煤粘结性与结焦性的主要测定方法 炼焦制气用煤的工艺特

1、煤粘结性与结焦性的主要测定方法 炼焦制气用煤的工艺特煤粘结性与结焦性的主要测定方法-炼焦制气用煤的工艺特性2011-03-24 16：50以上为测量煤的粘结性与结焦性所需仪器设备炼焦煤与非炼焦煤基本区别在于，它在隔绝空气加热时，能够软化、熔融形成可塑体(胶质体)，再固化粘结成一体的焦炭。这种能软化熔融的煤叫作粘结性煤。只有粘结性煤才能炼焦。(一)煤的粘结性与结焦性.粘结性和结焦性是烟煤的一个重要的工艺性质，在炼焦工业中煤的粘结性是评价炼焦用煤的主要指标，炼焦用煤必须具有一定的粘结性。煤的粘结性也是评价低温干馏、气化或动力用煤的重要依据。煤的粘结性是指煤在干馏时粘结其本身或外加惰性物的能力。煤的

2、结焦性是指煤在工业焦炉或摸拟工业焦护的炼焦条件下，结成具有一定块度和强度焦炭的能力。煤的粘结性反应烟煤在干馏过程中能够软化熔融形成胶质体并固化粘结的能力。测定煤粘结性试验一般加热速度较快，到形成半焦即停止。煤的粘结性是煤形成焦炭的前提和必要条件，炼焦煤中肥煤的粘结性最好。煤的结焦性反映烟煤在干馏过程中软化熔融粘结成半焦，以及半焦进一步热解、收缩最终形成焦炭全过程的难能力。测定煤结焦性的试验一般加热速度较慢。可见，结焦性好的煤除具备足够而适宜的粘结性外，还应在半焦到焦炭阶段具有较好的结焦能力。在炼焦煤中焦煤的结焦性最好。(二)煤粘结性与结焦性的主要测定方法测定煤粘结性和结焦性的实验方法很多，常用

3、方法有：坩埚膨胀序数，罗加指数、粘结指数、基氏流动度、胶质层指数、奥压膨胀度和葛金焦型等七种。这七种测定方法中大部分是在一定条件下测定煤粘结性或塑性的指标。以下只介绍常采用的国家标准方法。1坩埚膨胀序数坩埚膨胀序数(csn)又称自由膨胀序数(fsi)，它是表征煤的膨胀性和粘结性的指标之一。1985年中国将csn定为国家标准(gb5448)。坩埚膨胀序数的测定方法是：称取lg粒度小于0.2mm的煤样放在坩埚中，利用煤气或电快速加热到8205。将所得焦块与一套标准侧面图形比较，与焦块最为接近的一个图形的序号，便是该煤的坩埚膨胀序数。膨胀序数共分为17种，序数越大表示煤的粘结性越强。由于测定时加热速

4、度很快，约为400/能min,有可能将粘结性较差的煤判断为粘结性较强。这种方法还因焦型不规则而使判断带有较强的主观性，在利用该法确定膨胀序数5以上的煤时分辨能力较差。但此法快速简便，在国际硬煤分类方案中被选为粘结性的分类指标。2罗加指数罗加指数(ri)由波兰的b.罗加在1932年提出。中国在1985年也制定了相应的国家标准(gb5449)。罗加指数是通过测定烟煤对惰性添加物(无烟煤)的粘结能力来确定煤粘结性的一种方法。测定方法是：将粒度小于0.2mm的1g煤样和5g粒度为0.30.4mm的标准煤(中国以宁夏汝箕沟的低灰无烟煤作为标准煤)，放入罗加坩埚内充分混匀后铺平，放上钢质压块，置于负荷为6

5、kg的质量下压30s后，将柑埚连同压块放入己加热到850的马弗炉内灼烧15min。冷却后称得的原焦块为m，然后将1mm圆孔筛筛上物称重得m，1后装入罗加转鼓中，以50r/min的转速转5min，再用1mm圆孔筛筛分，筛上物称重后又重复进行转鼓试验。如此将筛上物连续进行三次转鼓试验，然后按下式计算罗加指数ri式中m-原焦质量；m1-第一次转鼓试验前筛上焦炭的质量；m1,m2,m3-第一、第二、第三次转鼓后大于1mm的焦块质量。罗加指数所用设备简单，方法简便，易于推广。罗加指数对中等粘结性煤具有良好得区分能力，它与工业上的焦炭强度指数具有较好的相关性，因此是一个较好的粘结性指标。罗加指数己被选作国

6、际硬煤分类中的粘结性指标。但罗加指数对强粘煤的区分能力较差，对弱粘煤的测定则重现性较差，并且不同国家在测定罗加指数时使用的专用无烟煤不同，使各国的试验结果难于相互比较。3粘结指数粘结指数(g)是中国煤科院北京煤化所在1976年提出的，1985年制定为国家标准(gb 5447)。粘结指数的测定原理与罗加指数的测定原理相似，但在测定方法上针对罗加指数存在的不足，做了下述五方面的改进：(1)为了使测试时的外加惰性物标准化，采用宁夏汝箕沟西沟固定煤层的煤，以相同的加工生产方式制作专用无烟煤，统一发售；(2)专用无烟煤的粒度由罗加法的0.30.4mm改用0.10.2mm，以扩大强粘结煤的测值范围，同时因

7、无烟煤与烟煤粒度相近易于混匀而减小了试验误差：(3)对g 18的弱粘结煤，将无烟煤与烟煤的配比改为3：3以提高对弱粘结煤的区分能力和测定的准确度；(4)实现了煤样的机械搅拌混合，改善了试验条件，减少了人为一误差；(5)转鼓试验次数由罗加法的三次改为两次，并改变了计算公式简化了操作与计算。通过上述改进措施，使粘结指数较罗加指数对不同粘结性煤的区分能力有所增强，简化了操作，提高了测试的精确性。粘结指数是具有测定快速简易、重现性好，测值稳定、在一定范围内具有可加性等优点，因而易于推广。粘结指数不单能较好表征煤的粘结性，而且可用作指导炼焦配煤、预测焦炭强度以及作为煤分类等的较好指标。4胶质层指数此法是

8、前苏联萨保什尼柯夫和巴西列维奇在1932年提出的。主要测定胶质层最大厚度y值，最终收缩度x值和体积曲线类型、焦块特征、焦块抗碎能力等多种指标，其中主要以y值的大小表征煤粘结性的好坏。胶质层指数的测定方法于1964年列为中国国家标准(gb479).此法模拟工业炼焦条件，对装在煤杯中的煤样进行单侧慢速加热，在煤杯内的煤样形成一系列等温层面，而这些层面的温度由上而下依次递增。温度相当于软化的层面以下的煤都软化形成胶质体，在温度相当于固化点的层面以下则结成半焦。因而煤样中形成了半焦层、胶质层和未软化的煤样层三部分。在试验过程中最初在煤杯下部生成的胶质层比较薄，以后逐渐变厚，然后又逐渐变薄。因此在煤杯中

9、部常出现胶质层厚度的最大值。测定结束后由记录的体积变化曲线可以决定最终收缩度和体积曲线类型。胶质层最大厚度y值主要取决于煤的性质和胶质体的膨胀及试验条件。一般煤的y值越大粘结性越好，并且y值随煤化度呈现有规律的变化。一般当煤的vdaf为30%左右时，y值出现最大值，vdaf 13%和vdaf 50%的煤y值都几乎为零，y值对中等粘结性和较强粘结性烟煤都有较好的区分能力。最终收缩度x值取决于煤的挥发分、熔融、固化和收缩等性质及试验条件。x值可表征煤料在生成半焦后的收缩情况，该指标对焦炉中焦饼的收缩、焦块的块度、裂纹的多少及推焦是否顺利等有参考价值。体积曲线是煤在恒压(101kpa)下加热时体积变

10、化的记录，可反映出胶质体的厚度、粘结、透气性及气体析出强度，因而体积曲线与煤的胶质体性质有直接的关系。体积曲线有七种类型，它的形状与煤种有一定关系，如肥煤多为山字型或之山混合型，而瘦煤多为平滑下降或斜降型。y值具有一定的加和性。多年的实践表明，y值多数情况下能表示胶质体的数量但不一定能反映其质量。y值的测定主观因素大，煤样用量大，仪器的规范性很强。当y值小于l0mm和y值大于25mm时，数据的重现性较差。中国在1986年颁布的煤分类方案中，y值用作区分强粘结煤的辅助指标。5奥亚膨胀度此法由德国奥迪贝特于1926年提出，后经法国阿努完善建立的测定煤膨胀性和结焦性的方法之一，是国际上最通用的一种膨

11、胀度的测定方法，中国于1985年将该法列为国家标准(gb5450)o奥亚膨胀度试验是将新粉碎到0.15mm以下的空气干燥煤样l0g与1ml水迅速混合，在钢模中按规定的方法制成60mm长的煤笔，将煤笔放在膨胀管中，煤笔上放一根连有记录笔的钢杆。将膨胀管放入温度为330的电炉中。在炉温达到360以后，应非常平稳地以3/min的速度升温，加热到500550为止。同时记录其体积变化。试验所得的膨胀曲线如图1-3所示。由试验可测得如下指标：软化点t1一-体积曲线开始收缩达0.5mm时的温度，；始膨点t2一-体积曲线下降到最低点后再开始膨胀时的温度，；固化点t3一体积曲线膨起达最大值时的温度，；收缩度a-体积曲线下降的最大距离占煤笔长度的百分数，%；膨胀度b-体积曲线膨胀的最大距离占煤笔长度的百分数，%。这些指标以b值为主要指标。奥亚膨胀度b值是在煤料的塑性阶段中直接测定的。b值的大小取决于煤胶质体的不透气性和塑性期间的气