焦炭热反应性的预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金炼焦技术领域，具体涉及一种焦炭热反应性的预测方法。
【背景技术】
[0002] 高炉内焦炭在风口前的回旋区内激烈燃烧，燃烧产生的热能是高炉冶炼过程的主 要热源，燃烧反应后生成的CO是高炉冶炼过程的主要还原剂。在高炉炼铁工艺中，焦炭的 反应性影响风口区焦炭的燃烧速度、CO 2与风口边界层内焦炭的反应速度、高炉热储备区的 温度水平和铁矿石的还原速率等，焦炭的反应性指标越来越受到炼铁界的关注。
[0003] 焦炭反应性的测试方法首先由日本提出，方法要点为：把200g粒度调整为19~ 21mm的焦炭，在1100°C与CO 2气体（流量5L/min)反应2小时，根据重量的减量与反应前 重量的比值得到反应性。由于该测试方法在一定程度上模拟了焦炭在高炉中碳溶反应条 件，较之焦炭冷态强度M 4tl和M 1(|，其模拟焦炭在高炉块状带以后的劣化行为具有显著进步， 因而，其提出后受到焦化和炼铁界的普遍关注和迅速推广应用。
[0004] 二十世纪八十年代，我国冶金工业部和鞍山热能研宄所在日本提出的测试方法基 础上，起草并颁布了我国焦炭反应性及反应后强度试验方法国家标准GB4000-83,并经历了 1996年和2008年两次修订，其基本原理仍遵照日本原方法，现有国家标准将试验用焦炭的 粒度确定为23~25mm。由于上述焦炭反应性的测试方法都是属于事后检测，如果检测结果 表明焦炭质量达不到预期要求，则将造成极大的损失。因此，人们希望在配煤炼焦之前能够 对焦炭热反应性进行预测。
[0005] 目前对焦炭热反应性CRI的预测方法主要有：
[0006] 1)通过MATLAB环境中regress、robustfit等函数对炼焦配合煤各指标如灰分 (A d)、挥发分（Vdaf)、黏结指数（G)和胶质层厚度（Y)，催化指数（MCIy)等进行回归分析、比 较和总结；用多元线性回归方法建立配合煤煤质预测焦炭热反应性的预测模型。焦炭作为 一种固体材料，其理化性能与微观光学组织结构密切相关，上述方法所选配合煤指标灰分 (A d)、挥发分（Vdaf)、黏结指数（G)和胶质层厚度（Y)为表观工艺性质指标，未考虑到参与炼 焦的各单种煤成焦光学组织结构，具有局限性。
[0007] 2)也有将炼焦炉标准火道温度T作为焦炭热反应性预测方程一个影响因子的。
[0008] 3)还有相当一部分炼焦企业通过小焦炉配煤炼焦试验，调整配煤比，考察试验焦 炭热反应性，得到合适的配煤比，缺点是试验工作量大，周期长。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是提供一种焦炭热反应性的预测方法，以在不进行配 煤炼焦试验的情况下，较好地预测焦炭热反应性，根据预测结果，进而调整配煤方案，指导 配煤炼焦实践。
[0010] 为解决上述技术问题，本发明的焦炭热反应性预测方法包括如下步骤：
[0011] 1)测定炼焦用各单种煤灰成分，计算得出配合煤碱度指数MCI ;
[0012] 2)测定炼焦用各单种煤成焦光学组织结构，计算得出配合煤中的粗粒镶嵌、中粒 镶嵌、不完全纤维、纤维和片状组分含量之和M ;
[0013] 3)设定CRI = A+B*MCI+C*M，其中CRI为焦炭热反应性，单位S%;A、B、C为常数；
[0014] 4)根据步骤3)的公式计算得到焦炭热反应性CRI的预测值。
[0015] 本发明具有如下的有益效果：
[0016] 1)本发明方法公式简单、预测所需涉及到的因素少，对使用单位人力、物力条件的 要求较低。
[0017] 2)采用本发明方法计算得到的焦炭热反应性CRI预测值无论与试验得到的焦炭 热反应性CRI还是实际生产所得焦炭热反应性CRI的契合度高，预测精度在±1%以内。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0019] 本发明的方法包括如下步骤：
[0020] 1)测定炼焦用各单种煤灰成分，计算得出配合煤碱度指数MCI ;
[0021] 2)测定炼焦用各单种煤成焦光学组织结构，计算得出配合煤中的粗粒镶嵌、中粒 镶嵌、不完全纤维、纤维和片状组分含量之和M ;
[0022] 3)设定CRI = A+B*MCI+C*M，其中CRI为焦炭热反应性，单位S%，A、B、C为常数， 通过将三组配煤炼焦试验或实际生产数据代入该公式计算得出；
[0023] 4)根据步骤3)的公式计算得到焦炭热反应性CRI的预测值。
[0024] 如果计算得到的焦炭热反应性预测值CRIss不能满足高炉生产的需要，则进一步 优化配煤结构，再次根据步骤1)~4)计算焦炭热反应性预测值CRI ss，直至计算得到的 焦炭热反应性预测值CRIss能够满足高炉生产的需要，才将该配煤结构确定为实际配煤方 案。
[0025] 表1为三组试验数据，用于求出预测公式中的常数A、B、C值。
[0026] 利用表中三组配煤炼焦试验的试验数据，应用Origin软件中 Analysis-fitting-Multiple Linear Regression工具进行拟合，得到多元一次方程的解：
[0027] A = 18. 603, B = 2. 194, C = -O. 151
[0028] 则焦炭热反应性预测方程为：
[0029] CRI = 18. 603+2. 194*MCI-0. 151*M
[0030] 利用上述公式求出表2实施例1~3配煤方案所炼焦炭热反应性的预测值分别 为19. 84%、20. 11 %和22. 10%，经实际炼焦所得焦炭热反应性分别为19. 25%、20. 45%和 22.82%。实际值与预测值极为接近。
[0031] 表1三组配煤炼焦试验的试验数据
[0032]
【主权项】
1. 一种焦炭热反应性的预测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： 1) 测定炼焦用各单种煤灰成分，计算得出配合煤碱度指数MCI ; 2) 测定炼焦用各单种煤成焦光学组织结构，计算得出配合煤中的粗粒镶嵌、中粒镶嵌、 不完全纤维、纤维和片状组分含量之和M ; 3) 设定CRI = A+B*MCI+C*M，其中CRI为焦炭热反应性，单位S%;A、B、C为常数，通过 将3组配煤炼焦试验或实际生产数据代入该公式计算得出； 4) 根据步骤3)的公式计算得到焦炭热反应性CRI的预测值。
【专利摘要】本发明公开了一种焦炭热反应性的预测方法，包括以下步骤：1)测定炼焦用各单种煤灰成分，计算得出配合煤碱度指数MCI；2)测定炼焦用各单种煤成焦光学组织结构，计算得出配合煤中的粗粒镶嵌、中粒镶嵌、不完全纤维、纤维和片状组分含量之和M；3)设定CRI＝A+B*MCI+C*M，其中CRI为焦炭热反应性，单位为％；A、B、C为常数；4)计算得到焦炭热反应性CRI的预测值。本发明通过较少的几个影响因素和简单的预测公式，在不进行配煤炼焦试验的情况下，即可较好地预测焦炭热反应性，预测精度在±1％以内。根据预测结果，进而调整配煤方案，从而较好地指导配煤炼焦实践。
【IPC分类】G01N33-22
【公开号】CN104655819
【申请号】CN201510078126
【发明人】鲍俊芳, 陈细涛, 薛改凤, 盛军波, 常红兵, 陈胜春, 崔会明, 陈鹏, 项茹, 张雪红, 宋子逵, 詹立志, 冯柏华, 谢传斌, 任玉明, 王元生, 万基才
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月13日