淺析煙煤膠質(zhì)層指數(shù)測定的影響因素

柳紅臣

開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 河北唐山 063000

由于在測定煙煤膠質(zhì)層指數(shù)的過程中對規(guī)范性操作的要求較高，為了能夠降低不同因素對最終測量結(jié)果的影響，需要結(jié)合操作人員在實(shí)際測定過程的方法與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，并確保測量方法的整改建議能夠?yàn)閿?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供保障。

1 煙煤不同煤種當(dāng)中的膠質(zhì)物體積曲線

煙煤膠質(zhì)體積曲線是反映膠質(zhì)體上部分的層面位置隨著溫度而產(chǎn)生變化的曲線，且不同煤種在熱解過程中所產(chǎn)生的膠質(zhì)體數(shù)量具有差異化的特點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致膠質(zhì)層指數(shù)的體積曲線也有所不同，所以可以結(jié)合曲線的現(xiàn)狀來判定不同煤種之間的結(jié)焦性能。

1.1 焦煤膠質(zhì)物體積曲線

由于焦煤當(dāng)中的膠質(zhì)體不具備良好的透氣性，所以理論上其在煉焦的過程中，會(huì)隨著收縮度的減小，而增大自身的膨脹壓力。然而，隨著煤氣的聚集，當(dāng)半焦出現(xiàn)裂縫情況時(shí)，則會(huì)有氣體溢出的情況發(fā)生，且體積曲線則會(huì)出現(xiàn)“之”字形。若膨脹的程度不大且氣體的擴(kuò)散速度較慢時(shí)，曲線則會(huì)呈現(xiàn)出波形的狀態(tài)。

1.2 肥煤膠質(zhì)物體積曲線

肥煤的質(zhì)地較為緊密，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中的空隙較少，在熱解的過程中一般不會(huì)發(fā)生煤氣泄漏的現(xiàn)象，并且會(huì)統(tǒng)一聚集到內(nèi)部的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，且膨脹現(xiàn)象也會(huì)出現(xiàn)持續(xù)化的狀態(tài)。肥煤在煉焦的過程中所產(chǎn)生的膠質(zhì)體較多，同時(shí)具有較大的粘性，所以極易形成膠質(zhì)物體，并且不易破碎，導(dǎo)致肥煤的曲線多為“山”形。

1.3 氣煤膠質(zhì)物體積曲線

氣煤當(dāng)中的揮發(fā)性物質(zhì)較多，且在熱解之后會(huì)產(chǎn)生大量的煤氣、焦油等物質(zhì)，但膠質(zhì)體物質(zhì)相對較少，為了保障煉焦的質(zhì)量，所以在煤炭的配合比例當(dāng)中，氣煤的占比較少。此外，氣煤通過加熱處理之后，會(huì)形成半焦的狀態(tài)，并且會(huì)由于劇烈的熱縮以及聚合反應(yīng)，而減弱自身的粘結(jié)性，同時(shí)由于收縮的力度較大，所有裂紋的數(shù)量和形態(tài)較多，體積曲線為大型的“之”字[1]。

2 影響煙煤膠質(zhì)層指數(shù)測定的影響因素

2.1 煤樣選擇所帶來的影響

在煙煤膠質(zhì)層指數(shù)測定的方案中，規(guī)定了煤樣的規(guī)格，一般情況下需要確保煤樣能夠通過1.5mm的圓形篩孔，同時(shí)還需要保障煤樣不能完全成為粉末狀。所以，煤樣小于0.2mm部分應(yīng)小于50%。為了保障煤樣的規(guī)格不會(huì)對測量的結(jié)果造成影響，所以相關(guān)人員還可以通過對比試驗(yàn)來確定粒度的大小。此外，由于煤樣在放置的過程中也會(huì)由于氧化變質(zhì)問題而受到影響，進(jìn)而促使測量的指數(shù)產(chǎn)生偏差，所以應(yīng)將試樣放入密封性的容器當(dāng)中，并置于干燥陰涼處進(jìn)行保存，且需要保證制樣到實(shí)驗(yàn)的過程不能超過15天。

2.2 煤杯與探針的使用

有煤杯在使用的過程中，其杯底會(huì)存在氣孔，且使用之后的結(jié)焦物質(zhì)并不能夠被及時(shí)的清理干凈，所以對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果造成了影響。裝杯之前還需要檢查杯底與壓力盤之間的氣孔的透氣性，避免由于透氣性較差而對測量結(jié)果造成的影響。在使用探針之前應(yīng)確保其長度符合實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求，并將針端部位進(jìn)行磨平處理，在撥動(dòng)膠質(zhì)體的同時(shí)應(yīng)使用旋轉(zhuǎn)輕撥的方法，避免對曲線的走向造成破壞。

2.3 硅碳棒和爐磚的使用

若硅碳棒的熱量較高，那么所對應(yīng)的膠質(zhì)層面較高，若硅碳棒的熱量較低，測量孔所面對的層面較低，進(jìn)而對測量的y值造成影響。所以，在使用硅碳棒使應(yīng)將相應(yīng)的阻值保持在6Ω-9Ω之間，并確保煤杯能夠受熱均勻，為測量的準(zhǔn)確性提供保障。由于上層磚垛在煤杯內(nèi)部的受熱強(qiáng)度較大，所以當(dāng)完成對膠質(zhì)層的測定實(shí)驗(yàn)之后，待上部的磚垛完全冷卻，才可以實(shí)施更換工作，從而進(jìn)行下一步的測量實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，還需要對磚垛進(jìn)行定期更換，避免由于長時(shí)間使用而導(dǎo)致煤杯的保溫效果有所降低。

2.4 控溫系統(tǒng)以及熱電偶

控溫系統(tǒng)會(huì)自行根據(jù)電熱偶所測得的實(shí)際數(shù)值來調(diào)節(jié)電流量的大小，所以在進(jìn)行校對的過程中，應(yīng)結(jié)合正確的溫度校正表來進(jìn)行調(diào)整。此外，應(yīng)定期對熱電偶的數(shù)值進(jìn)行校準(zhǔn)處理，并在設(shè)備更換或者焊接之后，重新進(jìn)行校準(zhǔn)。由于熱電偶發(fā)生損壞之后會(huì)對實(shí)際的測量結(jié)果造成影響，所以在開展實(shí)驗(yàn)之前需要提前對熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.5 對炭黑干擾的處理

由于在實(shí)驗(yàn)的過程中，會(huì)有炭黑物質(zhì)的產(chǎn)生，且此類物質(zhì)具有較強(qiáng)的導(dǎo)電性，進(jìn)而對溫度控制、加熱以及測溫系統(tǒng)造成了嚴(yán)重干擾。為了避免此類問題的發(fā)生，首先需要對電熱元件進(jìn)行吹風(fēng)，從而控制爐內(nèi)的溫度，進(jìn)而減小煤杯溫度的變化，并以此達(dá)到減小實(shí)驗(yàn)誤差的目的。此外，為了進(jìn)一步減小由于炭黑物質(zhì)增多而對爐溫產(chǎn)生的影響，除了可以利用熱風(fēng)清除之外，還需要避免排風(fēng)系統(tǒng)對爐溫帶來的影響。

2.6 明確對不同曲線類型的測定要求

（1）確定測量的層面。當(dāng)曲線呈現(xiàn)出“之”字形的狀態(tài)時(shí)，若曲線上升至最高點(diǎn)，則可以確定測量的波峰在上層面；若曲線在波谷時(shí)，那么測量的部分的在上層面以及下層面。需要注意的是，若對下層面的測量較為頻繁時(shí)，那么則會(huì)降低下層面的恢復(fù)力度，從而降低測量的數(shù)值。

（2）尋找峰谷的注意事項(xiàng)。若曲線的起伏程度較大時(shí)，則表明振動(dòng)的幅度也比較大，所以確定峰谷時(shí)應(yīng)仔細(xì)的觀察曲線的斜率變化，并在實(shí)施試探性測量實(shí)驗(yàn)的同時(shí)保障用力的程度，避免對上層面測量結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)是將多數(shù)的繪制曲線進(jìn)行整合，最終來確定最佳結(jié)果，所以偏低或偏高的膠質(zhì)層指數(shù)對實(shí)際結(jié)果的影響較小。若大多數(shù)點(diǎn)都缺乏準(zhǔn)確性，則會(huì)導(dǎo)致整體的測量結(jié)果偏低[2]。

3 結(jié)語

膠質(zhì)層指數(shù)直接反映出了煙煤結(jié)焦的整體性能，由于煤質(zhì)本身具有復(fù)雜性，且影響膠質(zhì)層指數(shù)的因素在實(shí)際的測量環(huán)節(jié)中呈現(xiàn)出了多樣化的特點(diǎn)，為了保障測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，首先應(yīng)嚴(yán)格的按照測量的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，其次是通過有效的培訓(xùn)以及實(shí)踐手段，提升操作人員的技能水平，并確保各項(xiàng)試驗(yàn)設(shè)備都能夠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外。操作人員還需要保持認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，為測量結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障。