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摘要:基于烟煤黏结指数测定原理,实施影响烟煤黏结指数准确测定因素分析研究。具体研究中采用试验分析法,参考现行标准规范,对不同干燥条件下的烟煤黏结指数进行综合分析,进而结合烟煤粒度,综合确认烟煤黏结指数准确测定影响因素。通过试验确认,主要影响因素包括专用无烟煤质量、搅拌方法及时间、压块质量、马弗炉温度控制、转鼓试验等。基于试验分析结果,提出测定杨梅黏结指数准确控制建议,以期可以为后续杨梅黏结指数测定操作提供建议参考。
关键词:烟煤;黏结指数;准确性;测定影响因素
0引言
黏结指数法是在罗加指数法的基础上改进而来的一种用于测定烟煤黏结性的一种方法,该方法所获取的黏结指数结果将作为判断烟煤黏结性和结焦性的重要参考指标。不同的黏结指数的烟煤,其实际用途也各不相同,为保障烟煤的最佳应用效果,需要根据烟煤的黏结指数测定结果,合理调整连接配煤比例,以此为焦煤生产提供重要配比指导[1-3]。因此,对影响烟煤黏结指数准确测定因素进行分析研究,并根据分析结果提出控制建议,为后续烟煤黏结指数测定提供参考,将具备一定的现实价值。
1烟煤黏结指数测定原理
烟煤黏结指数测定方法需要将一定质量的试验烟煤和专用无烟煤,在规定条件下以一定比例进行充分混合后,通过快速加热成焦方式获得焦块,再通过转鼓开展转鼓试验,以焦块的耐磨强度确定烟煤的黏结指数[4-5]。
作为一种在现行国际标准测试方法——罗加指数法的基础上改进而来的用于测定烟煤黏结性的方法,黏结指数法在应用中具备单次测试时间段、测试结果中煤种划分准确性更高等优势。根据现行规范要求,具体测试中所采用的专业无烟煤需要将w(Ad)%、w(Vdaf)%分别控制在4%和8%以内,粒度则应控制在0.1~0.2 mm区间,并且0.1 mm以下粒度的筛下率不应超过6%,0.2 mm以上粒径的筛上率不应超过4%。
2影响烟煤黏结指数准确测定因素分析方法
《GB 5447—1997》中对烟煤黏结指数测定试验过程有着较为具体的规范说明,具体试验方法将沿用现行规定中的方法规范,并在具体操作过程中严格控制采样、制样、化验等一系列操作环境,保障测试准确性。
2.1试样采集
烟煤待测样品的具体采样方法参考《GB 475—2008》中的煤样采样规范中的方法,具体采样过程严格控制各种可能存在的影响因素,避免采样问题对分析结果造成影响。
2.2试样制备
将采样后的待测样品根据《GB 5447—1997》中的试验过程,制备成少量的、具有代表性的试样,此过程中所涉及的试样制备工序包括样品破碎、样品筛分、样品与专用无烟煤混合、混合样品缩分、混合样品干燥等。此过程中每一个试样制备工序的操作效果均会直接影响煤样测定结果,所以必须要实施重点控制。结合长期试样对比分析后,确认不同干燥条件下烟煤黏结指数变化如表1所示。
如表1所示,在不同的干燥条件下,烟煤黏结指数试样结果将存在较大的误差。而《GB 475—2008》中对煤岩的干燥条件设定为50℃以下环境干燥,具体干燥方法为将煤样均匀摊铺在盘中,形成煤样薄层后,以不超过50℃的环境进行干燥处理。
2.3煤样粒度
现如今,部分试验人员认为烟煤黏结指数测定试验中的煤岩可采用一般分析煤样进行替代,但此种情况将会严重影响测定试验结果精准性,其原因在于一般分析煤样的粒度<0.2 mm,而《GB 5447—1997》中规定烟煤黏结指数测定试验的粒径应控制在0.2 mm以内,其中0.1~0.2 mm煤样应占总煤样的20%~35%。结合现有大量试验结果可知,烟煤黏结指数测定试验中所采用的煤样粒度越小或者细粒度煤样占比越高,烟煤黏结指数越高,反之则烟煤的黏结指数越低。
总体来说,煤样粒度对烟煤黏结指数的影响相对较大,可直接决定烟煤黏结指数测定精准性,所以试验人员在实施烟煤黏结指数测定时应将煤样粒度控制在规范要求区间内。对此,在制样过程中,试验人员应严格落实《GB 475—2008》中的制样方法相关要求,先对破碎机破碎时间进行试验分析,选取最佳破碎时间实施煤样逐级破碎,逐次筛出粒径<0.2mm的煤样,检查煤样的细粒径组成情况,确认粒径占比是否满足要求。若0.1~0.2 mm煤样占总煤样的比例超过35%,则需要对煤样进行过筛处理,若是占比低于20%,则需要将该煤样舍弃,重新取样制样。
3影响烟煤黏结指数准确测定因素
3.1专用无烟煤质量
现行国标中要求专用无烟煤应采用宁夏汝箕沟煤矿的专用无烟煤,并且该无烟煤还需要具备一定的技术要求。如今部门试验人员试验中所采用的专业无烟煤虽然为宁夏汝箕沟煤矿的无烟煤,但相关无烟煤却可能存在粒度、灰分等指标不符合要求情况,进而对烟煤黏结指数测定结果造成影响。如专用无烟煤粒度较大或者灰分较高时,所获取的烟煤黏结指数结果将会表现为低于实际值情况。
3.2搅拌方法及时间
试验中搅拌方法和搅拌时间直接决定着烟煤试样和专用无烟煤之间混合的均匀性。《GB 5447—1997》对试样的搅拌混合方法及时间有着明确规定要求,但由于试验人员的主观性及操作经验影响,实际搅拌过程中搅拌时间和搅拌频率均可能存在一定误差,并且可能出现不同试验人员操作差异较大情况。对此,应采用“老带新”等方式增强试验人员的综合技术水平,保障操作的规范性。
3.3压块质量
压块的主要作用是通过一个外部作用力促使熔融后的煤粒与无烟煤黏结。一般情况下,压块质量之间决定着煤粒与无烟煤之间的黏结程度。具体表现为压块质量越大,煤粒与无烟煤之间的连接程度也越高,进而促使烟煤黏结指数测定结果偏高,反之则偏低。《GB 5447—1997》中明确要求压块应采用镍铬钢材质压块,实际压块质量应控制在110~115 g区间。
在试验开始前,试验人员必须要检测压块质量,若是压块质量不满足要求应及时进行更换处理。
3.4马弗炉温度控制
烟煤黏结指数试验中要求马弗炉可在6 min内将炉温提升至850℃,以此保障煤样可在有效温度下的结焦时间。根据多次试验测试确认,为保障最佳结焦效果,可在煤样入炉后将温度设定为860℃,并在温度达到预定温度后,将煤样结焦时间控制在5 min。另外,在结焦过程中也可以选用温度回升较快,保温性能较好的马弗炉,如我国研制的陶瓷马弗炉等。
3.5转鼓试验
在煤样结焦后,还需要通过指定转鼓实施转鼓试验。具体转鼓试验中转速应控制在50 r/min,并在完成转鼓试验后通过孔径为1 mm的圆孔筛对焦块进行筛分处理,此过程中应避免筛分振动力度过大,避免将试验所需的焦末筛分,以造成试验误差情况。
4测定烟煤黏结指数准确控制建议
现有规范中对于烟煤黏结指数测定中的采样、制样、化验等环节均提出明确规定,具体操作中仅需要按照现行规定依次操作便可。但为进一步提高测定准确度,应实施以下控制建议:
1)化验室制定专业的技术规范标准,试验人员需严格落实技术标准要求。另外,推动化验室实现智能化改造升级,以智能化试验减少人为操作干扰。
2)煤样烘干温度应控制在50℃以内,并严格控制煤样的粒度组成、搅拌方法以及搅拌时间,定期检验转鼓是否可满足试验需求。
5结语
测定烟煤黏结指数准确性的影响因素较多,主要影响因素包括专用无烟煤质量、搅拌方法及时间、压块质量、马弗炉温度控制、转鼓试验,为提高测定精准性,应对相关影响因素进行综合控制,进而降低各类影响因素对烟煤黏结指数测定结果的影响,最终为生产工艺中炼焦配煤比例提供重要结果支持。
参考文献
[1]李阳,杜娟,王施,等.烟煤粘结指数测定结果偏低的原因分析[J].汽车博览,2021(8):119-120.
[2]赵学道.关于煤灰成分测定的影响因素探讨[J].当代化工研究,2021(18):34-35.
[3]常璐媛.煤炭检测中几种不同水分的测定及测定准确性影响因素分析[J].山西化工,2022,42(7):59-60,66.
[4]林广成.烟煤黏结指数测定过程中准确性研究[J].冶金管理,2021(17):39-40.
[5]车春霞.煤中碳酸盐二氧化碳准确测定的影响因素分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2022(3):77-80.
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