煉焦煤質量的綜合評價體系研究

(石橫特鋼集團有限公司，山東 肥城 271600)

1 煉焦煤質量評價現狀

煉焦煤的質量評價與動力煤不同，對煉焦煤的質量指標進行評價，不僅要重視煤的工業指標，而且要表征煉焦煤的結焦性指標。另外，大部分企業還采取了活惰比、反射率的分布等來對煉焦煤的變質狀況、成焦的性能及混煤的情況進行表征。但是，對于質量的工業指標與煤巖相接近的煉焦煤，其所取得的焦炭存在較大的質量差別，因此在所制定的評價指標體系中，應當添加可以將成焦后的焦炭質量進行直接展現的指標，尤其是對焦炭的熱性能進行評價的指標。

對煉焦煤所具有的質量進行評價時應滿足下列幾點要求：評價體系必須全面，評價指標必須緊跟時代的發展，滿足技術與經濟的發展需求。同時，要得到供應商及用戶的認同；可以將各個指標所具有的層次進行充分展現；指標權重必須具有一定的客觀性。筆者通過運用層次分析法來評價煉焦煤的質量體系。

2 建立層次結構模型

根據相互存在的關系將決策的考慮因素、對象及目標劃分為最高層、中間層和最低層，如圖1所示。

圖1 煉焦煤質量指標相關關系示意

根據圖1可知，目標層是其最高層，即總目標為煉焦煤的綜合治理評價A。準則層是其中間層，根據表征煉焦煤的各個性質可將指標劃分為B1、B2、B3和B4，如圖1所示。指標層是其最低層，每一層都存在較多個元素，每層之間的元素關系均是利用相連直線來進行反映。下面針對中間層的幾個指標進行詳細介紹。

1)常規指標B1。這是對煉焦煤的質量進行評價的基礎，是對其進行評價的重要層級，其核心指標主要有灰分C1、硫分C2、揮發分C3等。可基于相關文件中冶煉所需的煉焦煤精煤灰分及硫分的等級劃分來給予表不同的分值。

2)工藝指標 B2。該類指標的構成主要有五個成分，詳見圖1。煙煤的自由膨脹度主要是通過對煤炭具有的膨脹性進行測定來明確粘結性的方法。

3)煤巖相指標B3。這類指標主要包含了三種，詳見圖1。依據該領域的相關理論可知，煤炭所具有的性質將會對成煤之前及之后分別具有生化及物化性能造成影響。對于原始物質一致的煤炭，煤巖學對其煉焦煤的質量進行評價時主要遵照以下兩個理論內容：一是煤體存在的變質狀況，即煤體鏡質組存在的最大反射率；二是活性與惰性的成分比，就是最合理的活惰比。目前，對煉焦煤的質量進行評價的煤巖指標為：①煤的鏡質組所具有的反射率最大值Ra0-max可以對煉焦煤的變質狀況進行表征。②鏡質組反射率的分布中存在一定的標準方差S：其大小主要用于煤混合狀況的表征。③活惰比R /I：該指標可以對煉焦煤所具有的性能進行表征。

3 創建煉焦煤質量的評價模型

3.1 創建合理的因素集

該因素集的功能在于對煉焦煤的質量開展評價的各個指標總和，該因素集具有多層次。根據以上這些評價指標體系可以取得指標及準則層的因素集。

1)假設對產品質量評價造成影響的各個因素集為：

B={B1，B2，B3，B4}

2)假設對產品質量評價造成影響的各個因素子集為：

常用控制指標B1={C1，C2，C3}；

工藝質量指標B2={ D1，D2，D3，D4，D5}；

煤巖指標B3={E1，E2，E3}；

單種煤的焦炭指標 BQ={F1，F2}。

3.2 明確各個指標層所具有的權重

權重所具有的功能主要是針對各個指標對評價目的所具有的意義進行詳細的闡述。對于A來講，假設B對其所具有的權重分別為b1，b2，b3，b4，則與之相對應的權重矩陣B為(b1，b2，b3，b4)；同樣地，可以將指標層對準則層的權重矩陣進行設定，其分別為W=(c1，c2，c3)；W=( d1，d2，d3，d4，d5)；W=(e1，e2，e3)；W=(f1，f2)。對于以上這些權重，可以采取層次法來進行分析。

3.3 制定煉焦煤各個指標的賦值表

該表的功能主要是對評價對象進行詳細的闡述，可以利用該表來判定煉焦煤的質量。

4 優化資源結構，實現焦炭質量晉位提升

4.1 優化配煤結構，提升焦炭強度、粒級

根據公司焦炭質量的提質目標，基于現存的煉焦煤條件來制定了有效的體質配煤方案，并開展了相應的小焦爐試驗。通過該試驗，對各個煤種的配比進行優化，明確焦炭強度的細粒度可以順應配煤的標準結構。在對該結構進行調整之后，焦爐可以根據制定的方案來進行生產。根據所制定的方案加以落實之后，某公司的焦炭M40干焦與濕焦分別為87.8%和85.6%；M10的干焦與濕焦分別為和6.1%；CSR的干焦與濕焦分別為67.8%和66.4%；粒度的平均值為52.4 mm，可以實現指標提升的目的。

4.2 從源頭控制煉焦煤質量，實現提質目標

針對地方焦煤質量存在的大幅降低及質量提升方案受到制約的狀況，課題組在執行預案的同時，根據煉焦煤所發生的市場變化，從根源上來控制煉焦煤的質量，將煤巖指標添加到采購合同中，積極改善地方煉焦煤的質量。此外，每個月都可以基于各個礦井中單種煤進行的小焦爐試驗來制定下個月的采購計劃。單種煤的結焦性M40<83%，M10>10%的地方焦煤，次月的計劃可以基于上個月的基礎來降低1列。單種煤的結焦性M40<80%，M10>12%的地方焦煤，應停止進廠。某公司在制定并落實該制度之后，地方焦煤的質量得到了極大的改善，結焦性較差的煉焦煤配比也得到了一定的降低，保證提質目標得以實現。

4.3 強化原料抽查，保證用煤準確

為了增強煉焦煤的管理，避免出現虛假現象，提升進廠煉焦煤的穩定性，嚴格控制并加強煉焦煤的質量，制定有效的管理辦法來抽查煉焦煤。聯查組的構成主要有3個部分，分別為技術中心、武裝保衛部門及焦化廠，每周都由成員單位來輪番牽頭，由該單位負責人來進行聯查。聯查工作采取不定期的形式，每周應當超過3次，其中也包含中午、假期等關鍵的時間點。聯查制度的制定與落實可以極大提升原料化驗數據的精確性，實現了精確用煤的目的，為提升焦炭的質量提供可靠的依據。

5 結語

通過運用層次分析法來評價煉焦煤的質量，采取這種方法來比較常規、焦化等指標，明確各個指標所具有的影響權重，再與各個指標的賦值分相結合，最終取得加權分值，可以將各個煤礦焦煤所具有的質量好壞進行客觀地展現。隨著社會的不斷進步，人們對環保及質量的追求越來越高，因此政策對煤炭的質量進行評價的結果造成的影響越來越突出，尤其是煤炭中存在的有害元素的含量將會對煤炭的質量造成直接的影響。通過運用這種方法可以對各個因素進行科學的評價，同時對煤炭的質量作出合理的評定。