焦炭預測系統在邯鋼焦化廠的應用

安占來， 余誠桓， 黃世平

(河北鋼鐵股份有限公司邯鋼分公司焦化廠，河北 邯鄲 056015)

為了掌握焦炭冷熱性能變化規律及其影響因素，河北鋼鐵股份有限公司邯鋼分公司焦化廠(簡稱邯鋼焦化廠)組織有關技術人員利用40 kg小焦爐試驗和30 kg鐵箱試驗對配合煤、單種煤進行了煉焦試驗和冷熱性能分析，并通過與大焦爐生產結果對比，摸索出了一套能比較準確地預測焦炭冷熱強度的系統。

1 試驗設備的確定

1.1 40 kg小焦爐試驗

邯鋼焦化廠的40 kg小焦爐試驗選用鞍山熱能院的側開雙爐門式小焦爐，爐墻采用碳化鎂鋁硅磚，兩側分別有12根硅碳棒通電加熱。一般的加熱時間為15 h左右。

1.2 鐵箱試驗

邯鋼焦化廠鐵箱試驗采用自主開發、制作的試驗用鐵箱，長、寬、高分別為400 mm、300 mm、400 mm，左右與上方排列不同氣孔，上面制成活動揭蓋，裝滿煤后用螺栓固定，保證鐵箱可重復使用。每個鐵箱裝濕煤30 kg，濕煤水分控制在10%左右，堆密度按720 kg/m3計算，并且鐵箱上部適當保留一定的空間(盡可能與大焦爐生產條件接近)。利用出爐尾焦作滑動層，通過特制工具裝入1#焦爐焦側26火道處，所放位置處在焦爐炭化室中心線上。焦炭成熟后，通過推焦車把鐵箱推出，熄焦后備用。

2 預測焦炭的冷熱強度

為了保持焦爐生產焦炭和鐵箱及小焦爐生產焦炭配比的一致性，從粉碎機后的皮帶取樣80 kg，充分縮分后，一份用于小焦爐試驗，另一份用于鐵箱試驗。為了保證數據的準確性，我們對2年來共做的93組試驗結果采用miniTAB軟件進行回歸，得到如下結果。

2.1 抗碎強度(M40)

2.1.1 大焦爐M40和鐵箱M40的關系大焦爐 M40=23.4%+(0.731 ×鐵箱 M40)大焦爐M40與鐵箱M40的相關數值見表1，其散點圖見圖1。

表1 大焦爐M40與鐵箱M40的相關數值

圖1 大焦爐M40與鐵箱M40的散點圖

2.1.2 大焦爐M40和小焦爐M40的關系

大焦爐 M40=21.6%+(0.758×小焦爐M40)

大焦爐M40和小焦爐M40的相關數值見表2，其散點圖見圖2。

表2 大焦爐M40和小焦爐M40的相關數值表

圖2 大焦爐M40與小焦爐M40的散點圖

2.2 耐磨強度(M10)

2.2.1 大焦爐M10和鐵箱M10的關系

大焦爐M10=0.614%+(0.915×鐵箱M10)

大焦爐M10和鐵箱M10的相關數值見表3，其散點圖見圖3。

表3 大焦爐M10和鐵箱M10的相關數值表

圖3 大焦爐M10與鐵箱M10的散點圖

2.2.2 大焦爐M10和小焦爐M10的關系

大焦爐 M10=0.462%+(0.833×小焦爐M10)

大焦爐M10和小焦爐M10的相關數值見表4，其散點圖見圖4。

表4 大焦爐M10和小焦爐M10的相關數值表

圖4 大焦爐M10與小焦爐M10的散點圖

2.3 焦炭熱反應性(CRI)

2.3.1 大焦爐CRI和小焦爐CRI的關系

大焦爐 CRI=5.59%+(0.603×小焦爐 CRI)

大焦爐CRI和小焦爐CRI的相關數值見表5，其分布圖見圖5。

表5 大焦爐CRI和小焦爐CRI的相關數值表

圖5 大焦爐CRI與小焦爐CRI的散點圖

2.3.2 大焦爐CRI和鐵箱CRI的關系

大焦爐 CRI=6.66%+(0.643 ×鐵箱 CRI)

大焦爐CRI和鐵箱CRI的相關數值見表6，其散點圖見圖6。

表6 大焦爐CRI和鐵箱CRI的相關數值表

圖6 大焦爐CRI與鐵箱CRI的散點圖

2.4 焦炭熱反應后強度(CSR)

2.4.1 大焦爐CSR和小焦爐CSR的關系

大焦爐 CSR=19.4%+(0.823×小焦爐CSR)

大焦爐CSR與小焦爐CSR的數值見表7，其散點圖見圖7。

表7 大焦爐CSR和小焦爐CSR的相關數值表

圖7 大焦爐CSR與小焦爐CSR的散點圖

2.4.2 大焦爐CSR和鐵箱CSR的關系

大焦爐 CSR=18.3%+(0.805 ×鐵箱 CSR)

大焦爐CSR與鐵箱CSR的相關數值見表8，其散點圖見圖8。

表8 大焦爐CSR與鐵箱CSR的相關數值表

圖8 大焦爐CSR與鐵箱CSR的散點圖

3 應用效果

實際應用表明，焦炭強度的預測效果良好，焦炭預測模型完全能夠滿足焦爐生產的需要。2012年6月～8月，我廠對焦炭的結果進行了間斷性預測，其預測數據和實際數據的對比結果見表9。

表9 焦炭實際結果和預測結果的對比分析表 %

從實際運行結果來看，焦炭預測系統的誤差范圍都在要求的范圍之內，且很好地預測了焦炭的質量。

4 結論

焦炭和配合煤的每一個質量指標都是息息相關的，預測公式中變量越多，結果的偏差值越小。因此，焦炭預測模型并不是固定的。隨著化驗數據的完善，在配合煤的巖相分析、基氏流動度分析中引入焦炭預測模型是必然的，也必將使焦炭質量預測更加準確。

符號說明：T代表單樣本T檢驗的T值，等于回歸系數除以回歸系數的標準誤差;P代表單樣本T檢驗的P值，若小于0.05表示回歸系數明顯大于0，也就是對應的自變量對模型有意義，反之則無意義;R-Sq稱為決定系數，等于回歸方程的方差占總方差的比例，屬于擬合優度指標;R-Sq(調整)為校正R-Sq，用于比較不同模型的擬合度優劣;S代表樣本的標準誤差。