煙煤膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定方法知識(shí)點(diǎn)解說(shuō)

1、煙煤膠質(zhì)層指數(shù)測(cè)定方法膠質(zhì)層指數(shù)的測(cè)定方法于1964年列為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也是我國(guó)煤的現(xiàn)行分類中區(qū)分強(qiáng)黏結(jié)性的肥煤、氣肥煤的一個(gè)分類指標(biāo)。主要測(cè)定膠質(zhì)層最大厚度Y值，最終收縮度X值和體積曲線類型、焦塊特征、焦塊抗碎能力等多種指標(biāo)，其中主要以Y值的大小表征煤黏結(jié)性的好壞。一、測(cè)定意義1膠質(zhì)層最大厚度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值越大黏結(jié)性越好，并且Y值隨煤化程度呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。一般當(dāng)煤的Vdaf為30左右時(shí)，Y值出現(xiàn)最大值；Vdaf <13和Vdaf>50的煤，Y值都幾乎為零，Y值對(duì)中等黏結(jié)性和較強(qiáng)黏結(jié)性煙煤都有較好的區(qū)分能力。Y值具有一定的加和性。2最

2、終收縮度X值取決于煤的揮發(fā)分、熔融、固化和收縮等性質(zhì)及試驗(yàn)條件。X值可表征煤料在生成半焦后的收縮情況，該指標(biāo)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。3體積曲線是煤在恒壓（101Kpa）下加熱時(shí)體積變化的記錄，可反映出膠質(zhì)體的厚度、黏結(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。二、測(cè)定原理此法模擬工業(yè)煉焦條件，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)于軟化點(diǎn)層面以上的煤保持原狀，以下的煤則軟化、熔融而形成膠質(zhì)體；在溫度相當(dāng)于固化點(diǎn)的層面以下的煤則結(jié)成半焦。因而煤樣中形成了

3、半焦層、膠質(zhì)層和未軟化的煤樣層三部分。 在試驗(yàn)過(guò)程中最初在煤杯下部生成的膠質(zhì)層比較薄，以后逐漸變厚，然后又逐漸變薄。因此在煤杯中部常出現(xiàn)膠質(zhì)層厚度的最大值。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和體積曲線類型。還可以對(duì)所得的半焦塊的特征進(jìn)行定性描述，如半焦塊的縫隙、海綿體綻邊、色澤和融合狀況等，并進(jìn)而把所得半焦塊置于一定規(guī)格的打擊器內(nèi)，用重錘落下，以測(cè)定其抵抗破碎的能力。三、膠質(zhì)層指數(shù)的測(cè)定1方法提要將煤樣裝入煤杯中，煤杯放在特制的電爐內(nèi)以規(guī)定的升溫速度進(jìn)行單側(cè)加熱，煤樣則相應(yīng)形成半焦層、膠質(zhì)層和未軟化的煤樣層三個(gè)等溫層面。用探針測(cè)量出膠質(zhì)體的最大厚度Y，從試驗(yàn)的體積曲線測(cè)得最終收縮

4、度X。2煤樣縮制方法應(yīng)符合GB-474煤樣的制備方法。（1）煤樣應(yīng)用對(duì)輥式破碎機(jī)破碎到全部通過(guò)1.5mm的圓孔篩，但不得過(guò)度粉碎。（2）供確定煤炭牌號(hào)的煤樣，應(yīng)一律按煤樣減灰的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行減灰。（3）為防止煤的氧化對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，試樣應(yīng)裝在磨口玻璃瓶或其他密閉容器中，且放在陰涼處，試驗(yàn)應(yīng)在制樣后不超過(guò)半個(gè)月內(nèi)完成。3儀器設(shè)備（1）雙杯膠質(zhì)層測(cè)定儀有帶平衡鉈和不帶平衡鉈的（除無(wú)平衡鉈外，其余構(gòu)造同圖2-66）兩種類型。（2）程序控溫儀溫度低于250時(shí)，升溫速度約為8min，250 以上，升溫速度為3/min。在350600期間，顯示溫度與應(yīng)達(dá)到的溫度差值不超過(guò)5，其余時(shí)間內(nèi)不應(yīng)超過(guò)10。也可用

5、電位差計(jì)（0.5級(jí)）和調(diào)壓器來(lái)控溫。（3）煤杯煤杯由45號(hào)鋼制成，其規(guī)格如下：外徑70mm；杯底內(nèi)徑59mm；從距杯底50mm處至杯口的內(nèi)徑60mm；從杯底到杯口的高度110mm。煤杯使用部分的杯壁應(yīng)當(dāng)光滑，不應(yīng)有條痕和缺凹，每使用50次后應(yīng)檢查一次使用部分的直徑。檢查時(shí)，沿其高度每隔10mm測(cè)量一點(diǎn)，共測(cè)6點(diǎn)，測(cè)得結(jié)果的平均數(shù)與平均直徑(59.5mm)相差不得超過(guò)0.5mm，杯底與杯體之間的間隙也不應(yīng)超過(guò)0.5mm。（4）探針探針由鋼針和鋁制刻度尺組成。鋼針直徑為lmm，下端是鈍頭?？潭瘸呱峡潭鹊膯挝粸閘mm。刻度線應(yīng)平直清晰，線粗0.10.2mm。對(duì)于已裝好煤樣而尚未進(jìn)行試驗(yàn)的煤杯，用探針

6、測(cè)量其紙管底部位置時(shí)，指針應(yīng)指在刻度尺的零點(diǎn)上。（5）加熱爐由上部磚垛、下部磚垛和電熱元件組成。上、下部爐磚的物理化學(xué)性能應(yīng)能保證對(duì)煤樣的測(cè)定結(jié)果與用標(biāo)準(zhǔn)爐磚的測(cè)定結(jié)果一致。爐磚可同時(shí)放兩個(gè)煤杯，稱前杯和后杯。（6）硅碳棒電加熱元件電阻68；使用部分長(zhǎng)度150mm，直徑8mm；冷端長(zhǎng)度60mm，直徑16mm；灼熱部分溫度極限12001400。硅碳棒的灼熱強(qiáng)度能在距冷端15mm處降下來(lái)。每個(gè)煤杯下面串聯(lián)兩支電阻值相近的硅碳棒。也可使用鎳鉻絲加熱盤(pán)，但必須加熱均勻，并確保滿足本標(biāo)準(zhǔn)的升溫速度和最終的溫度要求。（7）架盤(pán)天平：最大稱量500g，感量0.5g。（8）長(zhǎng)方形小鏟：寬30mm、長(zhǎng)45mm。

7、（9）記錄轉(zhuǎn)簡(jiǎn)其轉(zhuǎn)速應(yīng)以記錄筆每160min能繪出長(zhǎng)度為(160±2)mm的線段為準(zhǔn)。每月應(yīng)檢查一次記錄轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速，檢查時(shí)應(yīng)至少測(cè)量80min所繪出的線段的長(zhǎng)度，并調(diào)整到符合標(biāo)準(zhǔn)。（10）熱電偶鎳鉻-鎳鋁電偶，一般每半年校準(zhǔn)一次。在更換或重焊熱電偶后應(yīng)重新校準(zhǔn)。（11）儀器的附屬設(shè)備焦塊的推出器和煤杯清潔機(jī)械裝置。4試驗(yàn)準(zhǔn)備（1）煤杯、熱電偶管及壓力盤(pán)上遺留的焦屑等用金剛砂布（1.5號(hào)為宜）人工清除干凈，也可用機(jī)械方法清除。杯底及壓力盤(pán)上各析氣孔應(yīng)暢通，熱電偶管內(nèi)不應(yīng)有異物。（2）紙管制作 在一根細(xì)鋼棍上用香煙紙粘制成直徑為2.53mm、高度約為60 mm的紙管。裝煤杯時(shí)將鋼棍插入紙管

8、，紙管下端折約2mm。紙管上端與鋼棍貼緊，防止煤樣進(jìn)入紙管。（3）濾紙條：寬約60mm，長(zhǎng)190200mm。（4）石棉圓墊 用厚度為0.51.0mm的石棉紙作兩個(gè)直徑為59mm的石棉圓墊。在上部圓墊上有供熱電偶鐵管穿過(guò)的圓孔和紙管穿過(guò)的小孔；在下部圓墊上對(duì)應(yīng)壓力盤(pán)上的探測(cè)孔處作一標(biāo)記。（5）體積曲線記錄紙 用毫米方格紙作體積曲線記錄紙，其高度與記錄轉(zhuǎn)筒的高度相同，其長(zhǎng)度略大于轉(zhuǎn)筒圓周。（6）裝煤杯5試驗(yàn)步驟（1）當(dāng)上述準(zhǔn)備工作就緒后，打開(kāi)程序控溫儀開(kāi)關(guān)，通電加熱，并控制兩煤杯杯底升溫速度如下：250以前為8/min，并要求30min內(nèi)升到250；250以后為3/min。每10min記錄一次溫度

9、。在350600期間，實(shí)際溫度與應(yīng)達(dá)到的溫度的差不應(yīng)超過(guò)5，在其余時(shí)間內(nèi)不應(yīng)超過(guò)10，否則，試驗(yàn)作廢。在試驗(yàn)中應(yīng)按時(shí)記錄“時(shí)間”和“溫度”?！皶r(shí)間”從250起開(kāi)始計(jì)算，以min為單位。（2）溫度到達(dá)250時(shí)，調(diào)節(jié)記錄筆尖使之接觸到記錄轉(zhuǎn)筒上，固定其位置，并旋轉(zhuǎn)記錄轉(zhuǎn)筒一周，劃出一條“零點(diǎn)線”，再將筆尖對(duì)準(zhǔn)起點(diǎn)，開(kāi)始記錄體積曲線。（3）對(duì)一般煤樣，測(cè)量膠質(zhì)層層面在體積曲線開(kāi)始下降后幾分鐘開(kāi)始，到溫升至約650時(shí)停止。當(dāng)試樣的體積曲線呈山形或生成流動(dòng)性很大的膠質(zhì)體時(shí)，其膠質(zhì)層層面的測(cè)定可適當(dāng)?shù)靥崆巴Ｖ?，一般可在膠質(zhì)層最大厚度出現(xiàn)后再對(duì)上、下部層面各測(cè)24次即可停止，并立即用石棉繩或石棉絨把壓力盤(pán)上

10、探測(cè)孔密封，以免膠質(zhì)體溢出。（4）測(cè)量膠質(zhì)層上部層面時(shí)，將探針刻度尺放在壓板上，使探針通過(guò)壓板和壓力盤(pán)上的專用小孔小心地插入紙管中，輕輕往下探測(cè)，直到探針下端接觸到膠質(zhì)層層面（手感到有阻力時(shí)為上部層面）。讀取探針刻度（層面到杯底的距離，mm），將讀數(shù)填入記錄表中“膠質(zhì)層上部層面”欄內(nèi)，并同時(shí)記錄測(cè)量層面的時(shí)間。（5）測(cè)量膠質(zhì)層下部層面時(shí)，用探針首先測(cè)出上部層面，然后輕輕穿透膠質(zhì)體到半焦表面（手感到阻力明顯加大時(shí)為下部層面），將讀數(shù)填入記錄表中“膠質(zhì)層下部層面”欄內(nèi)，同時(shí)記錄測(cè)量層面的時(shí)間。探針穿透膠質(zhì)層和從膠質(zhì)層中抽出時(shí)，均應(yīng)小心緩慢從事。在抽出時(shí)還應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)，防止帶出膠質(zhì)體或使膠質(zhì)層內(nèi)積存的

11、煤氣突然逸出，以免破壞體積曲線形狀和影響層面位置。（6）根據(jù)轉(zhuǎn)筒所記錄的體積曲線的形狀及膠質(zhì)體的特性，來(lái)確定測(cè)量膠質(zhì)層上、下部層面的頻率。當(dāng)曲線呈“之”字型或波型時(shí)，在體積曲線上升到最高點(diǎn)時(shí)測(cè)量上部層面，在體積曲線下降到最低點(diǎn)時(shí)測(cè)量上部層面和下部層面（但下部層面的測(cè)量不應(yīng)太頻繁，約每810min測(cè)量一次）。如果曲線起伏非常頻繁，可間隔一次或兩次起伏，在體積曲線的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)測(cè)量上部層面，并每隔810 min在體積曲線的最低點(diǎn)測(cè)量一次下部層面。當(dāng)體積曲線呈山型、平滑下降形或微波形時(shí)，上部層面每5 min測(cè)量一次，下部層面每10min測(cè)量一次。當(dāng)體積曲線分階段符合上述典型情況時(shí)，上、下部層面測(cè)量

12、應(yīng)分階段按其特點(diǎn)依上述規(guī)定進(jìn)行。當(dāng)體積曲線呈平滑斜降形時(shí)（屬結(jié)焦性不好的煤，Y值一般在7mm以下），膠質(zhì)層上、下部層面往往不明顯，探針總是一探即達(dá)杯底。遇此種情況時(shí)，可暫停2025min，使層面恢復(fù)。然后，以每15 min不多于一次的頻數(shù)測(cè)量上部和下部層面，并力求準(zhǔn)確地探測(cè)出下部層面的位置。如果煤在試驗(yàn)時(shí)形成流動(dòng)性很大的膠質(zhì)體，下部層面的測(cè)定可稍晚開(kāi)始，然后每隔78min測(cè)量一次，到620也應(yīng)封孔。在測(cè)量這種煤的上、下部膠質(zhì)層層面時(shí)，應(yīng)特別注意，以免探針帶出膠質(zhì)體或膠質(zhì)體溢出。（7）當(dāng)溫度到達(dá)730時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束。此時(shí)調(diào)節(jié)記錄筆使之離開(kāi)轉(zhuǎn)筒，關(guān)閉電源，卸下砝碼，使儀器冷卻。（8）當(dāng)膠質(zhì)層測(cè)定結(jié)束

13、后，必須等上部磚垛完全冷卻，或更換上部磚垛方可進(jìn)行下一次試驗(yàn)。（9）在試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)煤氣大量從杯底析出時(shí)，應(yīng)不時(shí)地向電熱元件吹風(fēng)，使從杯底析出的煤氣和炭黑燒掉，以免發(fā)生短路，燒壞硅碳棒、鎳鉻線或影響熱電偶正常工作。（10）如試驗(yàn)時(shí)煤的膠質(zhì)體溢出到壓力盤(pán)上，或在香煙紙管中的膠質(zhì)層層面驟然高起，則試驗(yàn)應(yīng)作廢。6結(jié)果表述（1）曲線的加工及膠質(zhì)層測(cè)定結(jié)果的確定取下記錄轉(zhuǎn)筒上的毫米方格紙，在體積曲線上方水平方向標(biāo)出溫度，在下方水平方向標(biāo)出“時(shí)間”作為橫坐標(biāo)。在體積曲線下方、溫度和時(shí)間坐標(biāo)之間留一適當(dāng)位置，在其左側(cè)標(biāo)出層面距杯底的距離作為縱坐標(biāo)。根據(jù)記錄表上所記錄的各個(gè)上、下部層面位置和相應(yīng)的“時(shí)間”的數(shù)據(jù)，按坐標(biāo)在圖紙上標(biāo)出“上部層面”和“下部層面”的各點(diǎn)，分別以平滑的線加以連接，得出上、下部層面曲線。如按上法連成的層面曲線呈“之”字形，則應(yīng)通過(guò)“之”字形部分各線段的中部連成平滑曲線作為最終的層面曲線（如圖）。 圖 膠質(zhì)層曲線加工示意圖取膠質(zhì)層上、下部層面曲線之間沿縱坐標(biāo)方向的最大距離（讀準(zhǔn)到0.5mm）作為膠質(zhì)層最大厚度Y。取