一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价与细化分类方法技术

本发明专利技术涉及一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价及细化分类方法，包括将炼焦煤指标进行单项性能归类，一级单项性能：成煤特性CFI、炼焦特性CPI、成分特性PII，炼焦特性CPI的二级单项性能：粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI；采用灰色关联度法计算二级单项性能；采用熵权法计算一级单项性能PII，采用灰色关联度法和层次分析法计算一级单项性能CFI，采用层次分析法计算一级单项性能CPI；利用层次分析整合一级单项性能计算炼焦煤的综合性能CNI；利用模糊聚类法计算炼焦煤细化分类结果。本发明专利技术采用炼焦配煤基础理论与多种算法结合，筛选炼焦煤关键指标并科学整合，实现以炼焦煤应用特性为基础的炼焦煤科学评价与应用分类。应用分类。应用分类。

【技术实现步骤摘要】
一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价与细化分类方法


[0001]本专利技术属于煤焦化工领域，尤其涉及一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价与细化分类方法。

技术介绍

[0002]炼焦煤是钢铁冶金用焦的重要原料，其性能的优劣直接影响着焦炭的质量。因此，炼焦煤的科学评价与分类对于炼焦煤的选购、仓储及冶金用焦的质量控制至关重要。然而，由于炼焦煤指标复杂多样，不同的性能指标既相互关联又从不同方面解释了炼焦煤的性能特点。完全依靠人的主观观念去评价炼焦煤很难达到科学、全面、准确及可量化的效果，同时单纯的依靠数学手段又无法从炼焦煤工艺应用角度科学诠释炼焦煤的性能优劣。
[0003]中国专利申请CNCN201510492987.8为炼焦煤的科学评价开辟了量化评分的方法，提出了一种根据炼焦煤指标贡献计算性能分值、综合分值及性价比的方法。
[0004]中国专利申请CN201811442480.1中提出了“建立不同炼焦煤种间的煤质比较评价模型的方法”，将不同炼焦煤的关键指标与焦炭热性质相关建立关系方程，再建立不同炼焦煤煤种的煤质比较评价模型。该方法解决表观炼焦煤煤质指标对炼焦煤评价的局限；但不足之处在于，评价过程需要大量的实验作为支撑，没有考虑不同炼焦煤煤种在配煤炼焦中所发挥的不同作用，也没有合理利用不同炼焦煤的特性指标参与评价。
[0005]中国专利申请CN201811056295.9中提出“一种基于AHP层次分析法的炼焦煤多维性质评价方法”，将炼焦煤的众多指标分为6个层次，采用层次分析法对炼焦的性能进行评分。该方法仅从指标类别判定层面对炼焦煤指标进行归类，忽略了不同炼焦煤指标间的相互作用关系，也没有考虑不同煤种、指标对炼焦配煤的贡献。
[0006]中国煤炭分类GB/T 5751
‑
2009从资源角度对我国炼焦煤进行了分类划分，由于其划分的指标相对较少，对炼焦煤的分类存在着一定的片面性，同时同一煤种的炼焦煤在炼焦性能方面差异较大，于焦化企业必须进行进一步细化才能进一步准确指导煤源应用。
[0007]中国专利申请CN201811055912.3中提出了“一种基于聚类分析的炼焦煤多维指标相似性细化分类方法”，将炼焦煤指标按照类别分成5个层次，采用层次聚类计算方式实现炼焦煤的细化分类。该方法没有以炼焦煤在配煤中的性能贡献为分类依据，仅考虑以算法去解决炼焦煤细化分类的问题；同时其所选择的算法时间复杂度高、不适用于大量数据的分类运算，其最终细化分类标准模糊。
[0008]因此，开发以炼焦煤应用特性为基础的评价方法，并将炼焦配煤的基础理论/经验与不同的科学算法进行有机融合，通过完整的煤、焦数据学习，仅利用炼焦煤煤质指标即可实现炼焦煤性能客观、全面的量化评价及其细化分类，可提升钢铁/煤炭/焦化企业技术人员对炼焦煤性能及指标相互作用关系的理解，可避免炼焦煤评价过程的主观因素影响，可大幅度降低纷繁复杂的炼焦煤指标处理与分析的难度，可为炼焦煤资源的采购、应用、堆放/入仓提供有效的指导依据，同时也可促进钢铁/煤炭/焦化企业在炼焦资源分析、应用与管理方面的智能化发展。目前未见基于炼焦煤应用特性的数值化评分与细化分类方法，也
未见利用多种算法与炼焦煤应用特性有机融合计算炼焦性能评分与分类的方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价与细化分类方法，采用炼焦配煤基础理论与多种算法结合，筛选炼焦煤关键指标并科学整合，实现以炼焦煤应用特性为基础的炼焦煤科学评价与应用分类。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0011]一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价与细化分类方法，参考中国煤炭分类GB/T5751
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2009对炼焦煤进行分类或参照企业执行规范进行炼焦煤分类，在某一分类的样本库下，基于炼焦煤的应用特性及基础配煤理论，融合灰色关联度(GRA)、熵权分析(EEM)、层次分析(AHP)、模糊聚类(FCM)等多种算法，实现炼焦煤性能量化评价与细化分类；方法包括以下步骤：
[0012]1)参考中国煤炭分类GB/T 5751
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2009或参照企业执行规范对炼焦煤进行分类，可分为焦煤类、肥煤类、1/3焦煤类、气煤类
……
瘦煤类；
[0013]2)对炼焦煤性能指标进行分级，建立炼焦煤评价层级，一级单项性能：成煤特性CFI、炼焦特性CPI、成分特性PII；炼焦特性CPI的二级单项性能：粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI；一级单项性能成煤特性CFI、炼焦特性CPI、成分特性PII整合为一个综合性能CNI；
[0014]3)筛选炼焦煤煤质指标、炼焦煤煤岩特性指标、单种煤焦炭指标，将其归类到一级单项性能或二级单项性能中，在成煤特性CFI、粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI中区分出母序列和特征序列；
[0015]所述的成煤特性CFI中的特征序列选自炼焦煤煤岩特性指标；所述的成煤特性CFI中的母序列选自单种煤焦炭指标；
[0016]所述炼焦煤煤岩特性指标包括煤岩反射率与岩相组成；所述单种煤焦炭指标包括机械强度M
40
、机械强度M
10
、热性质CRI、热性质CSR、冶金焦率、大块率、平均块度。
[0017]粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI的母序列分别选自单种煤焦炭指标；粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI的特征序列分别选自炼焦煤煤质指标。
[0018]所述粘结耐磨特性ZI的母序列包括单种煤焦炭指标中的机械强度M
10
、冶金焦率、大块率、平均块度；所述成焦抗碎特性CI的母序列包括单种煤焦炭指标中的机械强度M
40
、冶金焦率、大块率、平均块度；所述抗气化溶损特性RI的母序列包括单种煤焦炭指标中的热性质CRI、热性质CSR、机械强度M
40
、机械强度M
10
；所述的炼焦煤煤质指标包括炼焦煤的工业分析、全硫、黏结指数、胶质层指数、奥阿膨胀度、吉氏流动度、灰成分。
[0019]4)将炼焦煤性能指标进行正趋势化、标准化处理；
[0020]5)采用灰色关联度(GRA)、层次分析(AHP)结合方法计算成煤特性CFI下炼焦煤煤岩特性指标权重，采用熵权分析(EEM)方法计算成分特性PII下炼焦煤煤质指标的权重，采用灰色关联度(GRA)方法计算粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI下炼焦煤煤质指标的权重，采用层次分析(AHP)方法计算炼焦特性CPI下ZI、CI、RI的权重，采用层次分析方法(AHP)计算综合性能CNI下CFI、CPI、PII的权重；
[0021]6)根据不同炼焦煤在配煤炼焦中发挥的作用，选取若干个一级或二级单项性能作为炼焦煤细化分类依据，采用模糊聚类(FCM)方法计算，查看水平矩阵结果并参考CNI值进行炼焦煤细化分类。
[0022]上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价与细化分类方法，其特征在于，方法包括以下步骤：1)参考中国煤炭分类GB/T 5751
‑
2009或参照企业执行规范对炼焦煤进行分类；2)对炼焦煤性能指标进行分级，建立炼焦煤评价层级，一级单项性能：成煤特性CFI、炼焦特性CPI、成分特性PII；炼焦特性CPI的二级单项性能：粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI；一级单项性能成煤特性CFI、炼焦特性CPI、成分特性PII整合为一个综合性能CNI；3)筛选炼焦煤煤质指标、炼焦煤煤岩特性指标、单种煤焦炭指标，将其归类到一级单项性能或二级单项性能中，在成煤特性CFI、粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI中区分出母序列和特征序列；4)将炼焦煤性能指标进行正趋势化、标准化处理；5)采用灰色关联度GRA、层次分析AHP结合方法计算成煤特性CFI下炼焦煤煤岩特性指标权重，采用熵权分析EEM方法计算成分特性PII下炼焦煤煤质指标的权重，采用灰色关联度GRA方法计算粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI下炼焦煤煤质指标的权重，采用层次分析AHP方法计算炼焦特性CPI下粘结耐磨特性ZI、成焦抗碎特性CI、抗气化溶损特性RI的权重，采用层次分析方法AHP计算综合性能CNI下成煤特性CFI、炼焦特性CPI、成分特性PII的权重；6)根据不同炼焦煤在配煤炼焦中发挥的作用，选取若干个一级或二级单项性能作为炼焦煤细化分类依据，采用模糊聚类FCM方法计算，查看水平矩阵结果并参考CNI值进行炼焦煤细化分类。2.根据权利要求1所述的一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价与细化分类方法，其特征在于，所述的成煤特性CFI中的特征序列选自炼焦煤煤岩特性指标；所述的成煤特性CFI中的母序列选自单种煤焦炭指标。3.根据权利要求2所述的一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价与细化分类方法，其特征在于，上述步骤5)中的采用灰色关联度GRA、层次分析AHP结合方法计算成煤特性CFI指标的权重，具体方法为：炼焦煤煤岩特性指标分别与单种煤焦炭指标进行GRA计算，根据炼焦煤应用特性对单种煤焦炭指标进行标度，采用AHP方法计算每个母序列的权重，并将权重重新分配到特征指标的关联度结果中，再进行归一化求解煤岩特性指标的最终权重。4.根据权利要求2或3所述的一种基于炼焦煤应用特性的数值化评价与细化分类方法，其特征在于，所述炼焦煤煤岩特性指标包括煤岩反射率与岩相组成；所述单种煤焦炭指标包括机械强度M
40
、机械强度M
10
、热性质CRI、热性质CSR、冶金焦率、大块率、平均块度。5.根据权利要求1所述的一种基于炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：范文生，党帅，韩新杰，李秀峰，侯瑞芳，徐秀丽，姜雨，唐帅，
申请(专利权)人：中钢集团鞍山热能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：