[发明专利]一种焦炭基因库的建立方法及其应用

说明书

本发明属于冶金化工技术领域，具体涉及一种焦炭基因库的建立方法及其应用。焦炭基因库的建立方法包括以下步骤：1)获取具有不同成分信息的焦炭样品；2)分别获取各焦炭样品的焦炭样品基因信息，所述焦炭样品基因信息包括：该焦炭样品的微观信息；该焦炭样品的介观信息；该焦炭样品的宏观信息；3)建立包括各焦炭样品的成分信息和各焦炭样品对应的焦炭样品基因信息的对应关系的数据库，得到焦炭基因库。该方法可以建立焦炭成分—结构—性能之间的内在联系，以便于更好地预测与分析焦炭的性能，可弥补现有材料基因数据库的空缺。

技术领域

本发明属于冶金化工技术领域，具体涉及一种焦炭基因库的建立方法及其应用。

背景技术

随着高炉大型化的发展和高煤低焦的燃料结构发展模式，高炉冶炼对焦炭的质量要求越来越高。焦炭质量好坏不仅影响高炉操作的稳定性，还决定了高炉最大的节能降耗潜力。因此高炉焦炭质量的预测与调控技术是目前高炉炼铁的需要迫切解决的关键问题。然而，目前通常采用的冶金性能指标焦炭反应性、反应后强度、冷态强度等指标仅能够从宏观上反应焦炭的部分性能，不能够从本质上解析决定焦炭质量的本质因素。

近年来，“材料基因工程”的提出使得材料基因组数据库在利用信息学和统计学方法进行先进材料探索和设计方面有着重要的作用，建立材料的成分—结构—性能之间的定量关系是实现材料设计和生产，从传统经验式的“炒菜法”向科学化方法转变的关键。“材料基因组工程”是通过高通量的第一性原理计算，结合已知的可靠实验数据，用理论模拟去尝试尽可能多的真实或未知材料，建立其化学组分、晶体和各种物性的数据库，并利用信息学、统计学方法，通过数据挖掘探寻材料结构和性能之间的关系模式。目前，国内有关焦炭基因的数据较为缺乏，用焦炭微观结构来表征其宏观性能的方法模式尚不完善。因此，为填补基因数据库的空缺，并为焦炭提供一种成分—结构—性能之间的内在联系，焦炭基因数据的测定显得尤为重要。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种焦炭基因库的建立方法及其应用。该方法可以建立焦炭成分—结构—性能之间的内在联系，以便于更好地预测与分析焦炭的性能，可弥补现有材料基因数据库的空缺。

本发明所提供的技术方案如下：

一种焦炭基因库的建立方法，包括以下步骤：

1)获取具有不同成分信息的焦炭样品；

2)分别获取各焦炭样品的焦炭样品基因信息，所述焦炭样品基因信息包括：

该焦炭样品的微观信息；

该焦炭样品的介观信息；

该焦炭样品的宏观信息；

3)建立包括各焦炭样品的成分信息和各焦炭样品对应的焦炭样品基因信息的对应关系的数据库，得到焦炭基因库。

基于上述技术方案，可以建立焦炭成分—结构—性能之间的内在联系，以便于更好地预测与分析焦炭的性能，可弥补现有材料基因数据库的空缺。

具体的，所述微观信息包括：

测定出的焦炭样品的组织分子结构信息；

通过第一性原理计算得到的焦炭样品中各光学组织的反应能力信息；

通过第一性原理计算得到的焦炭样品中各光学组织的反应路径信息；

通过第一性原理计算得到的焦炭样品中各光学组织的反应过程信息；通过第一性原理计算得到的焦炭样品中各光学组织的分子结构信息；通过第一性原理计算得到的焦炭样品中各光学组织的力学性能信息。

具体的，焦炭样品组织分子结构信息的获取通过采用以下方法中的任意一种或多种测定得到：傅里叶变换红外光谱分析法、高分辨率透射电子显微镜分析法、X射线光电子能谱分析法、拉曼光谱分析法、¹³C核磁共振波谱分析法或X射线衍射谱分析法。