焦炭預(yù)測系統(tǒng)在邯鋼焦化廠的應(yīng)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(guī)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(guān)技術(shù)人員利用40 kg小焦?fàn)t試驗(yàn)和30 kg鐵箱試驗(yàn)對配合煤、單種煤進(jìn)行了煉焦試驗(yàn)和冷熱性能分析，并通過與大焦?fàn)t生產(chǎn)結(jié)果對比，摸索出了一套能比較準(zhǔn)確地預(yù)測焦炭冷熱強(qiáng)度的系統(tǒng)。

1 試驗(yàn)設(shè)備的確定

1.1 40 kg小焦?fàn)t試驗(yàn)

邯鋼焦化廠的40 kg小焦?fàn)t試驗(yàn)選用鞍山熱能院的側(cè)開雙爐門式小焦?fàn)t，爐墻采用碳化鎂鋁硅磚，兩側(cè)分別有12根硅碳棒通電加熱。一般的加熱時(shí)間為15 h左右。

1.2 鐵箱試驗(yàn)

邯鋼焦化廠鐵箱試驗(yàn)采用自主開發(fā)、制作的試驗(yàn)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(dòng)揭蓋，裝滿煤后用螺栓固定，保證鐵箱可重復(fù)使用。每個(gè)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(jì)算，并且鐵箱上部適當(dāng)保留一定的空間(盡可能與大焦?fàn)t生產(chǎn)條件接近)。利用出爐尾焦作滑動(dòng)層，通過特制工具裝入1#焦?fàn)t焦側(cè)26火道處，所放位置處在焦?fàn)t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(yù)測焦炭的冷熱強(qiáng)度

為了保持焦?fàn)t生產(chǎn)焦炭和鐵箱及小焦?fàn)t生產(chǎn)焦炭配比的一致性，從粉碎機(jī)后的皮帶取樣80 kg，充分縮分后，一份用于小焦?fàn)t試驗(yàn)，另一份用于鐵箱試驗(yàn)。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們對2年來共做的93組試驗(yàn)結(jié)果采用miniTAB軟件進(jìn)行回歸，得到如下結(jié)果。

2.1 抗碎強(qiáng)度(M40)

2.1.1 大焦?fàn)tM40和鐵箱M40的關(guān)系大焦?fàn)t M40=23.4%+(0.731 ×鐵箱 M40)大焦?fàn)tM40與鐵箱M40的相關(guān)數(shù)值見表1，其散點(diǎn)圖見圖1。

表1 大焦?fàn)tM40與鐵箱M40的相關(guān)數(shù)值

圖1 大焦?fàn)tM40與鐵箱M40的散點(diǎn)圖

2.1.2 大焦?fàn)tM40和小焦?fàn)tM40的關(guān)系

大焦?fàn)t M40=21.6%+(0.758×小焦?fàn)tM40)

大焦?fàn)tM40和小焦?fàn)tM40的相關(guān)數(shù)值見表2，其散點(diǎn)圖見圖2。

表2 大焦?fàn)tM40和小焦?fàn)tM40的相關(guān)數(shù)值表

圖2 大焦?fàn)tM40與小焦?fàn)tM40的散點(diǎn)圖

2.2 耐磨強(qiáng)度(M10)

2.2.1 大焦?fàn)tM10和鐵箱M10的關(guān)系

大焦?fàn)tM10=0.614%+(0.915×鐵箱M10)

大焦?fàn)tM10和鐵箱M10的相關(guān)數(shù)值見表3，其散點(diǎn)圖見圖3。

表3 大焦?fàn)tM10和鐵箱M10的相關(guān)數(shù)值表

圖3 大焦?fàn)tM10與鐵箱M10的散點(diǎn)圖

2.2.2 大焦?fàn)tM10和小焦?fàn)tM10的關(guān)系

大焦?fàn)t M10=0.462%+(0.833×小焦?fàn)tM10)

大焦?fàn)tM10和小焦?fàn)tM10的相關(guān)數(shù)值見表4，其散點(diǎn)圖見圖4。

表4 大焦?fàn)tM10和小焦?fàn)tM10的相關(guān)數(shù)值表

圖4 大焦?fàn)tM10與小焦?fàn)tM10的散點(diǎn)圖

2.3 焦炭熱反應(yīng)性(CRI)

2.3.1 大焦?fàn)tCRI和小焦?fàn)tCRI的關(guān)系

大焦?fàn)t CRI=5.59%+(0.603×小焦?fàn)t CRI)

大焦?fàn)tCRI和小焦?fàn)tCRI的相關(guān)數(shù)值見表5，其分布圖見圖5。

表5 大焦?fàn)tCRI和小焦?fàn)tCRI的相關(guān)數(shù)值表

圖5 大焦?fàn)tCRI與小焦?fàn)tCRI的散點(diǎn)圖

2.3.2 大焦?fàn)tCRI和鐵箱CRI的關(guān)系

大焦?fàn)t CRI=6.66%+(0.643 ×鐵箱 CRI)

大焦?fàn)tCRI和鐵箱CRI的相關(guān)數(shù)值見表6，其散點(diǎn)圖見圖6。

表6 大焦?fàn)tCRI和鐵箱CRI的相關(guān)數(shù)值表

圖6 大焦?fàn)tCRI與鐵箱CRI的散點(diǎn)圖

2.4 焦炭熱反應(yīng)后強(qiáng)度(CSR)

2.4.1 大焦?fàn)tCSR和小焦?fàn)tCSR的關(guān)系

大焦?fàn)t CSR=19.4%+(0.823×小焦?fàn)tCSR)

大焦?fàn)tCSR與小焦?fàn)tCSR的數(shù)值見表7，其散點(diǎn)圖見圖7。

表7 大焦?fàn)tCSR和小焦?fàn)tCSR的相關(guān)數(shù)值表

圖7 大焦?fàn)tCSR與小焦?fàn)tCSR的散點(diǎn)圖

2.4.2 大焦?fàn)tCSR和鐵箱CSR的關(guān)系

大焦?fàn)t CSR=18.3%+(0.805 ×鐵箱 CSR)

大焦?fàn)tCSR與鐵箱CSR的相關(guān)數(shù)值見表8，其散點(diǎn)圖見圖8。

表8 大焦?fàn)tCSR與鐵箱CSR的相關(guān)數(shù)值表

圖8 大焦?fàn)tCSR與鐵箱CSR的散點(diǎn)圖

3 應(yīng)用效果

實(shí)際應(yīng)用表明，焦炭強(qiáng)度的預(yù)測效果良好，焦炭預(yù)測模型完全能夠滿足焦?fàn)t生產(chǎn)的需要。2012年6月～8月，我廠對焦炭的結(jié)果進(jìn)行了間斷性預(yù)測，其預(yù)測數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)的對比結(jié)果見表9。

表9 焦炭實(shí)際結(jié)果和預(yù)測結(jié)果的對比分析表 %

從實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來看，焦炭預(yù)測系統(tǒng)的誤差范圍都在要求的范圍之內(nèi)，且很好地預(yù)測了焦炭的質(zhì)量。

4 結(jié)論

焦炭和配合煤的每一個(gè)質(zhì)量指標(biāo)都是息息相關(guān)的，預(yù)測公式中變量越多，結(jié)果的偏差值越小。因此，焦炭預(yù)測模型并不是固定的。隨著化驗(yàn)數(shù)據(jù)的完善，在配合煤的巖相分析、基氏流動(dòng)度分析中引入焦炭預(yù)測模型是必然的，也必將使焦炭質(zhì)量預(yù)測更加準(zhǔn)確。

符號(hào)說明：T代表單樣本T檢驗(yàn)的T值，等于回歸系數(shù)除以回歸系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差;P代表單樣本T檢驗(yàn)的P值，若小于0.05表示回歸系數(shù)明顯大于0，也就是對應(yīng)的自變量對模型有意義，反之則無意義;R-Sq稱為決定系數(shù)，等于回歸方程的方差占總方差的比例，屬于擬合優(yōu)度指標(biāo);R-Sq(調(diào)整)為校正R-Sq，用于比較不同模型的擬合度優(yōu)劣;S代表樣本的標(biāo)準(zhǔn)誤差。