烟煤粘结指数测定的方法要点和实质
煤粘结指数测定方法是将试验煤样和标准用无烟煤(简称用无烟煤),在规定的条件下混合,快速加热成焦,所得焦块在一定规格的转鼓内进行强度检验,以焦块耐磨强度,即抗破坏力的大小来表示试验煤样的粘结能力。因此,烟煤粘结指数实质是试验相媒样在受热后,煤颗粒之间或煤粒与惰性组分颗粒间结合牢国程度的一种度量,它是各种物理和化学变化过程的终结果。
粘结指数是判别煤的粘结性、结焦性的一个关键性指标。煤的结焦过程是由很多环节构成的一个其复杂的工艺过程。炼焦工艺的主要目的是制取焦炭。要想得到高强度的焦碳,煤在室式焦炉内受热后,其软化、膨胀(析气)、熔融和固化(收缩),必须进行到“恰到好处”,这样,煤的粘结能力就是结焦过程中的一个很关键性因素,它在以下方面有着重要
(1)评价烟煤粘结能力:因为任何一个煤,如果没有粘结力,就不可能结焦,因此,测定煤的粘结性的意义是用它来评价烟煤在热加工过程中的粘结能力;
(2)进行煤炭分类:在GB5751-1986《中国煤炭分类》中,粘结指数作为表征烟煤粘结性的主要参数,即烟煤分类的主要工艺指标。测定烟煤的粘结指数后,就能确定它的工艺类别(简称牌号);
(3)合理利用煤炭资源:根据煤样粘结指数的高低可以大致确定该煤样的主要用途,是适宜于炼焦,还是造气或其他加工工艺;
(4)想知道粘结指数和挥发分V,可以知道该煤样在炼焦配煤中的地位,并以此来指导炼焦配煤或确定经济的配煤比。粘结指数也是GB/T 16772-1997《中国煤炭编码系统》中的主要工艺参数。
由于它的科学性和实用性,粘结指数测定方法于2006年被国际标准化组织采用为国际标准ISO 15585:2006《硬煤-粘结指数测定方法》
粘结指数用无烟煤
用无烟煤的技术要求如下:
灰分Ad<4%;
挥发分Vdu1<8.0%;
粒度为0.1-0.2mm,其中0.1mm的筛下率不大于6%。大于0.2mm的筛上率应小于或等于4%
对标准烟煤样的粘结指数测定值与“标准值”一致。
粘结指数测定用无烟煤以宁夏平罗县汝箕沟煤矿煤层煤作为原料煤,破碎加工,先将原料煤中的矸石、块煤中间的夹石和脏杂物、裂酸中间白脉的煤踢出拣净,将无法手选的末煤舍弃。然后用颚式破碎机和电碾,逐步破碎到0.2mm以下,筛取0.1-0.2mm粒度的产品,进行水分、灰分、挥发分及粒度组成检验,符合规定要求后,实验室进行终品质鉴定。鉴定合格后,准予出售
影响粘结指数G指数测定结果
G指数测定是一个规范性很强的试验,其测定结果随试验条件而变化,因此,只有遵守标准的各项规定,才能获得准确而精密的结果。除了煤本身的特性外,影响G指数测定结果的主要因素和试验中应注意的事项如下:
(1)焦化温度:在相同焦化时间(15min)、不同焦化温度(830、850和870℃)下的试验明,随焦化温度的升高,G指数有偏高的趋势,而且煤种不同,偏高的幅度也不相同,因此,试验应按照GB5447-1997《烟煤粘结指数测定方法》规定,将焦化温度控制在(850±10℃)。
(2)焦化时间:同一焦化温度(850℃)、不同焦化时间(10、13、15和17mim)试验证明,随焦化时间的延长,G指数略有偏高,但不显著。为了获得重复性和再现性都能定结果,试验中也应按GB5447-1997规定,控制焦化时间为15min。
(3)马弗炉温度回升速度:按照标准方法规定,当煤样放入马弗炉后6min以内,炉温应恢复到850℃,因为回升速度的快慢,直接影响到在有效的焦化温度下的焦化时间,从而影响试验结果。回升速度慢,有效焦化温度下的焦化时间短,测定结果就会偏低,为此,试验中要达到标准方法规定的温度回升速度。如果由于马弗炉加热效率不够,造成温度回升速度过慢,则可用适当提高煤样人炉温度的方法来回升速度符合要求。
(4)煤样粒度和放置时间:为了提高测定结果的准确度,必须小心制样,用逐破碎的方法,尽量减少小于0.1mm粒煤的比例,使0.1~0.2mm粒煤的比例达到20%~35%,同时应将整个采样,制样、化验的周期,控制在7天内。
(5)煤样与无烟煤的混合均匀程度:不言而喻,二者混合越均匀,测定结果越可靠,因此,试验中应一丝不苟地按照GB 5447-1997规定的方法,将试样充分混合均匀, 当用机械搅拌器时,应预行对比试验,确认其实验结果与人工搅拌一致且精密度良好,方可使用。
(6)转鼓转速和时间:粘结指数是表示煤样在规定条件下所成焦块的耐磨强度或对破坏抗力大小指标,而转速和时间与研磨力或破坏力的大小有关。
速度越快,时间越长,焦块所受研磨力也越大,G指数就越小,因此试验中采用的转鼓速度必须为5min,并且转动时间在5min时,总转速为(250±10)r/min。
(7)压块质量;压块的作用是施加一个外力,促使熔融的煤粒去粘结无烟煤,压块质量大,无疑粘结越好,G指数也会升高。GB5447规定,用镍铬钢压块,质量110~115g。由于经多次试验后,压块会因氧化作用而剥蚀,其质量会减小,所以经常检验压块的质量,当它小于110g时,就不能再用。
另外,煤中灰分含量增多,粘结指数值随之减小,但对不同种类的煤,其影响程度是不同的,灰分对中等粘结性煤的测值影响大,相对来说,对强粘结煤与弱粘结煤测值影响较小。
夏季在南方省份用机械搅拌装置时,操作上要注意什么问题?
南方省份气温高而且湿度大,试验煤样容易结块。在机械搅拌,要先将结块的煤能弄碎,然后再用机械搅拌装置将试验煤样与用无烟煤混合,否则会因搅拌不匀而造成结果超差或试验差错。
将盛有煤样的坩埚送入马弗炉时,怎样放置坩埚才算正确?
测定某一煤样的粘结指数时,一般需要作两次重复试验,得到两个测定结果后取平均值作为报出结果。在进行重复性试验时,同一样品的两个坩埚,应在不同炉次焦化,而且要求这两个坩埚在不同炉次焦化时,放在不同的位置。例如,马弗炉内一次放入四个坩埚,甲煤样在炉次焦化时,放在坩埚架的东北角,而在第二炉次焦化时,就应置于坩埚架的西南角位置上,其他亦然。
粘结指数测定中,如何预先估计应该采用的煤样和用无烟煤的配比?
对于G指数小于18的弱粘煤,往往需要进行两种配比试验,有些无效测定在所难免。
我们统计了弱粘煤配比与挥发分测定时焦渣号的关系,发现凡焦渣号为1、2、3号的烟煤煤样,无须进行1+5配比的粘结指数测定,可直接按3+3配比进行试验。这里提是先要测定煤的挥发分并得出该煤样的焦渣号。

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