煉焦煤質(zhì)量的綜合評價體系研究

(石橫特鋼集團(tuán)有限公司，山東 肥城 271600)

1 煉焦煤質(zhì)量評價現(xiàn)狀

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

對煉焦煤所具有的質(zhì)量進(jìn)行評價時應(yīng)滿足下列幾點要求：評價體系必須全面，評價指標(biāo)必須緊跟時代的發(fā)展，滿足技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。同時，要得到供應(yīng)商及用戶的認(rèn)同；可以將各個指標(biāo)所具有的層次進(jìn)行充分展現(xiàn)；指標(biāo)權(quán)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(zhì)量體系。

2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

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

圖1 煉焦煤質(zhì)量指標(biāo)相關(guān)關(guān)系示意

根據(jù)圖1可知，目標(biāo)層是其最高層，即總目標(biāo)為煉焦煤的綜合治理評價A。準(zhǔn)則層是其中間層，根據(jù)表征煉焦煤的各個性質(zhì)可將指標(biāo)劃分為B1、B2、B3和B4，如圖1所示。指標(biāo)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(guān)系均是利用相連直線來進(jìn)行反映。下面針對中間層的幾個指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1)常規(guī)指標(biāo)B1。這是對煉焦煤的質(zhì)量進(jìn)行評價的基礎(chǔ)，是對其進(jìn)行評價的重要層級，其核心指標(biāo)主要有灰分C1、硫分C2、揮發(fā)分C3等。可基于相關(guān)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(biāo) B2。該類指標(biāo)的構(gòu)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(jìn)行測定來明確粘結(jié)性的方法。

3)煤巖相指標(biāo)B3。這類指標(biāo)主要包含了三種，詳見圖1。依據(jù)該領(lǐng)域的相關(guān)理論可知，煤炭所具有的性質(zhì)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(zhì)一致的煤炭，煤巖學(xué)對其煉焦煤的質(zhì)量進(jìn)行評價時主要遵照以下兩個理論內(nèi)容：一是煤體存在的變質(zhì)狀況，即煤體鏡質(zhì)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(zhì)量進(jìn)行評價的煤巖指標(biāo)為：①煤的鏡質(zhì)組所具有的反射率最大值Ra0-max可以對煉焦煤的變質(zhì)狀況進(jìn)行表征。②鏡質(zhì)組反射率的分布中存在一定的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)可以對煉焦煤所具有的性能進(jìn)行表征。

3 創(chuàng)建煉焦煤質(zhì)量的評價模型

3.1 創(chuàng)建合理的因素集

該因素集的功能在于對煉焦煤的質(zhì)量開展評價的各個指標(biāo)總和，該因素集具有多層次。根據(jù)以上這些評價指標(biāo)體系可以取得指標(biāo)及準(zhǔn)則層的因素集。

1)假設(shè)對產(chǎn)品質(zhì)量評價造成影響的各個因素集為：

B={B1，B2，B3，B4}

2)假設(shè)對產(chǎn)品質(zhì)量評價造成影響的各個因素子集為：

常用控制指標(biāo)B1={C1，C2，C3}；

工藝質(zhì)量指標(biāo)B2={ D1，D2，D3，D4，D5}；

煤巖指標(biāo)B3={E1，E2，E3}；

單種煤的焦炭指標(biāo) BQ={F1，F(xiàn)2}。

3.2 明確各個指標(biāo)層所具有的權(quán)重

權(quán)重所具有的功能主要是針對各個指標(biāo)對評價目的所具有的意義進(jìn)行詳細(xì)的闡述。對于A來講，假設(shè)B對其所具有的權(quán)重分別為b1，b2，b3，b4，則與之相對應(yīng)的權(quán)重矩陣B為(b1，b2，b3，b4)；同樣地，可以將指標(biāo)層對準(zhǔn)則層的權(quán)重矩陣進(jìn)行設(shè)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(quán)重，可以采取層次法來進(jìn)行分析。

3.3 制定煉焦煤各個指標(biāo)的賦值表

該表的功能主要是對評價對象進(jìn)行詳細(xì)的闡述，可以利用該表來判定煉焦煤的質(zhì)量。

4 優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)焦炭質(zhì)量晉位提升

4.1 優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)，提升焦炭強度、粒級

根據(jù)公司焦炭質(zhì)量的提質(zhì)目標(biāo)，基于現(xiàn)存的煉焦煤條件來制定了有效的體質(zhì)配煤方案，并開展了相應(yīng)的小焦?fàn)t試驗。通過該試驗，對各個煤種的配比進(jìn)行優(yōu)化，明確焦炭強度的細(xì)粒度可以順應(yīng)配煤的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。在對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整之后，焦?fàn)t可以根據(jù)制定的方案來進(jìn)行生產(chǎn)。根據(jù)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(xiàn)指標(biāo)提升的目的。

4.2 從源頭控制煉焦煤質(zhì)量，實現(xiàn)提質(zhì)目標(biāo)

針對地方焦煤質(zhì)量存在的大幅降低及質(zhì)量提升方案受到制約的狀況，課題組在執(zhí)行預(yù)案的同時，根據(jù)煉焦煤所發(fā)生的市場變化，從根源上來控制煉焦煤的質(zhì)量，將煤巖指標(biāo)添加到采購合同中，積極改善地方煉焦煤的質(zhì)量。此外，每個月都可以基于各個礦井中單種煤進(jìn)行的小焦?fàn)t試驗來制定下個月的采購計劃。單種煤的結(jié)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(chǔ)來降低1列。單種煤的結(jié)焦性M40<80%，M10>12%的地方焦煤，應(yīng)停止進(jìn)廠。某公司在制定并落實該制度之后，地方焦煤的質(zhì)量得到了極大的改善，結(jié)焦性較差的煉焦煤配比也得到了一定的降低，保證提質(zhì)目標(biāo)得以實現(xiàn)。

4.3 強化原料抽查，保證用煤準(zhǔn)確

為了增強煉焦煤的管理，避免出現(xiàn)虛假現(xiàn)象，提升進(jìn)廠煉焦煤的穩(wěn)定性，嚴(yán)格控制并加強煉焦煤的質(zhì)量，制定有效的管理辦法來抽查煉焦煤。聯(lián)查組的構(gòu)成主要有3個部分，分別為技術(shù)中心、武裝保衛(wèi)部門及焦化廠，每周都由成員單位來輪番牽頭，由該單位負(fù)責(zé)人來進(jìn)行聯(lián)查。聯(lián)查工作采取不定期的形式，每周應(yīng)當(dāng)超過3次，其中也包含中午、假期等關(guān)鍵的時間點。聯(lián)查制度的制定與落實可以極大提升原料化驗數(shù)據(jù)的精確性，實現(xiàn)了精確用煤的目的，為提升焦炭的質(zhì)量提供可靠的依據(jù)。

5 結(jié)語

通過運用層次分析法來評價煉焦煤的質(zhì)量，采取這種方法來比較常規(guī)、焦化等指標(biāo)，明確各個指標(biāo)所具有的影響權(quán)重，再與各個指標(biāo)的賦值分相結(jié)合，最終取得加權(quán)分值，可以將各個煤礦焦煤所具有的質(zhì)量好壞進(jìn)行客觀地展現(xiàn)。隨著社會的不斷進(jìn)步，人們對環(huán)保及質(zhì)量的追求越來越高，因此政策對煤炭的質(zhì)量進(jìn)行評價的結(jié)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(zhì)量造成直接的影響。通過運用這種方法可以對各個因素進(jìn)行科學(xué)的評價，同時對煤炭的質(zhì)量作出合理的評定。