PRESENTATION MATERIALS

煤质评价,是怎么算出来的

面向非技术读者的方法说明:从单煤化验数据到评价得分,炼焦贡献与稳定性分数的计算方法,以及评分基准的选取原则。

42 个在评煤 30 组配比 6 项焦炭指标 总分 = 0.9 × 炼焦贡献 + 0.1 × 稳定性
PART 01

从化验数据到评价得分一共几步?

把"一堆化验数字"变成"一个评价分数",核心是回答一个问题: 如果用这种煤去配煤炼焦,焦炭会比平时的水平更好还是更差?

STEP 1

可靠的焦炭质量模型

从其他厂的 7m 焦炉数据中提炼出焦炭质量预测模型。模型经过特征筛选和方向限制,保证结果可靠、不违背常理。

STEP 2

学习真实的配煤结构

从历史优质配煤单中提取 30 组接近实际生产的配比方案,让评价更贴合真实现场。

STEP 3

单煤替换实验

每组配比中,只把"被测煤"按实际单煤占比替换进去,对比替换前后焦炭关键指标的变化。其余煤种取典型水平,保证公平。

STEP 4

炼焦质量得分

把六个焦炭指标的变化统一换算成百分制,再等权合成,得到炼焦贡献得分。

STEP 5

质量稳定性得分

用历史化验的波动程度和数据覆盖天数,计算质量稳定性得分。

最终得分 = 0.9 × 炼焦贡献 + 0.1 × 稳定性。 炼焦贡献占大头,因为它直接反映这种煤"能不能炼出好焦";稳定性是提醒——即使平均水平不错,质量忽高忽低的煤也要谨慎。

PART 02

炼焦评分:指标怎么影响得分?

从单煤的化验指标出发,经过"替换比较 → 差值 → 得分转换"三步, 得到六个焦炭指标的百分制得分,再等权合成炼焦贡献。下面分两小步讲清楚。

(一)计算路径

Vdaf挥发分
Ad灰分
G粘结指数
Y胶质层厚度
Std硫分
dm_CSR单煤CSR
按配比加权平均,形成"混合煤"
CSR焦炭反应后强度
CRI焦炭反应性
M40焦炭抗碎强度
M10焦炭耐磨强度
coke_Ad焦炭灰分
coke_Std焦炭硫分
单煤替换,计算六个指标的前后差值(这一层是线性的)
6 个差值方向统一为"越大越有利"
对照固定基准区间(P5–P95)换算成 0–100 分(这一步失去线性)
6 个子分各占 1/6 等权
等权平均
炼焦贡献得分
炼焦贡献内部 · 六项等权
CSR 1/6 CRI 1/6 M40 1/6 M10 1/6 coke_Ad 1/6 coke_Std 1/6

六个焦炭指标对炼焦贡献同样重要,各占 1/6。

总分 · 炼焦贡献与稳定性
炼焦贡献 0.9 稳定性 0.1

炼焦贡献是核心(0.9),稳定性作为提醒(0.1)。

(二)详细计算流程

以下流程图展示从原始数据到最终得分的完整计算细节,包括 30 组配比循环、 差值归一化机制和稳定性评分过程。

2.1 全局数据流

端到端数据流:从化验数据到煤质评价总分
端到端数据流:从化验数据到煤质评价总分 原始化验数据 42 煤 × 8 指标 cleaned 数据 输入 按煤种归集 一般煤基准 各煤种中位水平快照 config 冻结 2026-08-06 配比学习 30 组配比方案 唐钢历史配煤结构学习 recipe × ratio 真实配煤 炼焦贡献 + 稳定性并行计算 权重 0.9 : 0.1 主流 0.9 支流 0.1 炼焦贡献(主流 · 0.9) 稳定性(支流 · 0.1) 单煤替换实验 被测煤 c 替换单煤占比 p_t 30 组 × 2 模式 加权平均混合煤指标 按配比加权:Ad, Vdaf, G, Y, Std, dm_CSR 6 指标 焦炭质量预测 凌钢 7m 炉模型 → 6 项焦炭指标 formulas.py 固定 差值计算 Δ = 替换 − 基准,30 组平均 6 项差值 方向统一 符号调整:CRI/M10/coke_Ad/coke_Std 取负 越大越有利 P5/P95 归一化 冻结边界 → P5→30, P95→80 score_bounds 冻结 等权加权 六项焦炭指标等权合成 1/6 × 6 炼焦贡献得分 0-100 分 权重 0.9 历史化验记录 每煤 n 天数据 8 指标 收缩方差 σ²=(ν₀σ₀²+n·s²)/(ν₀+n) ν₀=6 小样本 变异系数 CV CV = σ / mean 42 煤排名 每指标分位数 8 个单指标分 加权汇总 8 指标加权平均 覆盖打折 min(n_days/10, 1.0) 目标 ≥10 天 稳定性得分 0-100 分 权重 0.1 0.9×炼焦 0.1×稳定 加权合成 0.9 × 炼焦贡献 + 0.1 × 稳定性 综合评分 0.9 综合得分 煤质评价总分 0-100 分 综合 到厂价 性价比指数 总分 ÷ 到厂价 × 100 每百元到厂价得分

专业工程流程图,展示 5 个阶段、双泳道并行计算(炼焦贡献 0.9 权重 + 稳定性 0.1 权重)、27 个关键步骤的完整数据流向:从原始化验数据与一般煤基准出发,经 30 组配比、 单煤替换、焦炭预测、差值归一化与加权汇总,最终得到煤质评价总分与性价比指数。

2.2 炼焦贡献核心算法

30 组配比循环结构
被测煤 c (Ad, Vdaf, G, Y, Std, dm_CSR) For 配比 recipe_i(i = 1...30): 基准混合煤 各煤种均用「一般煤」 焦煤一般煤 R₁% 肥煤一般煤 R₂% 瘦煤 / 气煤 / 1/3焦煤一般煤… 替换混合煤 被测煤替换单煤占比 p_t 被测煤c p_t% + 焦煤一般煤 (R₁−p_t)% 其余煤种同「基准」 加权平均 6 指标 加权平均 6 指标 焦炭公式(6 个) 焦炭公式(6 个) 基准 6 值 替换 6 值 Δᵢ = 替换 − 基准(6 项) 平均 30 组差值 Δ_avg = Σ(Δᵢ) / 30(6 项) [继续:方向统一 → P5/P95归一化 → 等权平均]

对每个被测煤,在 30 组配比中逐一替换单煤占比,计算基准与替换混合煤的 焦炭六指标差值,最后平均得到该煤的炼焦贡献差值。

示例:配比 #1(焦煤50% + 肥煤24% + 瘦煤10% + 气煤2% + 1/3焦煤14%)
煤种槽位填充:
  焦煤槽 50%:
    基准 = 焦煤一般煤 50%(Ad_g, Vdaf_g, G_g, Y_g)
    替换 = 被测煤 c 单煤占比 p_t% + 焦煤一般煤 (50−p_t)%
  肥煤槽 24%:
    基准 = 替换 = 肥煤一般煤 24%
  [其他煤种类似]

加权平均:
  Ad_mix_基准 = 0.50×Ad_焦煤一般 + 0.24×Ad_肥煤一般 + …
  Ad_mix_替换 = p_t×Ad_c + (0.50−p_t)×Ad_焦煤一般 + 0.24×Ad_肥煤一般 + …
  [Vdaf, G, Y, Std, dm_CSR 同理]

焦炭预测(代入公式,不展示具体公式):
  CSR_基准 = f_CSR(Ad_mix_基准, Vdaf_mix_基准, G_mix_基准, …)
  CSR_替换 = f_CSR(Ad_mix_替换, Vdaf_mix_替换, G_mix_替换, …)
  [CRI, M40, M10, coke_Ad, coke_Std 同理]

差值:
  ΔCSR₁ = CSR_替换 − CSR_基准
  ΔCRI₁ = CRI_替换 − CRI_基准
  ΔM40₁ = M40_替换 − M40_基准
  ΔM10₁ = M10_替换 − M10_基准
  Δcoke_Ad₁ = coke_Ad_替换 − coke_Ad_基准
  Δcoke_Std₁ = coke_Std_替换 − coke_Std_基准

2.3 得分归一化机制

差值 → 0-100 分映射
方向统一后的差值 → 0–100 分映射 负值区(较差) 0(基准) 正值区(优质) P5 P95 30 分 80 分 线性映射区间 映射公式(冻结边界,2026-08-12) score = 30 + (80 − 30) × (value − P5) / (P95 − P5) 区间外线性延伸,最终裁剪到 [0, 100] 其中 P5→30 分、P95→80 分,为固定标尺,不随参评煤集合变化 示例:某煤 CSR 差值=+0.30,P5=−0.25,P95=+0.52 → 约 65.6 分

方向统一后的差值按冻结的 P5/P95 边界(2026-08-12 从 42 煤模拟结果量出) 线性映射到固定标尺(P5→30 分、P95→80 分),区间外延伸并裁剪到 [0, 100]。

2.4 稳定性评分流程

质量稳定性计算
1 历史化验记录 每日一条,n 天 2 对每个指标计算样本方差 s² Ad / Vdaf / G / Y / Std / Mt / Mad / X 共 8 项 3 收缩处理(小样本修正) σ² = (ν₀·σ₀² + n·s²) / (ν₀ + n),伪样本数 ν₀=6 4 变异系数 CV CV = √σ² / mean 5 与 42 煤排名比较 CV 在全体 42 煤中的分位数 rank 6 单指标稳定性分 score_i = 100 × (1 − rank) 7 8 项加权平均 stability_raw = Σ(weight_i × score_i) 8 覆盖系数打折 coverage = min(n_days / 10, 1.0);stability = raw × coverage

历史化验数据计算各指标的收缩方差与变异系数,与 42 煤排名比较得到稳定性 原始分,再按化验覆盖天数(目标 ≥10 天)打折,得到最终稳定性得分。

(三)评分标尺是怎么来的

换算成百分制的"标尺"(P5–P95 区间)不是人为拍定的,而是来自 其他钢厂 7m 焦炉的历史生产经验:先建立可靠的焦炭质量预测模型,再把唐钢自己的 42 个在用煤代入模拟,从模拟结果中量出标尺。

STEP 1

其他钢厂的历史经验

从多家 7m 焦炉的实际生产数据中,提炼出焦炭质量的预测规律。

STEP 2

建立预测模型

用这些历史数据建立六项焦炭指标的预测公式,并做特征筛选与方向限制,保证符合冶金常识。

STEP 3

代入唐钢用煤模拟

把 42 个在用煤逐一放入 30 组真实配比中,计算每种煤对焦炭指标的影响。

STEP 4

提炼分布、冻结标尺

42 个煤的模拟结果形成一个分布,取 P5 / P95 作为固定标尺,此后不再变动。

评分标尺的产生过程
约 90% 的煤落在这里 P5 P95 贡献较弱 → ← 贡献较强

每个圆点代表一个煤。P5 与 P95 之间的区间覆盖绝大部分煤的典型变化范围—— 评分标尺就从这里量出来,并固定不变,保证任何时间评价同一煤都得同一个分数。

(四)得分转换的基准:P5–P95 分布

六个差值量纲不同、数值大小不一,不能直接相加。做法是:先看 42 个煤 在每个指标上"典型变化到哪",以 P5 到 P95 之间的区间作为统一标尺,把每个差值换算成百分制分数。 图中每个圆点代表一个煤,竖线就是这条固定标尺的边界。

焦煤1/3焦煤肥煤瘦煤气煤
CSR · 焦炭反应后强度越高越好
0 P5 P95 -1.00 -0.500 0.500 华兴低灰 ZH 兴隆庄 古交1.5 蒙五 范各庄高灰 普瑞 文特 范各庄 邯选 马选 付村 唐山矿 镇城底 艾尔加 斯坦达 王家岭 大屯 水峪 马兰 葛泉 吕家坨 三给 华兴气煤 东曲 华兴2.0 华兴1.3 双柳 华兴2.5 老母坡 介休 屯兰 进口低灰 寨崖底 万福(汽车) 万福(汽车直进) 万福(其他) 方山1.0 方山2.0 华宁 方山2.5 兰普納特

图中数值为该煤替换同煤种一般煤后,焦炭指标的变化(已统一为"越大越有利")。 竖线 P5 / P95 之间覆盖约 90% 的煤,作为换算成百分制分数的固定基准区间。

CRI · 焦炭反应性越低越好(图中已按有利方向反转)
0 P5 P95 -0.400 -0.200 0.200 华兴低灰 ZH 兴隆庄 古交1.5 蒙五 范各庄高灰 普瑞 文特 范各庄 邯选 付村 马选 镇城底 唐山矿 艾尔加 王家岭 斯坦达 水峪 马兰 葛泉 大屯 吕家坨 华兴气煤 三给 双柳 华兴2.0 东曲 华兴1.3 华兴2.5 屯兰 老母坡 介休 寨崖底 进口低灰 万福(汽车) 万福(汽车直进) 万福(其他) 方山1.0 方山2.0 华宁 方山2.5 兰普納特

图中数值为该煤替换同煤种一般煤后,焦炭指标的变化(已统一为"越大越有利")。 竖线 P5 / P95 之间覆盖约 90% 的煤,作为换算成百分制分数的固定基准区间。

M40 · 焦炭抗碎强度越高越好
0 P5 P95 -0.0200 0.0200 0.0400 兴隆庄 范各庄高灰 华兴低灰 文特 大屯 蒙五 范各庄 东曲 华兴1.3 唐山矿 华兴2.0 华宁 三给 华兴2.5 普瑞 斯坦达 葛泉 付村 吕家坨 ZH 方山2.0 老母坡 华兴气煤 水峪 马选 方山1.0 介休 屯兰 马兰 方山2.5 古交1.5 寨崖底 艾尔加 进口低灰 万福(其他) 万福(汽车) 万福(汽车直进) 邯选 镇城底 王家岭 双柳 兰普納特

图中数值为该煤替换同煤种一般煤后,焦炭指标的变化(已统一为"越大越有利")。 竖线 P5 / P95 之间覆盖约 90% 的煤,作为换算成百分制分数的固定基准区间。

M10 · 焦炭耐磨强度越低越好(图中已按有利方向反转)
0 P5 P95 -0.0200 0.0200 兴隆庄 范各庄高灰 蒙五 唐山矿 文特 范各庄 大屯 华兴低灰 东曲 华兴1.3 华兴2.0 三给 普瑞 葛泉 华宁 斯坦达 华兴2.5 ZH 付村 吕家坨 方山2.0 华兴气煤 马选 艾尔加 老母坡 水峪 古交1.5 马兰 屯兰 介休 方山1.0 方山2.5 寨崖底 邯选 万福(其他) 万福(汽车) 镇城底 万福(汽车直进) 进口低灰 王家岭 双柳 兰普納特

图中数值为该煤替换同煤种一般煤后,焦炭指标的变化(已统一为"越大越有利")。 竖线 P5 / P95 之间覆盖约 90% 的煤,作为换算成百分制分数的固定基准区间。

coke_Ad · 焦炭灰分越低越好(图中已按有利方向反转)
0 P5 P95 -0.100 0.100 0.200 艾尔加 唐山矿 范各庄高灰 范各庄 华兴1.3 马兰 屯兰 方山2.0 华兴2.5 蒙五 古交1.5 老母坡 兴隆庄 葛泉 水峪 华兴2.0 三给 东曲 介休 方山2.5 华宁 斯坦达 华兴气煤 ZH 吕家坨 方山1.0 镇城底 马选 普瑞 文特 大屯 双柳 付村 王家岭 邯选 寨崖底 万福(其他) 万福(汽车) 万福(汽车直进) 进口低灰 兰普納特 华兴低灰

图中数值为该煤替换同煤种一般煤后,焦炭指标的变化(已统一为"越大越有利")。 竖线 P5 / P95 之间覆盖约 90% 的煤,作为换算成百分制分数的固定基准区间。

coke_Std · 焦炭硫分越低越好(图中已按有利方向反转)
0 P5 P95 -0.0400 -0.0200 0.0200 方山2.5 华兴2.5 双柳 寨崖底 水峪 方山2.0 华兴2.0 范各庄高灰 范各庄 三给 付村 东曲 古交1.5 大屯 介休 华兴1.3 镇城底 兴隆庄 唐山矿 华兴气煤 兰普納特 进口低灰 ZH 马兰 方山1.0 吕家坨 老母坡 万福(其他) 万福(汽车) 艾尔加 万福(汽车直进) 屯兰 王家岭 华宁 蒙五 邯选 马选 华兴低灰 葛泉 普瑞 斯坦达 文特

图中数值为该煤替换同煤种一般煤后,焦炭指标的变化(已统一为"越大越有利")。 竖线 P5 / P95 之间覆盖约 90% 的煤,作为换算成百分制分数的固定基准区间。

PART 03

一般煤基准:用什么做"参照物"?

"这个煤让焦炭变好了"——"变好"是和什么比?答案是:和 同煤种的一般煤水平比。这个"一般煤"不是随便拍的,而是从大量历史数据中提炼、并固定下来的标准参照。

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STEP 1

收集历史数据

按煤种(焦煤、1/3焦煤、肥煤、瘦煤、气煤)归集该煤种所有历史到货的化验记录。

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STEP 2

提炼典型水平

对每项指标取"到货量加权平均",得到该煤种最普通的水平——既不偏袒好煤,也不被差煤带偏。

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STEP 3

固定成基准

把每个煤种的典型水平在固定时点固化、冻结,作为以后所有评价的统一参照。

焦煤 · 一把固定标尺
1/3焦煤 · 一把固定标尺
肥煤 · 一把固定标尺
瘦煤 · 一把固定标尺
气煤 · 一把固定标尺
公平所有煤对照同一把尺子,才能横向比好坏。
可复现基准固定不变,同一煤任何时候评价都是同一个分数。
互不干扰某一种煤的数据缺失或异常,不会影响其他煤的分数。
PART 04

质量稳定性:波动越小,得分越高

稳定性回答的是"质量会不会忽高忽低"。方法很简单:看每种煤 历史化验数据的波动程度,波动越小、数据越充分,得分越高。

1

整理历史记录

把每种煤每日的化验记录按 8 项指标整理好(灰分、挥发分、粘结指数、胶质层厚度、硫分、水分等)。

2

计算波动大小

对每项指标计算样本方差——数字波动得越厉害,方差越大。

3

收缩修正

化验次数很少时,样本波动会被"拉"向全体煤的典型波动,避免"只测了一两次"就误以为很稳定。

4

换算单项得分

把波动大小与全体煤横向比较、排序,转成每项指标 0–100 分。

5

加权汇总

八项指标按各自权重汇总,得到稳定性原始分。

6

覆盖天数打折

化验天数不足目标值(10 天)的煤,按比例打折——数据太少不给高分,避免偏袒少样本。