烟煤胶质层指数测定方法

胶质层指数是判断烟煤结焦性的一项重要指标，也是煤炭分类的主要指标之一

①胶质层指数的测定过程反映了工业焦炉炼焦的全过程，通过研究胶质层指数的测定过程，可研究炼焦过程的机理。

②胶质层最大厚度y值直接反映了煤的胶质体的特性和数量，是煤的结焦性能好坏一个标志，是我国烟煤分类的一项工艺性指标。

烟煤胶质层指数测定包括最大胶质层厚度Y、最终收缩度X和体积变化曲线及焦块技术特征等指标，在我国现行的以炼焦煤为主的煤分类方案中，Y值为分类指标之一。

烟煤胶质指数测定方法是模拟工业焦炉的炼焦条件而设计出来的。煤样在钢杯中，上加恒压又底面单侧加热。钢杯置入一定规格和技术指标的带孔耐火砖中，以一定的加热速度升温此时传至杯内的温度由上而下依次递增。

因为单侧加热时，周围散热条件较好，在煤杯内的煤样就形成了一系列温度自下而上传递等温面。当加热到一定温度时，因为最上面的煤样还不到软化温度，所以保持原样不变中间一部分则因为到了软化温度而变成沥青状的胶体——胶质体;而下面一部分则因为到达固化温度，而由胶质体变成了半焦。因此，煤样中形成了半焦层、胶质层和未软化的煤样层三部分，这就是胶质层指数测定的全过程。

一、煤质化验仪器

1 、胶质层测定仪

(1)煤杯其规格为：外径70mm，杯底内径59mm，从距杯底50mm处至杯口的内径为60mm，从杯底到杯口的高底110mm，煤杯用45号钢制作。煤杯内杯壁应当光滑，无条痕和缺凹，应定期检查平均直径相差不大于0.5mm。杯底与杯体之间隙也不应大于0.5mm，杯底和压力盘，析气孔的布置详见GB479-2000。

(2)胶质层层面探针(简称探针)：探针直径为lmm，下端为钝头。刻度单位为lmm。精度0.1-0.2mm对装好煤样尚未试验的煤杯，用探针测量其纸管部位置时，指针应指在刻度尺的零点上。

(3)加热炉：由下、上部砖垛和电热元件组成电热元件采用硅碳棒，保证按规定的“在最初30min 内以8℃/分的升温度到250℃以后以3℃/分的速度升至730℃终止"。

(4)硅碳棒的规格要求：(L270或300mm代替)电压110V,电流8-20A;使用部分长度150mm，直径8mm冷端长度60mm，直径16mm，灼热部分温度极限1200-1400 ℃。两电阻值相近的硅碳棒串联使用。

(5)程控仪：附有时间显示，温度显示同时控制两煤样试验，操作方便，曲线重复性好。(采用调压控温很难达到要求)

(6)热电偶高温计：用K型恺装热电偶测温，并每季校验一次。

(7)推焦器1个，1.0-5.0mm左棉垫若干，卷烟纸，小铲等。

二、煤样要求

1、胶质层测定用煤样应符合下列规定：

a.煤样缩制方法按GB474 进行。

b.煤样应达到空气干燥状态。

c.煤样通过1.5mm的圆孔筛。

2、煤样灰分的处理，分别对待

a.为确定煤炭牌号的煤样，应按分类标准规定进行减灰

b.洗选精煤质量的检查，不另减灰

c.商品煤除为确定牌号外均不减灰。(灰分太高时如>20%应减灰)

3 、煤样应封装在容器中，存于阴凉处，防止氧化从制样到测定不超过半个月。

三、测定准备工作

1、测定前先清除煤杯内壁，杯底，热电偶套管及压力盘上所附的焦屑、炭黑用金刚砂布(1.1/2)清除干净，打光各部件。清除煤杯底氧化层仔细地清洁沟槽凸起和凹槽，清理好各析气孔畅通，并清除热电偶管的煤粒、炭黑、石棉等杂物。

2、在光滑细钢棍上制作一个单层纸管。直径为2.5-3.0mm，高为48-53mm。

3、用厚为0.5-1.0mm的石棉纸作两直径为59mm的石棉园垫，园垫应打出电偶管的圆孔，与压力盘部件相对应。在上部园垫相应位置打一个供穿过纸管的小孔(3.2mm)，石棉纸可直接买到。

4、用方格纸作体积曲线用的记录纸安在记录转筒上，宽度与转筒的高度相同。长度略大于转筒圆周长

5、将煤杯放好杯底并使杯底热电偶的凹槽中心与压力盘上热电偶孔中心对准

6、先将下部石棉垫放在杯底，并使垫上园孔对准杯底凹槽，再在杯内下部沿杯壁围上滤纸条(宽5mm，长190-200mm)将热电偶管放入杯底凹槽，把带有香烟纸管的钢棍放好，用压板固定热电偶管和钢棍，保持垂直状态。将500 克煤样缩分出每份煤样为100±0.5g，并将每份煤样分四次装入杯中，每装25克之后，用金属针将煤样摊平，不要捣固。煤样装完后，暂取下压板，放上上部石棉园垫，对准热电偶管放入压力盘，用压板固定电偶管然后将煤杯放入炉孔中。安装好压力盘，杠杆祛码，并调节杠杆为水平状态，用水平尺检验。(当测定中胶质体溢出压力盘时应重装样,注意严密性)，小心抽出细钢棍(采用旋转方式)防止带出纸管。(如纸管拨出或煤粒进入了纸管,应重新装煤样)。调好探针另点，连接好电源和程控仪表，安装好记录纸，并记录转筒的转速是否正常(1mm/min)，调整活轴轴心到记录笔尖的距离为600mm，加好墨水或中性笔。

7、在测定前求出煤样的装填高度：h=H-(a+b)式中：h—煤样的装填高度(mm)，H—由杯底表面到杯口的煤杯全高(mm)，a—由压力盘表面到杯口的距离(mm)，b—压力盘和两石棉垫的总厚度(mm),a 的数值用钢尺(分度0.5mm)沿煤杯周围四个点，求出平均值，H的数值在装煤前实测(测定方法同a)。b的数值用卡尺测(使用相同石棉纸时，只测一次即可)。8、同一煤样平行测定时，装填高度允许差为1mm报告结果时应将煤样的装填高度的平均值附注于X值之后。

四、测定步骤

1 、加热速度规定：在开始30分钟内为8℃/分升至250 ℃，以后为3℃/分的升温速度，每10分钟记录一次温度。在350-600℃间控制温差不大干5℃，在其余时间不大于10℃，否则作废重作，时间从250℃开始计算

2、当温度升到250℃ 时，调好笔尖开始记录，并先确定“另点线”再将笔尖对准起点，开始绘体积曲线。

3、一般煤样，当体积曲线开始下降后8mm，后开始测量胶质层上部层面，下降10mm后开始测下部层面，到650℃时停止测层面，如体积曲线呈山型或生成流动性大的胶质体时，可适当地提前停止测定，一般可在胶质最大厚度出现后，再对上下层面各测2-3次即可停止，并立即用石棉绒堵住探测孔，以免胶面体溢出。测量上部层面时，用探针通过专用小孔，当感觉到接触胶质层时，读取层面到杯底的距离，记录在“上层层面”栏内，并同时记录时间(以250℃起计算时间,以分为单位)。测量下部层面时，将探针小心穿过胶质层，直到半焦的坚固层为止，并进行记录距离和时间。控探针抽出时，轻轻转动，防止带出胶质体和跑出煤气，会影响体积曲线形状和层面位置。

4、钡组量上，下层面的次数，根据体积曲线，形状及胶质体的特性确定。

(1)呈之字型或波型时，在体积曲线上升到最高点时，测量上部层面，当曲线下降到最低点时测量下部层面(但下部层面测量不应太频繁，8-10分测一次)当曲线起伏多时，可间隔1-2次起伏，在体积曲线的最高点和最低点测量上部层面，并每隔8-10分钟在体积曲线的最低点测量另一次下部层面。

(2)呈山型，平滑下降型或微波型时，上部层面5分钟测一次，下部层面10分钟测一次，当体积曲线分段符合上述情况时，各段按对应特点方法进行测定。

(3)当体积曲线呈平滑斜降型时汀值在7 以下时胶质层上下层面不明显可暂停20-25 分钟使层面恢复以后巧分钟以上测一次上部或下部层面，并小心准确测出下部层面位置。

(4)测定时形成流动性很大的胶质体时，下部层面测定可迟一些开始，然后每隔7-8分钟测量一次到620℃，应堵孔，测量此煤时，小心带出胶质体。

(5)测定实验在温度为730℃时停止，关闭电门，取下祛码，使仪器冷却，如需再次测定时，上部砖垛完全冷却至室温，才能进行。(或换另一砖垛才可进行)

(6)在试验中，煤气大量从杯底(热侧)析出时,应向电热元件吹风防止烧杯硅碳棒。

(7)试验胶质体溢出到压力盘上或在纸管中的胶质层面骤然高起。试验应重作。

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