摘 要： 膠質(zhì)層指數(shù)是判斷煙煤結(jié)焦性能的主要指標(biāo)，煙煤膠質(zhì)層指數(shù)的測(cè)定是一個(gè)規(guī)范性很強(qiáng)的試驗(yàn)方法，只有嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)規(guī)定，才能獲得準(zhǔn)確而精密的測(cè)定結(jié)果。本文結(jié)合理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探討總結(jié)了煙煤膠質(zhì)層指數(shù)操作中的影響因素，并有針對(duì)性地提出對(duì)策，以提高其測(cè)定的準(zhǔn)確性�！　�
焦炭是鋼鐵工業(yè)的重要原料，焦炭質(zhì)量的好壞，直接影響到鋼鐵的質(zhì)量。為了選擇合適的煉焦用煤和合理的配煤方案，必須判斷煙煤結(jié)焦性能的好壞，而膠質(zhì)層指數(shù)則是判斷煙煤結(jié)焦性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。膠質(zhì)層厚度Y值直接反映了煤的膠質(zhì)體特征和數(shù)量，是煙煤結(jié)焦性能好壞的一項(xiàng)標(biāo)志，膠質(zhì)層指數(shù)的測(cè)定過(guò)程能近似地反映工業(yè)煉焦，成為研究煤焦化性質(zhì)的一項(xiàng)手段，所以對(duì)指導(dǎo)煉焦配煤有著重要的作用�！　�
一、膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定的原理及實(shí)質(zhì)　　
膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定是按照GB/T479標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，是模擬工業(yè)焦?fàn)t煉焦情況而設(shè)計(jì)的，主要是測(cè)定膠質(zhì)層厚度（Y）、最終收縮度（X）、體積曲線類型和焦炭技術(shù)特征。隨著煤炭的深加工，越來(lái)越多的化驗(yàn)設(shè)備在生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，在關(guān)鍵的指標(biāo)檢驗(yàn)中，一些化驗(yàn)設(shè)備的精準(zhǔn)度至關(guān)重要，煙煤膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定儀就是在煤炭實(shí)驗(yàn)室廣泛使用的一種重要化驗(yàn)設(shè)備。膠質(zhì)層指數(shù)的測(cè)定是對(duì)裝在煤杯中的煤樣進(jìn)行單側(cè)慢速加熱，在煤杯內(nèi)的煤樣形成一系列等溫層面，而這些層面的溫度由上而下依次遞增。溫度相當(dāng)于軟化的層面以下的煤都軟化形成膠體，在溫度相當(dāng)于固化點(diǎn)的層面以下則結(jié)成半焦，因而煤樣中形成了半焦層、膠質(zhì)層和未軟化的煤樣層三部分。試驗(yàn)中最初在煤杯下部生產(chǎn)的膠質(zhì)層比較薄，以后逐漸變厚。用探針測(cè)量出膠質(zhì)體的厚度（Y）值，測(cè)定結(jié)束后由記錄的體積變化曲線可以決定最終收縮度（X）和體積曲線類型。　　
二、影響膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定準(zhǔn)確性的因素　　
GB/T479規(guī)定了煙煤膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定方法，主要測(cè)定膠質(zhì)層厚度（Y）值，最終收縮度（X）值和體積曲線類型三個(gè)主要參數(shù)。　　
Y值主要取決于煤的性質(zhì)和膠質(zhì)體的膨脹及試驗(yàn)條件。一般煤的Y值越大粘結(jié)性越好，并且Y值隨煤化度呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，對(duì)中等粘結(jié)性和較強(qiáng)粘結(jié)性煙煤都有較好的區(qū)別能力�！　�
X值區(qū)決于煤的揮發(fā)分、熔融性、固化和收縮等性質(zhì)及試驗(yàn)條件，可表征煤料在生成半焦后的收縮情況，對(duì)焦?fàn)t中焦餅的收縮、焦塊的塊度、裂紋的多少及推焦是否順利等有參考價(jià)值�！　�
體積曲線是煤在恒壓（101Kpa）下，加熱時(shí)體積變化的記錄，可反映膠質(zhì)體的厚度、粘結(jié)、透氣性及氣體析出強(qiáng)度，因而體積曲線與煤的膠質(zhì)體性質(zhì)有直接的關(guān)系�！　�
膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定是一個(gè)規(guī)范性很強(qiáng)的試驗(yàn)方法，只有嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)標(biāo)各項(xiàng)規(guī)定，才能獲得準(zhǔn)確而精密的結(jié)果�！�
（一）采樣、制樣環(huán)節(jié)對(duì)膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定的影響　　
1.煤樣在存放過(guò)程中易發(fā)生氧化，煤氧化后Y值會(huì)降低。為了提高測(cè)定的準(zhǔn)確性，必須采取新鮮的未經(jīng)破碎的煤樣，保存在密封的容器中，在陰涼處貯存。從采樣、制樣到試驗(yàn)的周期不應(yīng)超過(guò)半個(gè)月，以避免煤樣氧化而導(dǎo)致Y值降低�！　�
2.制樣過(guò)程中，煤中水分對(duì)最終收縮度X值有明顯的影響。因此煤樣要達(dá)到空氣干燥狀態(tài)，但干燥溫度控制在40℃左右，防止在干燥過(guò)程中煤樣發(fā)生氧化，影響Y值；煤樣應(yīng)以對(duì)輥式破碎機(jī)破碎，至全部通過(guò)1.5mm圓孔篩。粒度組成偏細(xì)，Y值就會(huì)偏高。因此，破碎過(guò)程中，要嚴(yán)格控制破碎時(shí)間，不易過(guò)度粉碎，以免產(chǎn)生過(guò)多的粉末�！　�
（二）化驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定的影響　　
1.儀器對(duì)測(cè)定值的影響。測(cè)定儀中煤杯用于裝盛膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定用煤樣，而煤杯磨損將直接影響膠質(zhì)層指數(shù)的測(cè)定結(jié)果。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，煤杯由45#鋼制成，外徑70mm,內(nèi)徑59mm,從距杯底50mm處至杯口的內(nèi)徑為60mm，煤杯使用部分的杯壁光滑，沒(méi)有條痕或缺損。如果杯體的內(nèi)徑發(fā)生變化，影響裝煤高度，從而影響Y值、X值的測(cè)定。　　
2.加熱升溫速度對(duì)測(cè)定值的影響。試驗(yàn)開(kāi)始，從室溫到250℃是干燥階段，主要是預(yù)熱烘干水分。大約在300-350℃煤樣開(kāi)始軟化，此時(shí)發(fā)生熱分解，產(chǎn)生氣體，煤樣逐漸形成膠體，并出現(xiàn)膨脹、收縮等現(xiàn)象。起初膠質(zhì)層逐漸由薄增厚，隨著溫度升高，又重新變薄，直至膠體*消失，即煤樣全部固化，約550-600℃生成半焦。繼續(xù)加熱至730℃試驗(yàn)結(jié)束。在試驗(yàn)中，升溫速度要達(dá)到國(guó)標(biāo)中的規(guī)定，升溫速度過(guò)快，會(huì)使X值減少，而使Y值因煤種不同而增大或減少，所以要嚴(yán)格控制試驗(yàn)過(guò)程中的升溫速度，在最初30min內(nèi)，以大約8℃/min的速度把溫度升到250℃，在250℃以后以3℃/min的均勻速度加熱到730℃止，每10 min記錄一次溫度，在350-600℃期間實(shí)際溫度與應(yīng)達(dá)到溫度的差不應(yīng)超過(guò)5℃，其余時(shí)間不應(yīng)超過(guò)10℃，否則試驗(yàn)作廢。　　
3.探針探測(cè)過(guò)程中對(duì)測(cè)定值的影響。準(zhǔn)確測(cè)定膠質(zhì)層體上、下部層面，是保證測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。測(cè)定過(guò)程中，探針穿入膠體層以及拔出時(shí)，都要小心緩慢。為了不使膠質(zhì)體隨探針帶出來(lái)，當(dāng)拔出探針時(shí)輕輕旋轉(zhuǎn)一下并慢慢拔出以免形成氣態(tài)物――焦油蒸汽和煤氣析出的通道，破壞體積曲線（使轉(zhuǎn)鼓上的體積曲線下降），同時(shí)影響Y值的測(cè)定值。測(cè)定上、下部層面，全靠經(jīng)驗(yàn)和手感。測(cè)定上部層面時(shí)，探針插入測(cè)孔中感覺(jué)到阻力即可，否則會(huì)將上部層面扎凹而使結(jié)果偏低；測(cè)定下部層面時(shí)，則要使探針穿透膠質(zhì)體到達(dá)半焦表面，由于膠質(zhì)體粘度不同，所以刺穿膠質(zhì)體的用力也不相同，但只要碰到比較硬的半焦面，就是下部層面了。　　
（三）煤樣受熱過(guò)程中產(chǎn)生氣體的影響
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于煤樣受熱后產(chǎn)生熱分解，生產(chǎn)膠質(zhì)體的同時(shí)產(chǎn)生大量氣體。隨著溫度升高，包在膠質(zhì)體中的氣體逐漸增多，并且迅速膨脹，如果膠質(zhì)體的透氣性很好，氣體就會(huì)很容易地穿透膠質(zhì)體；如果膠質(zhì)體的透氣性不很好，則煤氣就被包裹在膠質(zhì)體內(nèi)出不來(lái)。隨著溫度的增高，氣體愈來(lái)愈多，體積不斷膨脹，煤樣體積增大，并產(chǎn)生強(qiáng)大的膨脹壓力，使載荷壓力盤上抬，各種不同的煤由于熱分解等性質(zhì)不同，這樣就會(huì)根據(jù)不同的情況，有不同的體積變化曲線，產(chǎn)生不同的焦塊。因此在探測(cè)過(guò)程中，要根據(jù)不同的體積曲線進(jìn)行不同的探測(cè)�！　�
從以上的分析可以得出，影響煙煤膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定的因素較多，對(duì)煤樣的干燥時(shí)間及溫度的控制、試樣粒度、化驗(yàn)設(shè)備定期檢定等程序應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)規(guī)定，在平時(shí)化驗(yàn)過(guò)程中，也應(yīng)注意工作經(jīng)驗(yàn)的積累，提高操作人員的技術(shù)素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平，提高其測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

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