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論煤焦化指標(biāo)的相關(guān)性

發(fā)布時間:2018-07-02 來源: 美文摘抄 點擊:


  [摘 要]由于社會生產(chǎn)的需求,對鋼鐵制造業(yè)的需求也越來越大,而煉焦煤是煉鐵工作的主要能源。為了給予相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)充足的生產(chǎn)能源,相關(guān)人員需要加強對煤焦化指標(biāo)的研究工作,這樣才能制造出高強度的焦炭來支持煉鐵工藝,為我國的生產(chǎn)力提供保障。文中就對煤焦化的各項指數(shù)進(jìn)行研究,分析出煉焦煤形成的主要因素,旨在為加強高輕度焦炭而努力。
  [關(guān)鍵詞]焦化指標(biāo);相關(guān)性;煉焦煤
  中圖分類號:S475 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2018)24-0345-01
  煤內(nèi)含有多中有機物,有機物的組合形式會因成煤環(huán)境、時間以及原始植物不同而產(chǎn)生差異,不同組合形式的煤質(zhì)會在外表、物理性質(zhì)和工藝上都存在較大差異。針對煉焦煤焦化指標(biāo)的研究早在20世紀(jì)初就已經(jīng)提出,法國和英國曾經(jīng)對煉焦煤焦化的特性進(jìn)行基礎(chǔ)研究,同時利用顯微技術(shù)分析煤的組成和變質(zhì)特征的研究,已經(jīng)取得了很好的成效。研究結(jié)果證明煉焦煤是制造高強度焦炭的主要原料,煤的變質(zhì)程度、黏結(jié)性、膨脹性和熱塑性是決定煤焦化指標(biāo)的重要因素,文中就對相應(yīng)的指數(shù)進(jìn)行闡述。
  一、煤焦化指標(biāo)的建立及應(yīng)用
  1.揮發(fā)分
  煤中揮發(fā)分是煤在隔絕空氣的情況下于900±5℃加熱7min,以減少質(zhì)量扣除水分后的質(zhì)量產(chǎn)率。主要為揮分物和有機質(zhì)。揮發(fā)分的焦渣特征對煤的焦化有很強的指導(dǎo)意義。和G值還有Y值呈正相關(guān)。在煤質(zhì)化驗及煤種劃定當(dāng)中起到重要的作用。
  2、黏結(jié)指數(shù)
  我國在羅加指數(shù)測定方式的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn),在1976年形成了黏結(jié)指數(shù)的指標(biāo)測定方式,經(jīng)過幾年的應(yīng)用與改善于1985年編入國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。通過不斷的改進(jìn),黏結(jié)指數(shù)測定方法在對煤質(zhì)的區(qū)分能力和精準(zhǔn)度上都有了很大的提升,并且對測定的流程也做出了優(yōu)化。在我國的煤質(zhì)分類工作中得到了普遍應(yīng)用,可以作為分類指數(shù)的Ⅱ級指標(biāo)。
  3、羅加指數(shù)
  波蘭學(xué)者于1932年提出羅加指數(shù)來判定煤的黏結(jié)力。羅加指數(shù)具體操作方式如下:將定量的煤樣與標(biāo)準(zhǔn)的無煙煤以1:5的比例進(jìn)行混合,焦化之后,將其形成的焦渣在轉(zhuǎn)鼓中研磨3次,將焦塊測定之后的磨損度作為羅加指數(shù),這個指數(shù)所表示的就是煤的黏結(jié)能力。羅加指數(shù)與其方式相比使用的煤樣較少,并且操作較為簡單,但是對黏結(jié)能力的區(qū)別力度不夠。在我國羅加指數(shù)是作為硬煤的分類依據(jù),在1985年將其寫入相關(guān)的煤質(zhì)鑒定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),但實際上很少應(yīng)用,在現(xiàn)實試驗工作中,大部分用黏結(jié)指數(shù)代替羅加指數(shù)測定
  4、膠質(zhì)層指數(shù)
  在1932年的前蘇聯(lián)學(xué)者研究出了膠質(zhì)層指數(shù)的測定方法。這種方式是通過模擬焦?fàn)t的工作原理,將測定對象防治在特制的煤杯內(nèi),并對煤杯一側(cè)進(jìn)行加熱處理,這時會形成等溫層面,煤杯中的測定對象會形成半焦層、未軟化煤樣層和膠質(zhì)層三個層次。使用探針對測定對象整個加熱過程進(jìn)行測量得出膠質(zhì)層的最大厚度Y值,在實驗結(jié)束時得出收縮度X值和提交變化的曲線,以此表示煤的焦化指數(shù)。
  膠質(zhì)層指數(shù)在我國的應(yīng)用主要體現(xiàn)在區(qū)分黏結(jié)性煤、氣煤的指標(biāo)上,在煤礦、焦化廠和煤質(zhì)研究中較為常用。主要作用是進(jìn)行煤質(zhì)鑒定,但是對膠質(zhì)層曲線和焦的外形使用不多。
  5、奧亞膨脹度
  在1926年到1929年的三年時間內(nèi)法國的相關(guān)學(xué)者經(jīng)過對煉焦煤的焦化特性進(jìn)行研究,得出了煤的奧亞膨脹度b值,在之后的幾年間通過不斷改進(jìn)已經(jīng)可以作為評價煤焦化指標(biāo)的重要依據(jù),并且已經(jīng)在西方國家得以普遍應(yīng)用。奧亞膨脹度是通過將測定對象經(jīng)過特殊手段處理形成一定規(guī)格的煤筆,之后將其填充到膨脹管內(nèi)部,遵循一定的規(guī)律進(jìn)行加熱處理,使用壓桿記錄膨脹管內(nèi)部煤筆的變化,并依據(jù)變化系數(shù)繪制曲線圖,最后將變化曲線的最高點與煤筆的初始長度的百分?jǐn)?shù)作為煤的膨脹值。
  奧亞膨脹度發(fā)展至今,已經(jīng)能夠在國際上與葛金焦型同時作為冶金煤分類的指標(biāo)。而我國也在1985年出臺了相關(guān)規(guī)定,指出其可以與Y值共同作為我國煤炭分類的指標(biāo)。而奧亞膨脹度在我國國內(nèi)的焦化企業(yè)中應(yīng)用較少,寶鋼將b值作為配煤和測定焦炭強度的依據(jù)。
  6、基氏流動度
  德國學(xué)者在1934年提出了基氏流動度法來判定煤的熱塑性能。主要是對煤在干餾時形成膠質(zhì)體的過程中體現(xiàn)的粘稠、流動以及透氣性。主要操作如下:把需要測定的煤樣裝置在特定的煤甄內(nèi),使用外力將其壓實,并且將溫度控制在一定程度進(jìn)行加熱處理,之后使用攪拌棒對煤樣進(jìn)行攪拌操作,在煤樣產(chǎn)生膠質(zhì)體時,其流動性能也會隨著溫度的升高而提高,此時的攪拌槳會在受力不同的情況下發(fā)生變化,這時就可以測定出煤的流動值。
  因基氏流動度測定方法所使用的器材及設(shè)備需要投入的金額較大,因而我國引入這種方式較晚,致使對這種方式的具體優(yōu)勢認(rèn)識不足。據(jù)相關(guān)資料顯示,現(xiàn)今只有少部分科研機構(gòu)使用這種方式進(jìn)行煉焦煤的鑒定工作。
  7、鏡質(zhì)組平均最大反射率
  在對煤質(zhì)分類研究的過程中,發(fā)現(xiàn)了鏡質(zhì)組反射率具有一定的穩(wěn)定性,不易受到巖相組成的干擾,比較適宜作為煤化度的判定指標(biāo),特別是對于煙煤而言具有更大的區(qū)分力度。鏡質(zhì)組平均最大反射率在我國的一些煤質(zhì)分類工作中已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用,并且在國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中也將其列為了評定煤質(zhì)、指導(dǎo)配煤的指標(biāo),在鏡質(zhì)組反射率分布圖中可以直觀的呈現(xiàn)煤的種類。
  二、焦化指標(biāo)的相關(guān)性研究
  煤中揮發(fā)分是煤在隔絕空氣的情況下于900±5℃加熱7min,以減少質(zhì)量扣除水分后的質(zhì)量產(chǎn)率,主要為煤中的揮分物和有機物質(zhì);G值是將煤樣與惰性物質(zhì)混合在815±10%下加熱,產(chǎn)生的膠質(zhì)體粘結(jié)惰性物質(zhì)成焦,通過焦塊強度推斷煤的粘結(jié)性能;Y值測定是模擬煉焦過程,測定單側(cè)加熱的煤樣生成半焦過程中產(chǎn)生膠質(zhì)層的最大量,以判斷其結(jié)焦性能。
  數(shù)據(jù)表明:揮發(fā)分焦渣特征為2號及以下時G值基本為0,焦渣特征為3號或弱4號時G值<18,焦渣特征為強4號或≥5號時G值>18,可以看出揮發(fā)分焦渣特征和G值呈正相關(guān)。而揮發(fā)分的具體數(shù)值和G值的相關(guān)性則沒有這么明顯,不符合正相關(guān)要求,比如褐煤揮發(fā)分值很大但G值基本為0。試驗中發(fā)現(xiàn)G值和Y值趨勢雖然也符合單種煤的正相關(guān)趨勢,但數(shù)據(jù)較為集中,呈現(xiàn)區(qū)域分布,G值在75-85的時候,Y值則保持在15-22mm,而當(dāng)G值<75時,對應(yīng)的Y值沒有一致的區(qū)間分布。而G值>85的時候,Y值也沒有出現(xiàn)一致的區(qū)間分布。
  出現(xiàn)這種情況的原因可能由于受膠質(zhì)層Y值的測試方法限制,Y值對于<10mm的弱黏結(jié)煤測量準(zhǔn)確性較差出現(xiàn)較大的個體差異。而Y值>25mm的強粘性煤,呈現(xiàn)偏后幾個點值會很接近,造成分析曲線上部趨平,測值會偏小。也有可能弱黏結(jié)煤和強黏結(jié)煤它們的G值和Y值之間不存在某種的相關(guān)性。Y值和b值之間存在互相補充的關(guān)系,當(dāng)Y值大于25時,需要測定b值用來判定煤種。
  三、結(jié)語
  本文參考了專家書籍結(jié)合自己工作所得,所得數(shù)據(jù)均出自本單位化驗室,有很大的局限性,所得結(jié)論有待更多的實踐驗證。煤的焦化指標(biāo)是煤特有的化驗指標(biāo),對于大的礦產(chǎn)品化驗來說,屬于小眾研究對象,有許多的東西需要不斷的摸索,擴大,推廣應(yīng)用于生產(chǎn)實踐當(dāng)中,希望更多的讀者批評指正。
  參考文獻(xiàn)
  [1] 鮑俊芳,薛改鳳,詹立志,等.煉焦煤焦化特性評價指標(biāo)探討[J].燃料與化工,2014(2):5-7.
  [2] 韓國鵬,張正一,王維政.焦化配煤和工藝控制的研究與生產(chǎn)實踐[J].化工管理,2015(20):202-202.
  作者簡介
  何智斌,男,云南省大理白族自治州彌渡縣,助理工程師,煤質(zhì)化驗。

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