論煤焦化指標(biāo)的相關(guān)性

　　[摘 要]由于社會生產(chǎn)的需求，對鋼鐵制造業(yè)的需求也越來越大，而煉焦煤是煉鐵工作的主要能源。為了給予相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)充足的生產(chǎn)能源，相關(guān)人員需要加強(qiáng)對煤焦化指標(biāo)的研究工作，這樣才能制造出高強(qiáng)度的焦炭來支持煉鐵工藝，為我國的生產(chǎn)力提供保障。文中就對煤焦化的各項指數(shù)進(jìn)行研究，分析出煉焦煤形成的主要因素，旨在為加強(qiáng)高輕度焦炭而努力。
　　[關(guān)鍵詞]焦化指標(biāo)；相關(guān)性；煉焦煤
　　中圖分類號：S475 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0345-01
　　煤內(nèi)含有多中有機(jī)物，有機(jī)物的組合形式會因成煤環(huán)境、時間以及原始植物不同而產(chǎn)生差異，不同組合形式的煤質(zhì)會在外表、物理性質(zhì)和工藝上都存在較大差異。針對煉焦煤焦化指標(biāo)的研究早在20世紀(jì)初就已經(jīng)提出，法國和英國曾經(jīng)對煉焦煤焦化的特性進(jìn)行基礎(chǔ)研究，同時利用顯微技術(shù)分析煤的組成和變質(zhì)特征的研究，已經(jīng)取得了很好的成效。研究結(jié)果證明煉焦煤是制造高強(qiáng)度焦炭的主要原料，煤的變質(zhì)程度、黏結(jié)性、膨脹性和熱塑性是決定煤焦化指標(biāo)的重要因素，文中就對相應(yīng)的指數(shù)進(jìn)行闡述。
　　一、煤焦化指標(biāo)的建立及應(yīng)用
　　1.揮發(fā)分
　　煤中揮發(fā)分是煤在隔絕空氣的情況下于900±5℃加熱7min，以減少質(zhì)量扣除水分后的質(zhì)量產(chǎn)率。主要為揮分物和有機(jī)質(zhì)。揮發(fā)分的焦渣特征對煤的焦化有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。和G值還有Y值呈正相關(guān)。在煤質(zhì)化驗及煤種劃定當(dāng)中起到重要的作用。
　　2、黏結(jié)指數(shù)
　　我國在羅加指數(shù)測定方式的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，在1976年形成了黏結(jié)指數(shù)的指標(biāo)測定方式，經(jīng)過幾年的應(yīng)用與改善于1985年編入國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。通過不斷的改進(jìn)，黏結(jié)指數(shù)測定方法在對煤質(zhì)的區(qū)分能力和精準(zhǔn)度上都有了很大的提升，并且對測定的流程也做出了優(yōu)化。在我國的煤質(zhì)分類工作中得到了普遍應(yīng)用，可以作為分類指數(shù)的Ⅱ級指標(biāo)。
　　3、羅加指數(shù)
　　波蘭學(xué)者于1932年提出羅加指數(shù)來判定煤的黏結(jié)力。羅加指數(shù)具體操作方式如下：將定量的煤樣與標(biāo)準(zhǔn)的無煙煤以1：5的比例進(jìn)行混合，焦化之后，將其形成的焦渣在轉(zhuǎn)鼓中研磨3次，將焦塊測定之后的磨損度作為羅加指數(shù)，這個指數(shù)所表示的就是煤的黏結(jié)能力。羅加指數(shù)與其方式相比使用的煤樣較少，并且操作較為簡單，但是對黏結(jié)能力的區(qū)別力度不夠。在我國羅加指數(shù)是作為硬煤的分類依據(jù)，在1985年將其寫入相關(guān)的煤質(zhì)鑒定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，但實際上很少應(yīng)用，在現(xiàn)實試驗工作中，大部分用黏結(jié)指數(shù)代替羅加指數(shù)測定
　　4、膠質(zhì)層指數(shù)
　　在1932年的前蘇聯(lián)學(xué)者研究出了膠質(zhì)層指數(shù)的測定方法。這種方式是通過模擬焦?fàn)t的工作原理，將測定對象防治在特制的煤杯內(nèi)，并對煤杯一側(cè)進(jìn)行加熱處理，這時會形成等溫層面，煤杯中的測定對象會形成半焦層、未軟化煤樣層和膠質(zhì)層三個層次。使用探針對測定對象整個加熱過程進(jìn)行測量得出膠質(zhì)層的最大厚度Y值，在實驗結(jié)束時得出收縮度X值和提交變化的曲線，以此表示煤的焦化指數(shù)。
　　膠質(zhì)層指數(shù)在我國的應(yīng)用主要體現(xiàn)在區(qū)分黏結(jié)性煤、氣煤的指標(biāo)上，在煤礦、焦化廠和煤質(zhì)研究中較為常用。主要作用是進(jìn)行煤質(zhì)鑒定，但是對膠質(zhì)層曲線和焦的外形使用不多。
　　5、奧亞膨脹度
　　在1926年到1929年的三年時間內(nèi)法國的相關(guān)學(xué)者經(jīng)過對煉焦煤的焦化特性進(jìn)行研究，得出了煤的奧亞膨脹度b值，在之后的幾年間通過不斷改進(jìn)已經(jīng)可以作為評價煤焦化指標(biāo)的重要依據(jù)，并且已經(jīng)在西方國家得以普遍應(yīng)用。奧亞膨脹度是通過將測定對象經(jīng)過特殊手段處理形成一定規(guī)格的煤筆，之后將其填充到膨脹管內(nèi)部，遵循一定的規(guī)律進(jìn)行加熱處理，使用壓桿記錄膨脹管內(nèi)部煤筆的變化，并依據(jù)變化系數(shù)繪制曲線圖，最后將變化曲線的最高點與煤筆的初始長度的百分?jǐn)?shù)作為煤的膨脹值。
　　奧亞膨脹度發(fā)展至今，已經(jīng)能夠在國際上與葛金焦型同時作為冶金煤分類的指標(biāo)。而我國也在1985年出臺了相關(guān)規(guī)定，指出其可以與Y值共同作為我國煤炭分類的指標(biāo)。而奧亞膨脹度在我國國內(nèi)的焦化企業(yè)中應(yīng)用較少，寶鋼將b值作為配煤和測定焦炭強(qiáng)度的依據(jù)。
　　6、基氏流動度
　　德國學(xué)者在1934年提出了基氏流動度法來判定煤的熱塑性能。主要是對煤在干餾時形成膠質(zhì)體的過程中體現(xiàn)的粘稠、流動以及透氣性。主要操作如下：把需要測定的煤樣裝置在特定的煤甄內(nèi)，使用外力將其壓實，并且將溫度控制在一定程度進(jìn)行加熱處理，之后使用攪拌棒對煤樣進(jìn)行攪拌操作，在煤樣產(chǎn)生膠質(zhì)體時，其流動性能也會隨著溫度的升高而提高，此時的攪拌槳會在受力不同的情況下發(fā)生變化，這時就可以測定出煤的流動值。
　　因基氏流動度測定方法所使用的器材及設(shè)備需要投入的金額較大，因而我國引入這種方式較晚，致使對這種方式的具體優(yōu)勢認(rèn)識不足。據(jù)相關(guān)資料顯示，現(xiàn)今只有少部分科研機(jī)構(gòu)使用這種方式進(jìn)行煉焦煤的鑒定工作。
　　7、鏡質(zhì)組平均最大反射率
　　在對煤質(zhì)分類研究的過程中，發(fā)現(xiàn)了鏡質(zhì)組反射率具有一定的穩(wěn)定性，不易受到巖相組成的干擾，比較適宜作為煤化度的判定指標(biāo)，特別是對于煙煤而言具有更大的區(qū)分力度。鏡質(zhì)組平均最大反射率在我國的一些煤質(zhì)分類工作中已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用，并且在國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中也將其列為了評定煤質(zhì)、指導(dǎo)配煤的指標(biāo)，在鏡質(zhì)組反射率分布圖中可以直觀的呈現(xiàn)煤的種類。
　　二、焦化指標(biāo)的相關(guān)性研究
　　煤中揮發(fā)分是煤在隔絕空氣的情況下于900±5℃加熱7min，以減少質(zhì)量扣除水分后的質(zhì)量產(chǎn)率，主要為煤中的揮分物和有機(jī)物質(zhì)；G值是將煤樣與惰性物質(zhì)混合在815±10%下加熱，產(chǎn)生的膠質(zhì)體粘結(jié)惰性物質(zhì)成焦，通過焦塊強(qiáng)度推斷煤的粘結(jié)性能；Y值測定是模擬煉焦過程，測定單側(cè)加熱的煤樣生成半焦過程中產(chǎn)生膠質(zhì)層的最大量，以判斷其結(jié)焦性能。
　　數(shù)據(jù)表明：揮發(fā)分焦渣特征為2號及以下時G值基本為0，焦渣特征為3號或弱4號時G值<18，焦渣特征為強(qiáng)4號或≥5號時G值>18，可以看出揮發(fā)分焦渣特征和G值呈正相關(guān)。而揮發(fā)分的具體數(shù)值和G值的相關(guān)性則沒有這么明顯，不符合正相關(guān)要求，比如褐煤揮發(fā)分值很大但G值基本為0。試驗中發(fā)現(xiàn)G值和Y值趨勢雖然也符合單種煤的正相關(guān)趨勢，但數(shù)據(jù)較為集中，呈現(xiàn)區(qū)域分布，G值在75-85的時候，Y值則保持在15-22mm，而當(dāng)G值<75時，對應(yīng)的Y值沒有一致的區(qū)間分布。而G值>85的時候，Y值也沒有出現(xiàn)一致的區(qū)間分布。
　　出現(xiàn)這種情況的原因可能由于受膠質(zhì)層Y值的測試方法限制，Y值對于<10mm的弱黏結(jié)煤測量準(zhǔn)確性較差出現(xiàn)較大的個體差異。而Y值>25mm的強(qiáng)粘性煤，呈現(xiàn)偏后幾個點值會很接近，造成分析曲線上部趨平，測值會偏小。也有可能弱黏結(jié)煤和強(qiáng)黏結(jié)煤它們的G值和Y值之間不存在某種的相關(guān)性。Y值和b值之間存在互相補充的關(guān)系，當(dāng)Y值大于25時，需要測定b值用來判定煤種。
　　三、結(jié)語
　　本文參考了專家書籍結(jié)合自己工作所得，所得數(shù)據(jù)均出自本單位化驗室，有很大的局限性，所得結(jié)論有待更多的實踐驗證。煤的焦化指標(biāo)是煤特有的化驗指標(biāo)，對于大的礦產(chǎn)品化驗來說，屬于小眾研究對象，有許多的東西需要不斷的摸索，擴(kuò)大，推廣應(yīng)用于生產(chǎn)實踐當(dāng)中，希望更多的讀者批評指正。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 鮑俊芳，薛改鳳，詹立志，等.煉焦煤焦化特性評價指標(biāo)探討[J].燃料與化工，2014（2）：5-7.
　　[2] 韓國鵬，張正一，王維政.焦化配煤和工藝控制的研究與生產(chǎn)實踐[J].化工管理，2015（20）：202-202.
　　作者簡介
　　何智斌，男，云南省大理白族自治州彌渡縣，助理工程師，煤質(zhì)化驗。

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