,5));

单项分灰份=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.05,(标准值-实际值)/0.05*1+10,0);

单项分挥发份=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.05,(标准值-实际值)/0.05*1+10,0);

单项分硫份=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.05,(标准值-实际值)/0.05*1+10,0);

单项分水份=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.5,(标准值-实际)/0.5*1+10,(标准值+10*0.5-实际值)/1*2);

单项分M40=权重/100*IF(实际值>=标准值-10*0.25,( 实际值-标准值)/0.25*1+10,0);

单项分M10=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.25,(标准值-实际)/0.25*1+10,( 标准值+10*0.25-实际值)/1*2);

单项分CSR =权重/100*IF(实际值>=标准值-10*0.25,( 实际值-标准值)/0.25*1+10,0);

单项分CRI =权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.25,(标准值-实际)/0.25*1+10,( 标准值+10*0.25-实际值)/1*2);

单项分含粉率=权重/100*IF(实际值<=标准值+10*0.2,(标准值-实际)/0.2*1+10,(标准值+10*0.2-实际值)/1*2);

单项分实物外观质量=权重/100*IF(实际值="好",10,IF(实际值="较好",8,IF(实际值="一般",6,IF(实际值="差",3))));

单项分质量稳定性=权重/100*IF(实际值="好",10,IF(实际值="较好",8,IF(实际值="一般",6,IF(实际值="差",3))));

单项分高炉反应=权重/100*IF(实际值="好",10,IF(实际值="较好",8,IF(实际值="一般",6,IF(实际值="差",3))))。

所述步骤(6)中,焦炭分为一类、二类、三类和四类,一类焦炭定为3200级高炉 主要品种,可以大量配吃;二类焦炭定为2000m级高炉主要品种,可以大量配吃;三类焦 炭定为2000级高炉辅助品种,可以少量配吃;四类焦炭定为不合格品种,不可以配吃;同 类焦炭的不同厂家可以焦炭互相置换,实现焦炭置换后综合焦炭质量稳定,减少炉况波动。

实施例:

1、标准焦炭指标的基准和权重设定。某炼铁厂高炉装备有2000级和3200级高炉,根据炉容大小、强化程度、焦炭资源、指标的重要性等综合因素,标准焦炭指标的权重和基准值设定如下:

表1 标准焦炭质量指标基准和权重

2、外购不同厂家焦炭的综合一评价测算。某炼铁厂外购10个焦化厂焦炭,编号分别为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K等11个厂家焦炭。按照焦炭质量综合评价规则测算综合分数如下:

表2 实际焦炭质量指标和综合加权分数

3、焦炭的分类管理和使用。

根据综合加权分数,A、B、C、D四种焦炭划为一类焦炭,作为3200m3级高炉主要品种可以大量配加,并且A、B、C、D四种焦炭可以互相替代;E、F、G三种焦炭划为二类焦炭,作为2000m3级高炉主要品种可以大量配加,并且E、F、G三种焦炭可以互相替代;H、I两种焦炭划为三类焦炭,作为作为2000m3级高炉辅助品种可以少量配加;J、K焦炭划为四类焦炭,不得配吃。采用上述措施,3200m3级和2000m3级高炉实现焦炭综合质量稳定和炉况稳定顺行。

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