总第１９１期 ２０１１年第ｌｌ期 河北冶全 ＨＥＢＥＩ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ 丁’Ｏ ｃａｌ Ｉ ９ｌ ２０１１，Ｎｕｍｂｅｒ １１ 烟煤胶质层指数准确度的试验 王 岩 ，宋 敬 ，黄世平 ，白淑霞 （１．河北钢铁集团邯钢公司技术中心，河北邯郸０５６０１５；２．河北钢铁集团邯钢公司焦化厂，河北 邯郸０５６０１５） 摘要：介绍了烟煤胶质层指数的测定方法，分析了煤样粒度、装样量、升温速度等对烟煤胶质层指数测定 的影响，对传统法与半自动法的胶质层指数测定准确度进行了试验，该试验结果准确，能满足邯钢焦化 厂的生产需要。 关键词：烟煤；胶质层指数；准确度；试验 中图分类号：ＴＧ１１５．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—５００８（２０１１）１１—００１０—０２ ＴＥＳＴ ＯＦ ＧＥＬＡＴＩＮＥ ＬＡＹＥＲ ＩＮＤＥＸ ＡＣＣＵＲＡＣＹ ＯＦ ＢＩＴＵＭＩＮＯＵＳ Ｃ０ＡＬ Ｗａｎｇ Ｙａｎ ，Ｓｏｎｇ Ｊｉｎｇ ，Ｈｕａｎｇ Ｓｈｉｐｉｎｇ ，Ｂａｉ Ｓｈｕｘｉａ （１ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈａｎｄａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｅｂｅｉ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｈａｎｄａｎ，Ｈｅｂｅｉ， ０５６０１５；２．Ｃｏｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｈａｎｄａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｅｂｅｉ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｈａｎｄａｎ，Ｈｅｂｅｉ， ０５６０１５） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｇｅｌａｔｉｎ ｌａｙｅｒ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ ｃｏａｌ，ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｉｔ ｏｆ ｃｏａｌ ｓａｍｐｌｅ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ，ｓａｍｐｌｅ ｌｏａｄｉｎｇ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｉｎｇ ｓｐｅｅｄ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｇｅｌａｔｉｎ ｌａｙｅｒ ｉｎｄｅｘ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｓｅｍｉ—ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ ｃｏａｌ；ｇｅｌａｔｉｎ ｌａｙｅｒ ｉｎｄｅｘ；ａｃｃｕｒａｃｙ；ｔｅｓｔ １ 前言 出了消除各分析环节影响因素的方法，检测数据准 确度稳定在较高水平，满足了邯钢焦化厂生产需要 ２ 实验部分 ２．１ 主要仪器及辅助设备 由于进厂烟煤胶质层指数的测定不仅是邯钢原 燃料价格核算的依据，也是邯钢焦化Ｊ—配煤炼焦的 重要参考依据，因此必须准确测定胶质层指数。胶 质层测定方法是模拟工业焦炉条件，反映ｒ煤在热 分解过程中生成胶质体的数量，近似在恒压下对煤 样进行单侧加热，使煤样形成一系列自下而上递减 的等温面，按半焦、胶质体、煤样依次分布。胶质体 的性质决定烟煤结焦的优劣，通过胶质体的测定呵 以初步预测煤在焦炉中的结焦情况及生成焦炭的质 （１）双杯胶质层测定仪 （２）程序控温仪 （３）煤杯：由４５＃钢制成，外径７０ ｍｍ；杯底内径 ５９ ｍｍ，从距杯底５０ ｍｍ处至杯口的内径６０ ｍｍ （４）加热炉：由上部砖垛、下部砖垛和电热ｌ庀件 组成 量状况。胶质层指数测定是一个规范性很强的实 验…，其测定结果随实验条件而有显著变化，分析过 （５）硅碳棒 （６）热电偶 （７）探针 ２．２实验方法 程中的煤样粒度、装样量、升温速度、温度及人为因 素等都会对分析结果产生较大影响。为有效提高烟 煤胶质层指数的分析水平，根据多年积累经验，总结 收稿日期：２０１１—０８—２９ 烟煤的胶质层测定过程是用探针测定上Ｆ两层 之间的胶质体厚度，以最大厚度值ｙ作为胶质层指 数的一个指标，同时记录煤样受热过程中的体积变 作者简介：王岩（Ｉ ９７３一），女，工程师，１９９３年毕业于河北理】 学院 【一、Ｉｋ分析々业，现在河北钢铁集团邯钢公司技术中心从事检化验管 理工作，Ｅ～ｍａｉｌ：ｃｄｄｗｙ＠ｓｉｎａ“ｍ１ 化曲线，据此判断体积曲线的类型，并记录煤样受热 后的最终收缩度ｘ。 １０ 河北冶金 ２０１１年第１１期 ２．３测定步骤 使用探针测定胶质层最大厚度必须凭借经验及 正确手感，因此监测人员一定要经过专门培训。不 煤样与煤杯准备一装样与安装一控制升温、监 控分析及记录一曲线加工 ３ 试验结果与讨论 ３．１ 煤样影晌 同煤种在加热时产生的胶质体黏度不同，在测定上 部层面时，探针扎下去感觉到有阻力即可，千万不能 用力扎，否则会使测量值偏低；测定下部层面时应根 （１）制样后应立即分析，由于放置时间过长，将 使煤样因发生氧化等反应而变性。煤样应封装在容 器中，储存于阴凉处，从制样到测定不超过半个月， 否则胶质层指数测定结果会失真。 据胶质体黏度不同，分情况用不同的力去扎穿胶质 体。 胶质层指数试验要求根据不同的煤种，对胶质 体的上下部进行多频次地测量，并及时记录下测量 （２）由于煤样水分会对ｘ值有显著影响，要求 煤样保持在空气干燥状态。 （３）煤样的粒度应小于１．５ ｍｍ，但也不能过细， 否则因煤颗粒的表面积增大极易导致煤样发生氧化， 降低煤的结焦性。 ３．２装样量 随着煤样装样量的增加，必然使ｙ值、ｘ值随之 增大。装煤量及煤样的堆密度要一致，为此应采取 ４分法，均分为４份，每装２５ ｇ用平铲摊平，严禁捣 固或敲击煤杯而改变煤样的堆密度，以免影响测定 结果。 ３．３温度的影响 ３．３．Ｉ升温速度 升温速度一定要均衡，温度＜２５０ ｏＣ时升温速 度为８ ｏＣ／ｍｉｎ，２５０ ｏＣ以上时升温速度为３ ｏＣ／ｍｉｎ； 在３５０～６００℃时，显示温度与实际温度差值不超过 ５℃，其余时间内不应超过１０℃，否则试验作废。 为准确测定胶质层最大厚度ｙ值，在测定中应 控制好升温速度，试验过程见表１。 表１煤热解过程 Ｔａｂ．１ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｏａｌ ｐｙｒｏｌｙｚｉｎｇ ３．３．２加热兀件 由于在试验过程中，大量煤气从杯底溢出，使电 热元件上附着一层炭黑，加上硅碳棒受热后会发生 膨胀变形，从砖垛的卡槽内脱出，极易发生短路烧坏 硅碳棒。所以每次试验前，除了仔细检查硅碳棒及 其连接是否良好外，还要用吹风机向硅碳棒吹风防 止硅碳棒短路，影响试验的进行。 ３．４测量过程的准确控制 时的时间及上下层面的高度。尤其在测量肥煤下部 层面时，要均匀用力垂直下扎，拔出探针时轻轻转 动，均匀用力垂直拔出，切不可左右摆动，并且在刚 拔出探针时会出现体积曲线骤然下降的情况，此时 不要急于测下一次的上下层面，而要等图形恢复后 再开始测量。 ３．５不同煤种最大厚度Ｙ值的出现温度 通过大量试验发现不同煤种最大厚度】，值的出 现温度有一定规律，见表２。 表２不同煤种最大厚度ｙ值的出现温度比较 ℃ Ｔａｂ．２ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｆｏｒ ｌａｒｇｅｓｔ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄ ｏｆ ｃｏａｌ ℃ 煤种 最大Ｙ值出现的温度 肥煤 ５００～５４０ 瘦煤 ５５０—５７０ １／３焦煤 ４８０～５８０ ３．６特殊煤种温度的控制 针对肥煤膨胀较大收缩缓慢的特点，测试时应 由国标规定的１６０ ｍｉｎ相应延长到１８０～１９０ ｒａｉｎ， 在１６０ ｒａｉｎ以后炉温需严格控制在７３０ ｏＣ恒温直至 试验结束。 ３．７精密度试验 邯钢技术中心煤焦化验站现已使用半自动胶质 层测定仪，经过一段时间的应用，并与传统方法进行 对比，测定结果均在重复性内。由于胶质层测定中 没有标准样品，实验时选取３个不同煤样，用每种方 法对每个样品测定１０次，分别用传统法与半自动法 两种方法进行精密度实验，结果见表３。 分析表３的精密度试验数据表明：两种方法测 试精密度良好，它们之间无显著性差异，半自动法的 测试精度稍高于传统法，完全能满足不同煤种最大 厚度】，值的测定要求。 （下转第４２页） 总第１９１期 （１）有害元素的侵蚀。石灰石中的Ｋ、Ｎａ、Ｃａ 的抽吸形成高速运动的颗粒灰尘，久而久之对换热 器的管束产生了冲刷破坏作用。 （３）为．ｒ更好地制定行之有效的控制措施，保 证石灰质量和炉况的相对稳定，对套筒窑关键参数 （指标）进行了对比。套筒窑换热器内漏前后主要 参数变化见表ｌ。 等有害元素长时间对换热器管束侵蚀作用。 （２）高速气流带动大颗粒灰尘的冲刷。邢钢套 筒窑所用的石子没有经过水洗，石子中的粉尘较多， 加上振动筛、称料斗处没有除尘点，所以大颗粒灰尘 进入窑内相对较多。这些颗粒状灰尘经过主抽风机 表１ 换热器内漏前后主要参数对ｂＥ Ｔａｂ】 Ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｍａｉｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｉｎｎｅｒ ｌｅａｋａｇｅ ５ 控制措施 燃烧室温度降低１０～３０ ｏｃ，下排燃烧室适度降低 ｌ０～２０℃，以确保窑体内部耐材的使用寿命。 （３）加大对石灰门的石灰质量观察力度，钉针 对性地进行部分微调。 在套筒窑换热器内漏问题彻底解决前，为保证 冶金灰质量和炉况相对稳定，最大程度地满足炼钢 和不锈钢用户的需求，经工区技术骨干讨ｆ＿仑，制定ｒ 以下应急控制措施： （１）适当开大驱动变频风机的阀门开度，根据 实际情况适当增加５％～２０％，以保证相对稳定的 驱动风压力（保证驱动风压力不低于２０ ｋＰａ）、并流 带的相列 稳定。 （２）根据实际生产情况，适当下调产能３０～６０ ｔ／天，以保证石灰质量相对稳定；适当增加石灰石的 理论折焦吨耗量２０～２５ ｍ ，以弥补因换热效果差 （４）ｌＴ区主任随时处理、解决可能带来的仟何 问题，确保生产平稳、顺利地运行。 ６ 结语 通过严格执行应急技术措施，邢钢实现ｒ会简 窑炉况和质量的相对稳定，石灰质量的合格率达到 ９８．８９％，化渣优良率为９９．１７％，满足＿，后序ｌｌ 艺 对石灰质量的需求，为邢钢精品钢战略的顺利实施 做出了贡献，也为今后处理类似情况积累了宝贵经 验 带来的热鼍不足；适当降低上下排燃烧室温度，．上排 （上接第１ １页） 表３ 两种方法的精密度比较 Ｔａｂ ３ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ 传统法 ３＃ ２９ ５ ３０．０ ２９ ５ ２９．５ ２９ ０ ２９．０ ２８ ５ ２８．５ ２９ ０ ２８ ０ ２９．５ ２８ ５ ３０．０ ２９ ０ ２９ ５ ２９ ５ ２９．５ ２９．０ ２８ ５ ２９ ０ ２９ ０ ２９ ０ ０ ６０ ０ ５３ （）Ｏ２ｌ （）０ｉ ８ 半自动法 ４ 结语 化厂的生产需要。 参考文献 ［１］关树艳 浅谈烟煤胶质层指数测定及工作经验 Ｊ］天津冶金 ２０００，（５）：２５—２７． 由于煤质的复杂性，胶质层指数测定是一个规 范性很强的试验，其数据的准确测定是邯钢对外结 算及指导焦化生产的依据。本文采用半自动法测煤 的胶质层指数，其精密度高于传统法，满足＿ｒ邯钢焦 ４２