压力对黏结指数测定结果的影响探讨

刘 向 坤

(1.国家煤炭质量监督检验中心，北京 100013； 2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京 100013；3.煤炭科学技术研究院有限公司检测分院，北京 100013)

黏结指数一是可以用它来评价烟煤在热加工过程中的黏结能力；二是烟煤分类的主要工艺指标；三是通过黏结指数的高低确定该煤样的主要用途，是适宜于炼焦，还是造气或其他加工工艺；四是可以指导炼焦配煤或最经济的配煤比。黏结指数是判别烟煤黏结性和结焦性的重要指标,可用来评价烟煤在热加工过程中的黏结能力。

黏结指数(G值)测定是规范性很强的实验，黏结指数测定的准确性受实验条件的影响显著，其测定结果随实验条件而变化。仪器设备、人员操作和煤样存放时间都会对实验结果的准确性造成不同程度的影响。关于黏结指数测定的注意事项，虽有不少探讨，除了焦化时间、马弗炉回温速度、冷却时间、样品粒度等[4]，但还有些细节问题需引起注意。依据GB/T 5447—2014烟煤黏结指数测定方法，结合作者在黏结指数测定中实际操作经验，来探讨压力角度和压力时间对烟煤黏结指数的影响。

1 试验方法

将一定质量的试验煤样和标准专用无烟煤(简称无烟煤)，在规定条件下混合，快速加热成焦。所得焦块在一定规定的转鼓内进行强度检验，以焦块的耐磨强度，即抗破坏力的大小来表示实验煤样的黏结能力。因此，烟煤黏结指数实质是试验烟煤样在受热后，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变量[5]。它是各种物理与化学变化过程的最终结果。

2 实验设备

压力器：能以6 kg质量压力垂直压紧试验煤样与专用无烟煤混合物的仪器，置于平稳固定的水平台面上(见图1)。

3 试验

选择四种不同量值的煤炭样品，数值分布区域为0～18，20～40，40～60，60～90，分别编号为：MJ001,MJ002,MJ003,MJ004。按照GB/T 5447—2014国标要求，称取5.00 g专用无烟煤，再称取1.00 g的试验煤样放入坩埚，用搅拌丝将坩埚内混合物搅拌2 min，搅拌后，将坩埚壁上煤粉用刷子轻轻扫下。将压块置于坩埚中央，然后将其置于压力器下，加压30 s。将坩埚迅速放入马弗炉恒温区，准确加热15 min。从炉中取出坩埚，放在空气中冷却到室温后进行转鼓试验[1-3]。当测得黏结指数小于18时，需要更改专用无烟煤与试验煤样的比例为3∶3，重新试验。

4 结果与讨论

4.1 压力器存在倾斜角度时对G值的影响

为保证压力角度一致，使用厚度0.30 mm的单面刀片置于压力器与压块之间。压力时间为国家标准要求的30 s。在进行重复试验时，同一样品的两个坩埚放在不同炉次、不同位置焦化。对所制备的4组样品进行测定，结果列于图2，以标准操作的测定值作为参考值，比较二者的异同。

由图2可以看出，当压力器与压块接触面有角度倾斜时，4组实验数据结果均偏低。其中MJ001号样品测定值与参考值的偏差超过了国家标准规定的重复性限。随黏结指数的增大，其影响逐渐减少。结果产生的原因是压力不均匀，导致混合煤样受压小的部分不够紧实，高温焦化后产生的胶质体与无烟煤结合不牢固。

4.2 压力时间对G值的影响

取上述煤样进行不同压力时间的G值测定，压力时间分别设为15 s,45 s,60 s，其余操作不变，记录测定结果，列于表1。

表1 不同压力时间对G值的影响

由表1和图2可以看出,G值当压力时间大于30 s后，测定值变化不明显；但当压力时间少于15 s时，G值数值有变小的趋势。

5 结语

按照GB/T 5447开展试验时，若实验结果产生偏差，可以考虑从压力的角度分析原因：

1)黏结指数实验中压力盘与压块存在倾斜角度时，黏结指数测定结果会偏低，且量值越低，影响越显著。

2)试验过程中的加压时间不应小于30 s，否则会导致测值偏低，且量值越低，影响越显著。

参考文献:

[1] GB/T 5447—2014,烟煤黏结指数测定方法[S].

[2] 李英华.煤质分析应用技术指南[M].北京：中国标准出版社，2009.

[3] 韩立亭.煤炭试验方法标准及其说明[M].北京：中国标准出版社，2015.

[4] GB 474—2008,煤样的制备方法[S].

[5] 陈 鹏.中国煤炭性质、分类和利用[M].北京:化学工业出版社，2001.