具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

发明人通过研究发现，对于V-G配煤方法，其挥发分的测定，会受到煤岩显微组分和煤中矿物质的影响，造成测值偏差，而采用镜质组平均最大反射率来判断煤化度则更为准确；G值一般作为黏结性指标，但由于大型高炉对焦炭质量要求高，配合煤的G值要求较高，而当煤的G值大于80后，对煤的黏结性性能表征不够灵敏。另外，当前市场上存在较多混煤，依靠挥发分V和G值并不能鉴别，例如瘦煤和肥煤按照一定比例混合，其挥发分和G值均与焦煤接近，若将该混煤作为焦煤使用，将会造成焦炭质量波动。

对于煤岩配煤方法，虽然采用活性组分物含量、活惰比或组成平衡指数等指标，但是它没有采用煤的黏结性指标进行配煤。当遇到活惰比很高但粘结性较差的特殊煤时，例如，某煤的镜质组平均最大反射率R_max为1.1％，镜质组和壳质组含量超过97％，活性组分与惰性组分的比值，即活惰比高达32，在遇到活惰比很高但粘结性较差的煤时，若按照岩相配煤理论，可配入惰性组分含量高的煤来调节活惰比，使其处于最佳活惰比；然而，该煤的流动度数值仅为33ddpm，粘结性较差，不属于强黏结煤，并不适合配加惰性组分含量高的煤。故而煤岩配煤方法对这种特殊煤的配煤指导效果欠佳。

基于上述的分析研究，为了解决V-G配煤和煤岩配煤方法的缺陷，本发明提出了一种新的炼焦配煤方法，其整体思路如下：

获取N种待选煤和基氏流动度基准值；根据所述N种待选煤，获取每种待选煤的容惰曲线和镜质组最大反射率；根据所述基氏流动度基准值和所述待选煤的容惰曲线，确定所述每种待选煤的容惰量；根据所述N种待选煤和所述每种待选煤的容惰量，确定候选配合煤的配煤比；根据所述候选配合煤的配煤比和所述每种待选煤的镜质组最大反射率，确定候选配合煤的镜质组平均最大反射率和镜质组最大反射率标准偏差；将所述镜质组平均最大反射率和所述镜质组最大反射率标准偏差满足预设条件的所述候选配合煤的配煤比确定为第一目标配合煤的配煤比。

上述配煤方法的思路是：基于塑性成焦理论，从炼焦过程中煤形成的胶质体数量和胶质体质量的角度出发进行配煤；具体是采用粘结性指标：基氏流动度表征胶质体的数量，因为基氏流动度可以很好的表征中等及强粘结性煤的胶质体的性质；然后进一步获取每种待选煤的容惰曲线，结合预先确定的基氏流动度基准值确定每种待选煤的容惰量，即待选煤的容惰能力，根据每种待选煤的容惰能力进行配煤得到候选配合煤，既克服了V-G配煤方法中粘结指数G值对强粘结性的煤的鉴别能力较差的缺点，又克服了根据煤岩指标得到的活惰比不能准确指导采用类似高活惰比低粘结性煤的特殊煤进行配煤的缺点；另一方面，镜质组最大反射率作为岩相指标，能够准确反映煤的变质程度，因此在获得候选配合煤后，根据配煤比和每种候选煤的镜质组最大反射率，计算候选配合煤的镜质组平均最大反射率和镜质组最大反射率标准偏差，能够准确的表征配合煤的变质程度，以此衡量胶质体的质量，故而将镜质组平均最大反射率和镜质组最大反射率标准偏差满足预设条件的候选配合煤的配煤比确定为目标配合煤的配煤比。通过上述方案的结合，实现了采用较少的配煤指标来进行较精准地配煤的目的，根据目标配合煤的配煤比所得到的目标配合煤实现了粘结性指标和岩相指标的统一，其生产的焦炭可良好的满足当前大型高炉生产的需求。

在接下里的内容中，结合具体实施方式，对上述方案进行详细的说明：

基于前述的发明构思，在一个可选的实施例中，如图1所示，提供了一种配煤方法，包括：

S1：获取N种待选煤和基氏流动度基准值；N≥2且为整数；

具体的，在配煤前先获取配煤所需的多种待选煤，并确定所有待选煤的基氏流动度基准值。基氏流动度是表征煤在热解过程中所生成的胶质体的流动性质的量，在本实施例中将其作为表征胶质体数量的粘结性指标，其测试方法可参考标准MT/T1015-2006或ISO10329：2009。

基氏流动度基准值是根据目标焦炭的强度确定的基准参考值，用于在后续步骤中从每种待选煤的容惰曲线中确定待选煤的容惰量。一种可选的确定基氏流动度基准值的方法为：

获取目标焦炭的强度指标；所述强度指标包括抗裂强度、耐磨强度、反应后强度中的至少一种；根据所述强度指标，确定所述基氏流动度基准值。

具体的，随着根据待选煤配煤获得的配合煤的基氏流动度的增大，生产的焦炭强度(如抗裂强度M40、耐磨强度M10、反应后强度CSR)呈向好趋势，即：抗裂强度M40增大、耐磨强度M10减小、反应后强度CSR增大。配合煤的基氏流动度越高，强黏结性煤的配用量越大，配煤成本则越高。因此，统筹考虑目标焦炭所需的目标强度和配合成本确定基氏流动度基准值。对于绝大多数情况，基氏流动度基准值的取值范围为50ddpm～200ddpm，优选100ddpm。

常用的粘结性指标还包括：粘结指数(G值)、奥亚膨胀度(a、b)、胶质层最大厚度(Y)等，其中粘结指数G和奥亚膨胀度可表征中等及弱粘结性煤的胶质体的性质，但粘结指数G对强粘结性煤的区分能力较弱，奥亚膨胀度对强膨胀性的煤，存在失真现象；胶质层最大厚度和基氏流动度均可表征中等及强粘结性煤的胶质体的性质，但胶质层厚度的检测方法规范性特别强，与检测人员的熟练程度和手感关系较大，其数值测量可能存在一定误差；而基氏流动度可以很好的表征中等及强粘结性煤的胶质体的性质。因此，本发明采用基氏流动度指标来衡量胶质体数量，并在接下来的步骤中，基于基氏流动度获得待选煤的容惰曲线，基于基氏流动度基准值确定待选煤的容惰量，克服了传统V-G配煤方法中粘结指数G值对强粘结性的煤的鉴别能力较差的缺点。

S2：根据所述N种待选煤，获取每种待选煤的容惰曲线和镜质组最大反射率；所述容惰曲线包括混合煤的基氏流动度与所述混合煤的混合比例的映射关系，所述混合煤为所述待选煤与基准惰性煤的混合；

每种待选煤的容惰曲线和镜质组最大反射率可以预先确定，在配煤时直接使用。如图2所示，一种可选的确定待选煤的容惰曲线的方法为：

S21：获取所述待选煤和所述基准惰性煤；

具体的，基准惰性煤可以选择高变质程度弱黏结煤。

S22：按照M种预设比例，将所述待选煤与所述基准惰性煤混合，获得M种混合煤；M>2且为整数；

S23：对每种混合煤进行流动度测试，获得所述每种混合煤的基氏流动度；

具体的，上述步骤是将待选煤与基准惰性煤按照预设的多个比例进行混合，并开展基氏流动度测试，测得每种预设比例或混合比例下的混合煤的基氏流动度。

可选的，每种待选煤的M种预设比例可按照如下的方法确定：

获取所述待选煤的基氏流动度；根据所述待选煤的基氏流动度，确定所述M种预设比例。

具体的，若所述待选煤的基氏流动度大于10000ddpm，则所述待选煤的质量份范围为100～50，所述基准惰性煤的质量份范围为0～50；

若所述待选煤的基氏流动度大于2500ddpm且小于或等于10000ddpm，则所述待选煤的质量份范围为100～55，所述基准惰性煤的质量份范围为0～45；

若所述待选煤的基氏流动度大于500ddpm且小于或等于2500ddpm，则所述待选煤的质量份范围为100～60，所述基准惰性煤的质量份范围为0～40；

若所述待选煤的基氏流动度大于100ddpm且小于或等于500ddpm，则所述待选煤的质量份范围为100～75，所述基准惰性煤的质量份范围为0～25；

其中，所述待选煤的质量份与所述基准惰性煤的质量份之和为100。

上述比例是通过大量试验得到优选的预设混合比例，通过根据待选煤不同的基氏流动度，可以根据上述方案快速得到待选煤的配用量范围和基准惰性煤的配用量范围，然后从各自的配用量范围中取多个具体的用量，组成M种预设比例，获得M种混合煤后进行容惰曲线的测试。

S24：根据所述每种混合煤的基氏流动度和所述每种混合煤的基氏流动度对应的预设比例，确定所述待选煤的容惰曲线。

具体的，根据M组混合煤的混合比例和对应的基氏流动度进行拟合，从而获得待选煤的容惰曲线。容惰曲线可以是以混合煤中基准惰性煤的配用比例，即质量份为横坐标，同时混合煤的基氏流动度数值作为纵坐标的映射关系。

优选的，根据待选煤的基氏流动度的差异，可采用如下的预设比例进行混合：

若待选煤的基氏流动度处于10000ddpm以上，则按照待选煤：基准惰性煤＝100:0、85:15、70:30、60:40、50:50的比例混合，得到5种混合煤；

若待选煤的基氏流动度处于2500ddpm-10000ddpm，则按照待选煤：基准惰性煤＝100:0、85:15、70:30、60:40、55:45的比例混合，得到5种混合煤；

若待选煤的基氏流动度处于500ddpm-2500ddpm，则按照待选煤：基准惰性煤＝100:0、90:10、80:20、70:30、60:40的比例混合，得到5种混合煤；

若待选煤的基氏流动度处于100ddpm-500ddpm，则按照待选煤：基准惰性煤＝100:0、95:5、90:10、80:20、75:25的比例混合，得到5种混合煤。

在得到5种混合煤后，测每种混合煤的基氏流动度，然后将每种混合煤的基氏流动度为纵坐标，每种混合煤中基准惰性煤的配用量为横坐标，通过拟合得到所述待选煤的容惰曲线和对应的拟合方程。

若待选煤的基氏流动度处于100ddpm以下，不测容惰曲线。

根据上述的预设比例，能够实现以尽量少的配煤数量，获得尽可能准确的待选煤的容惰曲线，从而提高根据基氏流动度基准值确定的待选煤的容惰量的准确性。

S3：根据所述基氏流动度基准值和所述待选煤的容惰曲线，确定所述每种待选煤的容惰量；

容惰量又称之为容惰能力，其表示煤容纳惰性物质的能力，是一种表征煤粘结性的指标。由于容惰曲线是基氏流动度与混合煤中基准惰性煤的配用量的映射关系，故而，根据基氏流动度基准值，参考容惰曲线或拟合方程，可获得在纵坐标取值为所述基氏流动度基准值是，混合煤中基准惰性煤的配用量。

举例来说，基氏流动度基准值为100ddpm，参照某待选煤的容惰曲线，发现在100ddpm处对应的横坐标为该待选煤：基准惰性煤配比为80：20，则确定该待选煤的容惰量R¹⁰⁰ _i＝20/80＝25％，即1份待选煤可配加25％份的基准惰性煤。

S4：根据所述N种待选煤和所述每种待选煤的容惰量，确定候选配合煤的配煤比；

候选配合煤是根据待选煤和待选煤容惰量确定的一套配煤方案。一种可选的确定候选配合煤的配煤比包括：

确定初始配煤比；初始配煤比中包括每种候选煤的配用量d_i；配用量d_i为质量百分比。

根据初始配煤比和所述初始配煤比中每种待选煤的容惰量，确定匹配所述初始配煤比的弱黏结煤的最大配比量；

弱黏结煤的最大配比量的确定方式为：

上式中，d_i为候选配合煤中每种待选煤的质量百分比；R¹⁰⁰ _i为每种待选煤的容惰量，以基氏流动度基准值为100ddpm为例。

根据所述弱黏结煤的最大配比量，调整所述N种待选煤中的低变质弱黏结煤和/或高变质弱黏结煤的配比量，获得所述候选配合煤的配煤比。

调整原则是弱黏结煤的配比不超过最大配比量，为了提高生产的焦炭质量，弱黏结煤的配比最好低于所述最大配比量。弱黏结煤包括高变质程度弱黏结煤和低变质程度弱黏结煤，由于这两种煤的分配会影响接下来候选配合煤的镜质组平均平均最大反射率和标准偏差，因此应当视情况调整这两种弱黏结煤的配用量。

通过上述方案，即可获得一种候选配合煤的配煤比。

S5：根据所述候选配合煤的配煤比和所述每种待选煤的镜质组平均最大反射率，确定候选配合煤的镜质组平均最大反射率和镜质组最大反射率标准偏差；

其中，候选配合煤的镜质组平均最大反射率的计算方法为：

上式中，d_i为候选配合煤中每种待选煤的质量百分比，为待选煤i的镜质组最大反射率。

对于候选配合煤的镜质组最大反射率标准偏差，提供了一套简化算法，具体如下：

S6：将所述镜质组平均最大反射率和所述镜质组最大反射率标准偏差满足预设条件的所述候选配合煤的配煤比确定为第一目标配合煤的配煤比。

具体的，通过分析候选配合煤的镜质组平均最大反射率和镜质组最大反射率标准偏差是否满足预设条件，来判断候选配合煤是否符合配煤要求，若不满足预设条件，则调整配煤比，直至满足预设条件为止。

之所以采用上述的配煤比验证方法，是因为镜质组平均最大反射率和标准偏差能够表征煤的胶质体的质量，其包含了煤的粘结性指标和岩相指标(即镜质组反射率，标准煤的变质程度)，实现了两者的统一，达到了采用较少的配煤指标来进行较精准地配煤的目的。

具体的，通过大量的研究和数据分析，所述预设条件包括：

所述镜质组平均最大反射率大于或等于1.25％；优选大于或等于1.3。

所述镜质组最大反射率标准偏差S大于或等于0.2，且小于或等于0.35，优选范围为0.29≤S≤0.31。

之所以在镜质组平均最大反射率的判据基础上加上标准偏差的判据，是因为配合煤的镜质组最大反射率的标准偏差过小，即小于0.2时，尽管不会影响焦炭强度，但极有可能因炼焦过程中膨胀压力过大而影响到焦炉使用寿命。另一方面，当配合煤的镜质组最大反射率标准偏差过大，即大于0.35时，配合煤所炼制焦炭强度可能会变差。因为除了胶质体数量对焦炭有影响，胶质体的质量对焦炭还会产生影响，镜质组最大反射率可表征胶质体的质量。当标准偏差过大时，配合煤的镜质组最大反射率分布较宽泛，配合煤在炼焦过程中产生的胶质体质量将变差，故而焦炭强度会变差。

结合生产实践，配合煤的镜质组最大反射率标准偏差为0.3时较为经济。

在获得第一目标配合煤后，为了进一步提高生产焦炭的强度，还可以检测第一目标配合煤的基氏流动度，根据基氏流动度预测焦炭强度是否良好，具体方案如下：

可选的，在确定第一目标配合煤的配煤比之后，如图3所示，所述配煤方法还包括：

S71：根据所述第一目标配合煤的配煤比进行配煤，获得第一目标配合煤；

S72：获取所述第一目标配合煤的基氏流动度；

S73：若所述第一目标配合煤的基氏流动度小于预设值，调整所述第一目标配合煤的配煤比，获得第二目标配合煤；其中，所述第二目标配合煤的基氏流动度大于所述预设值，且所述镜质组平均最大反射率和所述镜质组最大反射率标准偏差满足所述预设条件。

上述方案是在镜质组平均最大反射率和所述镜质组最大反射率标准偏差满足预设条件的前提上，进一步调整配煤比，具体可以是提高基氏流动度较高的待选煤的配比量，以提高第二目标配合煤，即最终配合煤的基氏流动度，从而改善生产的焦炭的强度指标，如冷态强度M40，M10，反应后强度CSR等。

在接下来的内容中，结合具体实时数据，对上述实施例的方案进行说明：

在一个可选的实施例中，将上述实施例的配煤方案应用到某炼焦厂，其过程如下：

(1)获取此次配煤所需的7种炼焦待选煤，并检测每种待选煤的镜质组最大反射率；

(2)获取每种炼焦待选煤的容惰曲线；

(3)根据所需的目标焦炭的强度，确定基氏流动度基准值，此次选择100ddpm作为基准值；

(4)根据基氏流动度基准值和每种炼焦待选煤的容惰曲线，确定每种炼焦待选煤的容惰量R¹⁰⁰ _i，具体见表1；

(5)根据每种炼焦待选煤的容惰量R¹⁰⁰ _i，初步制定一套候选配合煤的配比方案，具体如下：

首先设定有容惰量R¹⁰⁰ _i的炼焦待选煤的配用比例，同样见表1，配比均为质量百分比：

计算弱黏结煤的最大配比量，具体如下：

d_{弱黏结煤max}＝∑(R¹⁰⁰ _i×d_i)＝20％×10％+25％×20％+60％×5％+55％×20％＝21％；

故而在初定的配煤方案中，弱黏结煤的最大配比量为21％，在制定配煤方案时弱黏结煤的配比不超过21％即可。弱黏结煤包括高变质程度弱黏结煤和低变质程度弱黏结煤，将21％分配给这两类煤：

将低变质程度弱黏结煤：炼焦待选煤6设定为6％，高变质程度弱黏结煤：炼焦待选煤7设定为15％。此为初步配煤方案1(见表1)；

将低变质程度弱黏结煤：炼焦待选煤6设定为10％，高变质程度弱黏结煤：炼焦待选煤7设定为11％。此为初步配煤方案2(见表1)；

表1：配煤方案表

在上表中，α_max为基氏流动度。

(6)根据配煤比和每种待选煤的镜质组最大反射率，计算初定方案的镜质组平均最大反射率数据和标准偏差(S)，计算结果为：

方案1：S＝0.29，满足条件：且0.35≥S≥0.2，该配煤方案合适；

方案2：S＝0.29，满足条件：且0.35≥S≥0.2，该配煤方案亦合适。

在又一个可选的实施例中，根据前述实施例的配煤方案，得到一种目标配合煤的配煤比，根据配煤比进行配煤得到第一目标配合煤。

通过检测发现第一目标配合煤的基氏流动度α为35ddpm，计算得到的镜质组平均最大反射率为1.35％，焦炭冷态强度M₄₀为87.1％，M₁₀为6.3％，反应后强度CSR为69.1％。为提高焦炭冷态强度，调整配煤方案，通过提高基氏流动度较高的待选煤的配比，得到第二目标配合煤。计算表明第二目标配合煤的镜质组平均最大反射率为1.32％，波动不大，而检测基氏流动度提高到81ddpm，焦炭冷态强度得到改善，M₄₀为88.6％，M₁₀为5.8％，反应后强度CSR为69.9％，比原先略有提升。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种炼焦配煤的系统，包括：

获取模块10，用于获取N种待选煤和基氏流动度基准值；N≥2且为整数；以及根据所述N种待选煤，获取每种待选煤的容惰曲线和镜质组最大反射率；所述容惰曲线包括混合煤的基氏流动度与所述混合煤的混合比例的映射关系，所述混合煤为所述待选煤与基准惰性煤的混合；

第一确定模块20，用于根据所述基氏流动度基准值和所述待选煤的容惰曲线，确定所述每种待选煤的容惰量；

第二确定模块30，用于根据所述N种待选煤和所述每种待选煤的容惰量，确定候选配合煤的配煤比；

第三确定模块40，用于根据所述候选配合煤的配煤比和所述每种待选煤的镜质组最大反射率，确定候选配合煤的镜质组平均最大反射率和镜质组最大反射率标准偏差；

第四确定模块50，用于将所述镜质组平均最大反射率和所述镜质组最大反射率标准偏差满足预设条件的所述候选配合煤的配煤比确定为第一目标配合煤的配煤比。

可选的，第二确定模块具体用于：

确定初始配煤比；

根据初始配煤比和所述初始配煤比中每种待选煤的容惰量，确定匹配所述初始配煤比的弱黏结煤的最大配比量；

根据所述弱黏结煤的最大配比量，调整所述N种待选煤中的低变质弱黏结煤和/或高变质弱黏结煤的配比量，获得所述候选配合煤的配煤比。

可选的，配煤系统还包括调整模块，所述调整模块用于：

根据所述第一目标配合煤的配煤比进行配煤，获得第一目标配合煤；

获取所述第一目标配合煤的基氏流动度；

若所述第一目标配合煤的基氏流动度小于预设值，调整所述第一目标配合煤的配煤比，获得第二目标配合煤；其中，所述第二目标配合煤的基氏流动度大于所述预设值，且所述镜质组平均最大反射率和所述镜质组最大反射率标准偏差满足所述预设条件。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种工业控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时可以实现前述实施例中的任一项所述的配煤方法步骤。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种炼焦配煤方法，基于塑性成焦理论，从炼焦过程中煤形成的胶质体数量和胶质体质量的角度出发进行配煤；具体是采用粘结性指标：基氏流动度表征胶质体的数量，因为基氏流动度可以很好的表征中等及强粘结性煤的胶质体的性质；然后进一步获取每种待选煤的容惰曲线，结合预先确定的基氏流动度基准值确定每种待选煤的容惰量，即待选煤的容惰能力，根据每种待选煤的容惰能力进行配煤得到候选配合煤，既克服了V-G配煤方法中粘结指数G值对强粘结性的煤的鉴别能力较差的缺点，又克服了根据煤岩指标得到的活惰比不能准确指导采用类似高活惰比低粘结性煤的特殊煤进行配煤的缺点；另一方面，镜质组最大反射率作为岩相指标，能够准确反映煤的变质程度，因此在获得候选配合煤后，根据配煤比和每种候选煤的镜质组最大反射率，计算候选配合煤的镜质组平均最大反射率和镜质组最大反射率标准偏差，能够准确的表征配合煤的变质程度，以此衡量胶质体的质量，故而将镜质组平均最大反射率和镜质组最大反射率标准偏差满足预设条件的候选配合煤的配煤比确定为目标配合煤的配煤比。总的来说，通过上述方法的结合，实现了采用较少的配煤指标来进行较精准地配煤的目的，所得到的目标配合煤实现了粘结性指标和岩相指标的统一，其生产的焦炭可良好的满足当前大型高炉生产的需求。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。