煤的粘结性与结焦性关联分析

1、煤的粘结性与结焦性一、煤的粘结性与结焦性煤的粘结性是指粒度小于 0.2mm 的煤，在隔绝空气受热后粘结自身或其他 惰性物质成为焦 块的能力 ; 煤的结焦性是指上述煤粒在隔绝空气受热后生成具 有一定块度和足够强度的优 质焦炭的能力。煤的粘结性和结焦性是煤的极为重 要的性质，是两个既有区别，又有联系的概念，一般很难将其严格区分开来。煤 的粘结性强是结焦性好的必要条件， 即是说结焦性好的煤， 它的粘结性肯定为好 ; 结焦性差的煤，其粘结性必定不好 ; 没有粘结性的煤，不存在 结焦性。从而看 出，煤的粘结能力在一定程度上反映了煤的结焦性。有时，粘结性好的煤，其结 焦性不一定就好， 这里面存在着胶质体的

2、质量问题。 如有的气肥煤，粘结性很强， 但生成的焦炭裂隙多，机械强度差。所以，其结焦性并不好。表征煤的粘结性和 结焦性的指标很多： 烟煤粘结指数 (GR.I) 和罗加指数 (R.I) 属于粘结性指 标，胶 质层厚度 y 值既能反映煤的粘结性，又能表征煤的结焦性，其他如奥亚膨胀度 和葛金干馏等指标，则很难说它们表征是煤的粘结性还是结焦性等。 1. 煤的胶 质层指数煤的胶质层指数是原苏联尼萨保什尼科夫(等人在1932年提出的一种 姆测定煤的粘结性和结焦性的方法。主要是测定煤的 胶质层最大厚度 y 值、最终体积收缩度 x 值和体积曲线类型等三个参数和描述 焦炭的特性等。 胶质层指数的测定简介如下：

3、(1) 方法概要。 称取 100g 粒度 小于 1.5mm 的煤样装入一定规格的钢制煤杯中， 在煤杯上面加 压力盘， 在煤 杯下面进行单侧加温。 当温度升到一定数值后， 在杯内形成一系列的等温层面。 在温度升到煤的软化点以上时， 煤就开始软化并形成粘稠状的流体即胶质体， 由胶质体形成 的各层称为胶质层。温度继续升高到胶质体开始固化时，煤就固 化成半焦。 由于煤杯是从底 部加热的，煤杯内的煤样通常可分为上部未软化层、 中部胶质体层和下部半焦层三部分。在 整个测定过程中，煤杯下部开始生成胶 质体时，胶质层较薄。随着温度的逐渐升高，胶质体 层不断变厚。温度再继续 升高，最下部的胶质层间开始固化，所以

4、胶质层厚度又开始减少。 在胶质体层 厚薄变化的全过程中，用金属探针测出胶质体层的最大厚度， 在温度为730 C时 测定结束。 在胶质体层内部，由于煤热分解而产生气体。但因胶质体透气性不 好，而使气体积聚在胶质 体层内，促使胶质体产生膨胀。由于膨胀产生的内应力使得压在煤样上的压力盘上移，记录 笔即开始在转筒的米格纸上绘出各种形 状的体积变化曲线。 若热解产生的气体在胶质体层和 半焦层都不能及时析出， 膨胀的时间可以持续较长，记录笔绘出的体积曲线多呈山型 ; 如气 体能从半焦 的裂隙中很快逸出， 体积曲线多呈时起时伏的之字型 ; 如膨胀不大， 气体析出也 慢，则体积曲线多呈波型或微波型 ; 如胶质

5、体的透气性好， 或根本就没有产生胶 质体，则体 积曲线就呈平滑下降或平滑斜降形。 总之体积曲线共分为八种类型。 如图 1-24 所示。煤杯 内的全部煤样均形成半焦以后，由于体积的收缩，煤的 体积曲线就下降到最低点。以试验结束时，记录笔所处的点到零点线间的距离， 即为最终收缩度 x 值，若记录笔所处的点在零点线以上时， 则 x 值为负值。 (2) 曲线测定结果的确定。根据记录纸上所记录的各上、下层面位置及相应的时间， 标出各对应的点， 以平滑曲线连接得上、 下层面曲线。 如果上部层面曲线呈之字 型，则可取各之字的中点绘出曲线，如图 1-25 所示。取胶质层上、下部层面的 最大距离作为胶质层最大厚

6、度 y值(mm),值一般出现在520630C之间。y 取体积曲线的最终点与零点线间的距离为最终收缩度x值(mm)。x值，y值都准确到0.5mm。同一煤样平行测定结果的允许误差为：y < 20mm 1mmy>20mm2mmx 值 3mm 若 y=0 ，即胶质层厚度薄到测不出结果，应注明焦块熔合 情况，如成块、凝结或粉状等。 (3) 各种煤的胶质层指数 y 值变化范围。不同 煤的胶质层厚度的范围是不同的， 如表 1-33 所 示。在一般情况下， 煤的 y 值 越大，粘结性越好。 试验表明 y 值随煤化度的深浅呈现有规律 的变化。当 Vdaf 为30%左右时，y值出现最大值，有些肥煤的y

7、值可以超过60mm当煤的 Vdaf<1 3% (无烟煤) 和 Vdaf>50% (褐煤) 时， y 值几乎为零。 不同牌号煤的 y 值大致范围表1-33煤种名称贫煤瘦煤y ,mm焦煤肥煤气煤不粘煤长焰 煤弱粘煤< 5 09 (块)0(粉) 0 12 12.5 25 25.5 60 5.5 25 0( 粉) ( 块)(4) 胶质层指数测定法优缺点： 优点： 1) y 值有可加合性 ; 2) y 值对中等煤 化度的烟煤的粘结性区分得较好 ; 3) y 值能够较好地表征煤的结焦性。 缺点： 1) 测定时间长，效率低 ; 2) 该法对弱粘结煤和强粘结煤适用性差，区分能力较 弱图 1-

8、24 胶质层体积曲线 1 平滑下降 ; 2 平滑斜降 ; 3 波形 ; 4 微波形 ; 5 之字形 ; 6 山形 ;7 、 8之、山混合形图 1-25 胶质层指数测定曲线 3) 使用探针测定胶质层厚度不够严格， 易受操作 者主观感觉的影响。 (5) 焦块技术特征分类。 一般从六个方面对焦块的技术特征 进行鉴定和分类： 1) 缝隙。以焦块底面为准，分为无缝隙，少缝隙和多缝隙三 种。 2) 孔隙。指焦块剖面的孔隙分布情况，分为小孔隙、小孔隙带大孔隙和很 多大孔隙等三种。 3) 海绵体。海绵体指焦块上部的蜂焦部分，分为无海绵体、 小泡状海绵体、 大泡状海绵体及 敞开式海绵体等四种。 4) 绽边。 绽

9、边指有些煤 的焦块由于收缩应力，而裂成裙状周边。按其高度可分为无绽边、低 绽边、中 绽边和高绽边等四种。 5) 色泽。以焦块断面的颜色和光泽为准，分为黑色、深 灰色和银灰色等三种。 6) 熔合情况。 焦炭熔合情况分为粉状的 ( 不结焦) 、 凝 结的、 部分熔合的和完全熔合的 ( 成块) 等四种。 2. 烟煤的罗加指数 (R.I.) 罗加指数英文缩写R.I.,波兰文缩写LR。它是波兰煤化学家B.罗加教授于 1949 年提出的测 定烟煤粘结性的一种方法。 我国于 1955 年引进该法， 经过研 究、改进，现已制订了国家标 准GB5549 85烟煤罗加指数测定方法。(1) 方法概要。称取 1g 粒

10、度为 0.2mm 以下的标准无烟煤煤样 (我国采用宁夏汝箕沟 无烟煤，粒度为0.30.4mm Ad<4% Vdaf<7%),在瓷质罗加坩埚中混匀、铺 平。然后，加 115g 的钢质砝码并在 6kg 的压力下压实 30s。 加上坩埚盖， 放 入850 ± 10 C的马弗炉内灼烧15min。取出后冷却，称得焦块重量Q,再把全 部焦块放在孔径为 1mm 的圆孔筛上过筛。 将筛上大 于 1mm 的焦块再称重得 a。 然后放入罗加鼓中转动 5min ，转速为 50± 2r/min 。再把鼓内的焦 块放入 1mm 圆孔筛上过筛，筛上物又一次称重得b。然后，再把大于1mm的焦

11、块按上法分 别 进行第二次和第三次各为 5min 的转鼓试验，并分别称出大于 1mm 的焦块重量 c 和 d 。 按下式计算罗加指数：式中Q 焦化处理后焦渣重量，g; a 第一次转鼓试验前大于1mm的焦渣 重量， g; b 第二次转鼓试验后大于 1mm 的焦渣重量， g; c 第三次转 鼓试验后大于1mm的焦渣重量，g; d 第四次转鼓试验后大于1mm的焦渣重 量， g。 计算结果取到小数第一位每一试验煤样应分别进行两次重复试验。同一化验室平行测定误差不得超过 3 ， 不同化验室 误差不得超过 5 。以平行试验结果的算术平均，作为最终结果，报 告结果时取整数。 (2) 各种煤的罗加指数变化范围

12、。 煤的牌号不同， 其粘结 性能不一样，罗加指数的数值各异，一般在092之间变化。我国各种煤的罗加指数大致范围见表 1-34 。 我国各类煤的罗加指数大致范围 表 1-34 煤种 长焰煤 气煤R.I. < 15肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 不粘煤 弱粘煤<10无烟煤、褐 煤>1590 >80 92 >60 85 >10 60 < 10> 10 40 0(3) 罗加指数测定法的优缺点： 优点： 1) 对中等及较弱粘结煤有较强的区分能 力，与 y 值和 b 值等有一定的相关性。 2) 该法简易、快速、用煤量少，易于 推广。 缺点： 1) 对罗加指数 R.I

13、. 大于 75 的强粘结性煤区分能力较差，特别 是特强粘结性煤还需用其他指 标来正确区分。 2) 对罗加指数 R.I. 小于 20 的 弱粘结性煤，测定值的重现性较差。 3. 烟煤的粘结指数 (GR.I.) 烟煤的粘结 指数记作GR.I.,简写为G。它是中国用以表征烟煤粘结性的主要指标之一。粘结指数是在罗加指数的基础上进行改进的一种测定烟煤粘结性的方法。 其原理 和试验用的仪 器与罗加指数完全相同， 试验方法也基本上相同。 (1) 方法概要。 粘结指数测定的全过程， 大体上和罗加指数差不多。 不同的是： 所用的标准 无 烟煤，粒度改为0.10.2mm焦块的转鼓次数改为2次，并省去了转鼓试验前

14、焦块的第 一次过筛。每次测定时间比罗加指数有所减少。 粘结指数 G 按下式 计算：式中m 焦化处理后焦渣重量，g; m第一次转鼓试验后筛上部分的重量，g; m2第二次转鼓试验后筛上部分的重量，go如果测得的G<18，需重做试 验，测定结果按下式计算：式中符号意义均与上式相同。 每一试验煤样应进行二次重复试验。当G> 18时, 同一化验室两次平行测定值之差不得超过 3 ，不同化验室间报告值之差不得超过4。当 G<18 时，同一化验室两次平行测定值之差不得超过 1 ，不同化验室间报告值之差不得超过 2 。以平行试验结果的算术平均值，作为最终结 果。报告结 果取整数。 (2) 各种

15、煤的粘结指数变化范围。煤的变质程度不同，粘结性不一 样。一般中等煤化度的肥 煤粘结性最好， G 值最大。我国各种煤的粘结指数范 围在0110内变化，见表1-35。我国各类烟煤粘结指数的大致范围表1-35煤种气煤肥煤焦煤瘦煤贫煤不粘煤长焰煤弱粘煤<5 025 >540GR.I. >1590 >90110 >4090 >560 < 5 (3)粘结指数测定法的优缺点:优点： 1) 该法较罗加法更为简易、方便，操作步骤减少。 2) 该法较罗加法对各 种煤的区分更为灵敏，特别适合于区分中等煤化度煤的粘结性。缺点： 1) 对肥 煤的区分仍不能满足要求，还要借助 y

16、 值和 b 值。 2) 对弱粘结性煤的平行测 定，误差较大。4.烟煤的奥亚膨胀度(b%) 19261929年奥蒂伯尔(E.Audibert) 创立了奥亚膨胀度试验，它是测定烟煤结焦性的方法之 一。 1933 年由亚努 (C.Arnu) 作了改进。现在该法为西欧各国所广泛采用。 b 值的测定简介如 下：(1) 方法概要。 将煤样制成一定规格的煤笔， 放在一根铁制膨胀管内， 其上再放置一 根能在 管内自由滑动的膨胀钢杆。将上述装置放入电炉内，以3 C/min的升温 速度进行加热， 记录 膨胀杆的位移曲线。 以位移曲线的最大距离占煤笔原始长 度的百分数， 表示煤样膨胀度的大 小，典型的膨胀曲线如图

17、1-26 所示。图中 DT 为软化温度，膨胀杆下 0.5min 时的温度 ;ST 为始胀温度，膨胀杆下降到最 低点后，开始上升时的温度 ;FT 为固化温度， 膨胀停止移动时 的温度 ;a 为最大 收缩度， 膨胀杆下降的最大距离占煤笔长度的百分数 ;b 为最大膨胀度， 膨胀 杆上升的最大距离占煤笔长度的百分数。图 1-26 体积曲线 根据测定时记录的曲线可以算出五个基本参数，即软化温度DT始胀温度ST、固化温度FT;最大收缩度a、最大膨胀度b。各种煤的奥亚 膨胀度的曲线一般分为四种类型， 如图 1-27 所示。 1) 正膨胀，即图 1-27 的 a 图，是标准的膨胀曲线 ; 2) 负膨胀，图 1

18、-27 的 b 图，指收缩后膨胀杆回升的 最大高度低于开始下降时位置， b 值以 负值表示 ; 3) 仅收缩，图 1-27 的 c 图，指收缩后膨胀杆没有回升， 则 b 值以 “仅收缩”表示; 4)倾斜收缩，图 1-27 的 d 图，指最终的收缩曲线不是完全水平的，而是缓慢向下倾斜的， 规定以 500C处的收缩值报出。奥亚膨胀度试验结果，均取两次重复测定的算术平均值， 计算结果取到小数第一位， 报告结 果取整数。 同一煤样分别在不同炉次进行的 两次测定结果之差， 按表 1-36 的规定。 b 值测定结果允许误差 表 1-36 参 数 同一实验室 不同实验室 15三个特性温度 T ，C 7膨胀度

19、 b 5(1+) 5(2+)注：表中是两次平行测定结果的平均值。(2) 各种煤的 b 值变化范围 煤种不同其奥亚膨胀能力不一样，以中等煤化度的 肥煤膨胀性能 好，有些肥煤呈强膨胀性， b 值可高达 700%以上，一般肥煤的 b 值都在 150%以上，长焰煤 和贫煤等变质程度浅的和深的烟煤， 则不具有膨胀 性。 我国各种烟煤膨胀度的变化范围如表 1-37 所示。 我国各牌号煤的膨胀度 b值范围表1-37煤种长焰煤不粘煤13弱粘煤号气煤12号肥气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤b，% 仅收缩 仅收缩 仅收缩 仅收缩 5 -20200 1 80 680 0200 仅收缩 不 软化 185 30图 1-27

20、 典型膨胀曲线 (3) 奥亚膨胀度测定法的优缺点： 优点： 1) 奥亚膨胀度不仅能反映胶质体的数量， 还能反映胶质体的质量， 所以 b 值能表征煤的粘结 性和结焦性。 2) 对中、强粘结性的焦煤、肥煤、气肥煤等的 区分，灵敏度大，与 y 值成正比直线关系。 缺点： 1) b 值测定结果受煤样氧 化的影响比较大，因此，煤样制成后应立即进行测定，否则应对煤 样进行充氮 气保护或低温保存。 2) 对弱粘结性煤的区分灵敏度差。在我国在 G >85 时，才 用 b 值和 y 值并列来区分煤类。 5. 煤的自由膨胀序数 煤的自由膨 胀序数也称坩埚膨胀指数。 是表征煤的膨胀性和粘结性的指标之一。 虽然

21、它的 区 分灵敏度不高，只有19。但目前西欧和日本等国仍用它来评定煤的粘结性， 在国际贸易 中也使用该指标来评价炼焦煤的优劣。下面简介一下自由膨胀序数 的测定。 (1) 方法概要。 称取 1 ± 0.1g 粒度小于 0.2mm 的煤样， 放入瓷制 的自由膨胀序数坩埚中加盖后， 进行快速加热，要求在 1.5min 内升温到 800 ± 10 C, 2.5min升温到820 ± 5 C。待挥发物全部 析出后(不得少于 2.5min) ，把坩埚从加热炉中取出， 冷却后取出焦饼， 与一组标准焦块的侧 面图 ( 图 1-28) 进行比较。如果煤样经加热后不能粘结， 焦块成粉

22、状，其膨胀序数为 0; 如果焦 饼的体积没有膨胀，并放在平板上，很小心地加一块 500g 的砝码，若 焦饼粉碎， 则膨胀序 数为 1/2; 若只碎成 2 3 块，则膨胀序数定为 1 。如果焦 饼膨胀，找出它的最大侧面， 然后 和图 1-28 所示的标准焦块侧面图进行对照， 与标准图相符者，该序数即为煤的自由膨胀序 数号。 同一煤样要进行 5 次测 定， 取其算术平均值， 并修约( 以 0.2 舍， 入的方法取 0.5 即 1/2) 到 0.3 1/2 后报出结果。 (2) 各种煤的自由膨胀序数变化范围。煤的自由膨胀序数变 化的范围较小，最小的为0,最大的为9，其间共分0、1/2、1、11/2、

23、2 9 共 19 个序数号。年轻烟煤和年老烟煤的膨胀 序数数值小，中等变质程度的 肥、焦煤膨胀序数数值大。我国各种煤的自由膨胀序数如表 1-38 所示。图 1-28 标准焦块侧形图及其相应的膨胀序数 我国各类煤的 FSI 值 表 1-38 煤 种 长焰煤 不 粘 煤 弱粘煤 1 3 号气煤 1 2 肥 号 肥 煤 煤 焦 煤 瘦 煤贫煤FSI 00 1 1/26 5 1 9 9(3) 自由膨胀序数测定法的优缺点： 优点： 1) 该测定方法简单，便于操作， 仪器设备容易制作。 2) 测定速度快，能在几分钟内就得出测定结果。 缺点： 1) 用肉眼观察焦块来判定序数，主观性强，人为误差大。 2) 测

24、定值与其他粘结性 指标比较有时会出现倒置现象， 这是方法本身的弱点， 无法进行补救。 3) 加 热用的电炉丝，因受热强度太大，易氧化损坏，使用寿命短。 6. 煤的葛金焦型 葛金焦型试验又称葛金干馏试验。 是英国人葛莱 (T.Gray) 和金 两人于 1932 年提出 的一种既能测定煤的粘结性， 又能同时测定煤的低温焦油产率、 煤气和氨等产物的一种试验 方法，另外还可以表征煤的结焦性。它是英国煤分 类的主要粘结性指标， 也是国际硬煤分类 的结焦性指标之一。 煤的葛金焦型试 验方法如下。 (1) 方法概要。将 20g 粒度小于 0.2mm 的煤样 (或配加电极炭的 煤样)放入石英或硬质玻璃干 馏管

25、中，进行隔绝空气加热，以 5 C/min的速度 升温到600 C,在此保温15min。根据收集 的焦油、煤气、氨和热解水的重量， 以求出这些干馏产物的收率。 再根据残留在干馏管中半 焦的重量求出半焦收率， 观察半焦粘结情况与一套标准焦型对比来区分各种类型， 即得葛金 焦型。 (2) 葛金焦型的确定。 膨胀性很强的煤， 常须配入不同配比的电极炭， 才能达到既不 膨胀也 不收缩的标准焦。然后，根据在 20g 煤中配入电极炭的克数 x 来确定 焦型 Gx， x 一般为 1 12 间的任一数字。 葛金焦型的检查与分类参照焦渣特征或自由膨胀序数可粗略地估计出煤样的葛金焦型范围见表 1-39 。 如焦渣特

26、征 为14号或自由膨胀序数为01/2的煤，其葛金焦型多为AB 型。焦渣特征为56号 或自由膨胀序数为13时，葛金焦型多在CG型 之间。焦渣特征为 6 8 号时，自由膨胀序数为5 或9，葛金焦型为 FG4 或 G3G10。葛金焦型与自由膨胀序数的关系 表 1-39 FSI 0 1 G-K AB C-D DE DG2 3 FSI G-K G1 G2 GA G4 > G5 > G8567 89 (3)葛金焦型试验测定法的优缺点：优点：葛金焦型试验的优点是可以比较全面地了解煤的各种热分解产物和炼焦用煤( 含配煤 ) 的 情况。缺点： 1) 根据半焦状况来判定焦型只是定性的，缺乏数量的概念，

27、往往带有人 为的主观性。 2) 对于强膨胀性的煤，需要多次配入不同比例的电极炭，方能达 到既不膨胀又不收缩的标准 焦，操作繁复。 7. 煤的基氏塑性指数 煤的基氏塑 性常以最大流动度和最大流动温度表示，它是德国人基塞勒 (K.Gieseler) 于 1934 年提出来的。该方法系在规定的条件下，对煤样进行加热，并给装在煤样 中的搅拌桨以一定 的扭矩， 随着煤的受热后软化， 搅拌桨可以旋转。 根据搅 拌桨转速，可以测得最大流动度 a (常以lg a表示)和最大流动的温度。基 氏塑性的测定是将 4.5g 粒度在 0.42mm 以下的煤样与搅拌桨一起压装在煤杯 中，搅拌桨轴上施加100g的力矩。在3

28、 C/min的升温速度下，煤样逐渐软化、熔融和固化。在整 cm 个过程中搅拌桨的转速从零升到最大后又降为零。 这样就测得了煤的基氏塑性指标： 最大流 动度 a max 和塑性温度值分别为： 软化温度 (Tp) ， 最大流动度温度 (Tmax)、 再固化温度 (Tk) 。 煤的基氏塑性最 大流动度 a max 代表了煤的塑性体处于最稀薄状态时的特性， 但不能表示整 个塑化阶段的特性。 如肥煤的曲线较平坦而且较宽， 这说明它停留在较大流动 性时的时间较 长，因此适应性较大， 可供配合的煤种比较广泛。 有些 1/3 焦煤 的最大流动性虽然很大， 但 曲线陡而尖， 说明它处于较大流动性时的时间较短。

29、图 1-29 列出了气煤、肥煤、焦煤和瘦 煤等几种炼焦煤的基氏塑性曲线。图 1-29 几种典型的基氏塑性曲线 基氏塑性指数的优点是对中强粘结性煤或中 等粘结性煤有较好的区分能力， 同时它不仅能测 定单种煤的胶质体的最大流动 度，而且也能测定配煤胶质体的最大流动度及最大流动温度， 用以指导炼焦配 煤。 该法的缺点是在测定中受人为的和仪器的影响较大， 不同化验室之间的 测 定误差较大，可比性较差 ; 对强粘结性煤的区分能力较差， 其测定结果误差更大。基氏流动度是美国、 日本等国广泛应用的指标。 我国已引进该试验方法， 用它来 研究加热速 度对煤的粘结性的影响是很有成效的。 8. 煤的粘结度 我国冶

30、金系 统最近提出了一种测定煤粘结性的新指标， 称为煤粘结度。 其基本原理与粘结 指 数相似，都是罗加指数测定方法的改进型。 测定方法是按照煤的粘结性强弱， 分别制取煤样和无烟煤之比为 1g ：5g，2.5g ：3.5g ， 6g： 0g 。标准无烟煤样 用的汝箕沟矿西沟平硐101巷道产的煤，粒度为0.10.2mm在煤样焦 化前， 在坩埚内壁四周加入 6g 以上挥发分 (Vdaf) 大于 37%的，粒度小于 0.5mm 的褐 煤或无 粘结性的长焰煤粉，目的是防止煤样被氧化。坩埚和试样放入330 C的炉中缓慢升温，要求 在10min左右把炉温回升到330 C。然后以3 C/min匀 速升温，当炉温

31、达到600 C时，结束 试验。冷却后，取出钢块，把坩埚中的半 焦倒在孔径为 1mm 的方孔筛上过筛。将筛上物称 重后放入罗加转鼓中转动 5min，计250r，筛去小于1mm的焦末。筛上物再转250r，再过筛，称重。粘 结度 (N) 按下式计算：式中 g1 第一次转鼓试验后小于 1mm 的半焦重， g; g2 第二次转鼓试验 后小于 1mm 的半焦重， g; g 第一次转鼓试验前小于 1mm 的半焦重， g; B 与试验煤样、无烟煤的比例有关的常数，当比例为 1 ：5 时， B 值取 143; 比 例为 2.5 ：3.5 时， B 值取 80; 比例为 6 ：0 时， B 值取 17。 当煤样和

32、无 烟煤的比例取1 : 5进行试验时，若30g1+50g2/g<4，须再按2.5 : 3.5的比例 重 做试验。 若 30g1+50g2/g 的值仍小于 4 ，须再按 6 ：0 的比例再一次重做试 验。若这时煤样 虽能粘结成半焦块， 可进行转鼓试脸， 但 30g1+50g2/g 的值还 是小于 4 ，还要按 6 : 0 的比 例重做试验，但只进行一次转鼓试验，且转鼓只 转 25r 。粘结度的测定结果要按下式计算：式中g1转鼓试验后，大于1mm的半焦重，g; g转鼓试验前，大于1mm的半焦重，g。当N>20时，同一化验室的允许误差为4个单位；当N < 20时， 同一化验室的允许

33、误差为 1 个 单位。 煤的粘结度的优点是粘结性的区分范围 比较大， 尤其对强粘结性的肥煤类的区分更好， 所以 对炼焦配煤有一定的指 导作用。不足之处是操作比较麻烦、费时，对有些煤样需要进行三次 以上的配 比试验才能得出结果，因此因效率较低而较难推广。 9. 煤的 200kg 焦炉试验 煤的 200kg 焦炉试验是一种半工业性的炼焦试验， 该试验焦炉炉体由一个炭化 室和两个燃烧 室构成，每个燃烧室有三个立火道， 一个水平烟道和一个烟道管。 还有推焦机、熄焦车各一 台， 一个装煤斗以及一台小型洗煤机等主要设备， 有 的还配有捣固机等。 试验焦炉 （ 炭化室 ） 的主要尺寸是： 1640mm 有效

34、高 900mm 全长 450mm 有效长 800mm 宽度 1050mm 有效容积 0.32m3 全高 试验焦炉的主 要操作技术指标是：结焦时间 立火道标准温度 装炉煤细度 (<3mm) 一次装煤量 (干基) 16h( 般焦饼中心温度950E) 1050 ± 10 C 85 ± 3% 230kg捣固时，装煤量一般为 250kg ( 干基) ，结焦时间一般为 18h 左右。 炼出的焦 炭用经过落下试验后的筛分组成，转鼓试验以检验其强度。筛分级别有> 80mm、8060mm 60 40mm 40 20mm 20 10mm及<10mm六个级别。把>80mm

35、及 8060mm的焦炭按比例取出总量为50kg进行转鼓试验。转鼓是一个直径1m、 高1m的圆柱体，速度 为25r/min ，共转4min。转鼓试验后的焦炭，以M40代 表抗碎强度，即块度大于 40mm 含 量的百分数 ; 以 M10 代表焦炭的耐磨强度， 即块度小于 10mm 含量的百分数。一般都用这两 个指标来衡量焦炭的机械性能。 M40 越大， M10 越小的焦炭，其机械性能越好。 200kg 焦炉炼焦试验方法的优 点是：该炼焦试验接近于煤的实际炼焦工艺条件，其试验结果 与工业焦炉生产 之间有较好的相关关系。 它可以为炼焦生产选择合理的配煤方案提供可靠的 技 术依据 ; 可用来鉴定单种煤的

36、结焦性 ; 可为选择合适的粘结性指标和为不同炼 焦煤牌号 的划分提供参考依据。 200kg 焦炉试验的不足之处是：它不能代替工 业性大炉试验和炉组试 验， M40 和 M10 与大炉试验数据之间有时还有较大的差 别。在试验炉操作时， 因受火焰的 影响， 立火道的测温还不太准确 ; 膨胀压力 的测定也存在重现性不好和误差较大以及煤气放 空不能计量，自动化水平低等 问题。 10. 煤的各种粘结性和结焦性指标之间的关系 煤的粘结性和结焦性是煤 的工艺性能的主要指标， 尤其是评价炼焦煤质量的主要指标。 然而， 还没有 一个指标能充分反映各种煤的粘结性与结焦性， 只是不同的指标反映着不同的侧 面。 所以

37、， 要研究了解各种粘结性和结焦性指标间的关系， 掌握不同指标的 适用范围和审核测试 结果都有一定的实际意义。 (1) 自由膨胀序数 (FSI) 和罗 加指数之间有相当好的对应关系：FSI 0 1/2 1 2 4 >4R.I. 0 5 >510 >2045 >45 (2) 自由膨胀序数与葛金指数相关，可以互换，见表 1-43 。而与基氏流动度两者都不相关。 (3) 胶质层最大厚度 (y 值) 与自由 膨胀序数 (FSI) 间的关系：两者之间总的趋势是烟煤的 FSI 随 y 值的增高而增 大。例如：当y<7mm时，贝U FSI<3;若y>40mm时，贝U

38、FSI=89。需要指 出的是， FSI 值不仅随粘结性的增高而加大，而且还随煤的挥发分的升高而降低。 例如： y=10mm 左右的气煤和瘦煤， 两者的 FSI 值不一样， 瘦煤的 FSI=5 6， 而气煤的 FSI=23。 相差 3 左右。其原因是煤在加热时，瘦煤因挥发分少， 气体析出少而使 FSI 值变高，气煤贝 不然， 由于气体大量析出促使焦块的膨 胀高度降低。 所以， 在使用 FSI 值判断煤的粘结性时， 还应考虑挥发分 (Vdaf) 值的大小。 (4) 胶质层最大厚度 (y 值)与奥亚膨胀度 (b 值) 之间的关系：烟煤 的 y 值与 b 值之间具有很明 显的正比直线关系，即 b 值随

39、 y 值的增大而增 大。两者间的相关系数 r 为 0.92 。例如： y 值 大于 25mm 的肥煤， b 值在 150% 以上;y值大于30mm的肥煤或气肥煤，b值在200%以上;y值大于40mm以上 的特强粘结煤， b 值可高达 400%以上。从我国的煤质特征看， y 值最大 可达 60mm个别的b值可高达780%。对于弱粘结煤，当y值在49mm时，b值 一般在 -29 1%之间; 对于 y 值小于 15mm 的烟煤， b 值均不超过 80%。(5) 胶质层最大厚度 (y 值) 与粘结指数 (GR.I) 之间的关系：粘结指数 G 值是随着 胶质层最大厚 度 y 值的增大而增大，但两者之间不

40、呈正比直线关系。在 y 值 小于30mm以前，G值随y值的加大而明显增加，在y值大于30mm以后，G 值随y值的增加就不明显。当y=15mm左右时，G=6CH90以上；当y=10mm左 右时，G=4575;当G>90时，y=1655mm这 就说明，对于中等粘结性的煤， G值的区分能力比y值强。对于弱粘性煤也是如此，当y=0时，而G=020间 变化， G 值比 y 值灵敏得多。 11. 我国各种煤的粘结性、 结焦性指标的变化范 围 表 1-40 列出了我国从泥炭到石煤的各种不同牌号煤的粘结性和结焦性指标 的变化范围。从 表中可以看出，烟煤各种粘结性和结焦性指标之间的相关性及 其相关关系：lg a max和b值对FSI与FSI对y值之间相关关系稍差外， 其他指标间都有极好的相关性。 我国不同牌号煤主要粘结性指标的一般变化范 围 表1-40 煤 的牌y， mm号 粘 结 指R.I. 数GR.I. 0 0 0 025 0 >10 90 9 48 >40 95 >85 110 >60 95 >5 60 0 5 0 0 0 0 0 0 0 015 0 15 85