烟煤粘结指数测定中搅拌方法的改进

夏崇博 张贵红 侯明霞 周淑珍

(安阳钢铁股份有限公司)

烟煤粘结指数测定中搅拌方法的改进

夏崇博 张贵红 侯明霞 周淑珍

(安阳钢铁股份有限公司)

根据 GB/T5447-1997烟煤粘结指数测定方法，结合粘结指数测定中的实际操作经验，分析了煤的混匀程度对粘结指数测定准确性的影响，同时针对现有的搅拌方法进行了改进，并取得了很好的效果。

粘结指数 混匀程度 预搅拌

0 前言

粘结指数 G是煤分类的重要指标之一，是划分煤种的重要指标。尤其是当来煤处于两种牌号的交界处时，如何测准粘结指数 G就更为重要。在粘结指数 G测定的过程中，曾出现同一批煤制备的煤样，同一个人测定两次，但两次测定的 G的算术平均值有时会出现了较大差异。经过大量试验对比分析查找原因，发现煤样的搅拌方法不同导致的煤样混匀程度不同，对粘结指数的测定有着很大的影响。

1 测定原理及方法

烟煤粘结指数测定原理[1]是将一定质量的试验煤样和专用无烟煤，在规定的条件下混合，快速加热成焦，所得焦快在一定规格的转鼓内进行强度检验，以焦快的耐磨强度，即抗破坏力的大小来表示试验煤样的粘结能力。因此，烟煤粘结指数实质是试验烟煤在受热后，煤颗粒之间或煤粒与惰性组分颗粒间结合牢固程度的一种度量，它是各种物理和化学变化过程的最终结果。

烟煤粘结指数测定方法[2]是用5 g专用无烟煤和1 g试验煤样 (均精确到0.002 g)放入坩埚内，将坩埚内的混合煤样搅拌2min，在110 g～115 g压块与6 kg压力下静压30 s后放入 850±10℃马弗炉的恒温区内灼烧15min，之后取出放置冷却至室温，取压块，将压块上的焦屑刷入坩埚中，称量，进行两次转鼓试验和筛分操作，计算 G值。

2 存在问题及分析

目前，还没有国家标准的粘结指数测定试样，其测定结果随试验条件而变化，除了煤本身的特性外，影响 G值测定结果的主要因素和试验中应注意的事项有焦化温度，焦化时间，马弗炉温度回升速度，煤样粒度和放置时间，转鼓转速和时间，压块质量，煤样与无烟煤的混匀程度等。其中，不言而喻，煤样与无烟煤的混合越均匀，测定结果越可靠。然而在实际操作中，煤样的混匀程度主要取决于搅拌方法能否搅拌均匀并一致，针对这一问题，进行了大量的试验对比研究。

2.1 实验过程中出现绽裂现象及成因

在粘结指数的测定中，经常发现在灼烧15min冷却后的焦块出现竖道绽裂纹 (绽裂：有些煤的焦块由于收缩应力不同形成不规则的裂缝)。焦块也由于色泽(色泽：焦色分黑色，即不结焦或凝结的焦块、深灰色、银灰色)，熔合情况 (粉状凝结、部分熔合、完全熔合)等不同，形状复杂多样。经转鼓后，焦块裂损成多瓣，有的多达4～6块，损失较大，而导致 G值偏低，常常需要复验，以防引起不必要的质量异议。这种现象经过长时间的观察对比试验，在排除了其他的影响因素外，发现与搅拌不够充分，混合不够均匀有很大关系。

2.2 机械搅拌中出现的问题及成因

GB-T5447-1997烟煤粘结指数测定方法中规定：可用达到同样效果的机械装置进行搅拌。在使用机械装置时，由于搅拌丝的半径是一定的，搅拌后，会出现以此半径为圆的塌陷圈，而使四周高的煤样沾住坩埚壁，此类分层现象，尤以做3∶3实验时最为突出。这种想象主要是由于专用无烟煤和煤样都不是颗粒大小一致的煤粒，如果搅拌不均匀，会使颗粒接近的煤粒进行了就近聚集分层，引起搅拌后的煤样混合不够充分均匀，导致粘结指数测定的结果不准确，失真。

3 采取措施

针对搅拌过程中出现的实际问题，结合实际工作中的操作经验，经过大量的试验对比，对手工搅拌和机械搅拌过程分别采取了以下优化措施。

3.1 手工搅拌时，增加搅拌时间，使煤样与无烟煤充分混合均匀一致

手工搅拌时具体的搅拌方法是坩埚作45°左右倾斜，逆时针方向转动 (15转/m in)，搅拌丝按同样倾角作顺时针方向转动 (150转/m in)，搅拌时，搅拌丝的圆环接触坩埚塌壁与底相连接的圆弧部分约经2min10 s后，一边继续搅拌，一边将坩埚与搅拌丝逐渐转到垂直位置，2.5 m in时，搅拌结束。在搅拌时，应防止煤样外溅。各取肥煤，焦煤，气煤，瘦煤煤样进行粘结指数试验，搅拌2min[2](简称 A法)，灼烧后，用转鼓后计算出的 G值见表1。用同一煤样，搅拌2.5 m in(简称 B法)，灼烧后，经同一转鼓后计算出的对比数据见表2。

表1 转鼓后计算出的原始数据(A法)

表2 转鼓后计算出的对比数据(B法)

3.2 机械搅拌时，提前加入手工预搅拌

机械搅拌时具体的搅拌方法是在机械搅拌前适当加入30 s的手工预搅拌，即用搅拌丝将坩埚内混合物手工搅拌30 s。做法是：将坩埚水平放置于手中握稳，另一只手持搅拌丝垂直于坩埚匀速螺旋线形搅拌，此过程应防止煤样外溅。用同一煤样进行粘结指数试验，直接机械搅拌法 (简称 C法)搅拌，灼烧后，用同一转鼓后计算出的 G值见表3。用同一煤样进行粘结指数试验，机械搅拌时提前直接加入手工预搅拌30 s后，再用机械搅拌法搅拌2min，即共搅拌2.5 m in(简称D法)，灼烧后，经同一转鼓后计算出的对比数据见表4。

表3 转鼓后计算出的原始数据(C法)

表4 转鼓后计算出的对比数据(D法)

4 效果分析

1)通过以上改进措施的实施，发现肥煤，焦煤，气煤，瘦煤的技术指标标准偏差都比改进前有所降低，这说明改进后测定结果的准确性较之改进前有了大幅提高，加之肥煤，焦煤，气煤，瘦煤煤样的选取基本涵盖了现有的各种

book=47,ebook=12事故次数大大降低，粉碎机运行率明显提高，这相应延长了1#粉碎机的生产时间。

原因可能是俄罗斯精矿本身 A l/Si值高达0.57，不利于 SFCA的形成。

图2 俄罗斯精矿配比对烧结矿强度和粒度的影响

2.2.3 对固体燃耗和成品率的影响

按照试验方案设计的俄罗斯精矿配比，分别进行了对比试验，试验结果趋势如图3所示。

图3 俄罗斯精矿配比对固体燃耗和成品率的影响

由图3和表5可以看出，随着俄罗斯精矿配比的增加，固体燃耗和成品率指标双双呈劣化趋势。原因可能是由于俄罗斯精矿中的 A l2O3含量过高，混合料的软熔点上升所致。

3 工业应用效果

根据实验室的实验情况，安钢于2008年元月底开始采购俄罗斯磁铁精矿，2月份中旬开始用，将安钢90/105 m2烧结机1月份和3月份的生产数据进行对比。没有使用俄罗斯精矿的元月份作为基准期，使用约5％俄罗斯精矿替代部分高镁精矿的3月份作为试验期进行比较，基准期和试验期的部分技术质量指标比较见表7。

表7 90/105 m2部分生产指标

由表7可以看出，工业生产中在烧结矿碱度和M gO含量基本一致的技术参数下，转鼓指数和返矿率和实验室表现是一致的，都呈略微下降趋势。在产量方面，由于105 m2烧结机大修，利用系数无法准确对比，但同样的90 m2系统，三月份台车机速比元月份高0.1 m/m in。总的来说，俄罗斯精矿在生产上的表现和实验室表现是一致的，转鼓指数仅下降0.46百分点，对大工业生产影响有限。

4 结论

1)俄罗斯精矿粒度非常细，-200目＞80％，安钢在上述原料结构中配加适量可改善料层透气性。配加5％～10％俄罗斯精矿，垂直烧结速度较基准样有明显提高，但大于5％后，烧结速度有下降趋势。

2)俄罗斯精矿配比大于5％后，烧结矿强度急剧下降，同样配煤比的情况下，成品率也急剧变差，所以该矿只能作为小矿种使用，不能作为烧结的主矿种。

3)俄罗斯精矿的 A l2O3含量远高于国内磁铁精矿，这一因素可能是导致该矿的烧结性能劣于其它精矿的原因。

[1]薛俊虎.烧结生产技能知识问答.北京：冶金工业出版社，2005，67-72.

[2]庄剑鸣，李军，康旭.铁精矿性能对烧结速度影响.烧结球团，2004，29(4)：12-15.

2)粉碎能力提高。轴承发热故障的有效解决，使粉碎机的粉碎能力得到充分发挥，由原先的最高350 t/h上升为400 t/h，提高了生产效率。

3)提高了配合煤细度稳定率。PCK1416型粉碎机的稳定运行，保证了配合煤的细度稳定，细度稳定率由原先的90％上升为95％。

5 结语

科学的操作和维护对延长粉碎机轴承的使用寿命都缺一不可。在操作方面，要定时测量轴承温度，注意是否有异常响声，当粉碎机本体出现振动时要及时停车；在维护方面，在使用二硫化钼润滑时要注意油量的科学控制：加油量少或加油量多，在轴承运转过程中温度均有可能持续上升导致轴承发热，粉碎机轴承维护实践表明，控制加油量在轴承室容积的2/3左右，可最大程度避免轴承发热故障几率。

6 参考文献

[1]于振东.焦炉生产技术.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002：26.

[2]屈凡碧.烧结机改造后锤式破碎机锤头的工况分析.河南冶金，2005，13(2)：32-33.

[3]冶金技工学校教学用书.钳工工艺学.长春：吉林大学出版社，1991：230-231.

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X ia Chongbo Zhang Guihong HouM ingxia Zhou Shuzhen (Anyang Iron＆Steel Stock Co.，L td)

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2010—2—20