粘結(jié)指數(shù)測定儀常見問題及維護方法

1.煤質(zhì)分析中的粘結(jié)指數(shù)測定與標準無煙煤的使用：

煙煤的粘結(jié)指數(shù)測定是將一定質(zhì)量的試驗煤樣和無煙煤樣（我國以寧夏汝萁溝礦生產(chǎn)的無煙煤為標準煤樣），在規(guī)定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦塊在一定規(guī)格的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行強度檢驗，以焦塊的耐磨強度，即抗破壞力的大小來表示煤樣的粘結(jié)能力。粘結(jié)指數(shù)是判別煤的粘結(jié)性、結(jié)焦性的一個關(guān)鍵指標。

粘結(jié)指數(shù)是我國北京煤化所參考羅加指數(shù)測定原理提出的表征煙煤粘結(jié)性的一種指標。該指標的測定方法是按1:5或3:3的配比使煙煤和標準無煙煤混合后灼燒,測定其所得焦塊的強度。煙煤的粘結(jié)指數(shù)(GR.I)與R.I不同之點在于：

1.無煙煤的統(tǒng)一加工及選定；

2.標準無煙煤的粒度由R.I法的0.3--0.4毫米，改為GR.I法的0.1--0.2毫米,擴大強粘煤的測值范圍,同時由于無煙煤粒度與試驗用煙煤粒度相近,容易混勻,減少指標誤差,提高測定的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性；

3.在測定弱粘結(jié)性煤的粘結(jié)指數(shù)時,將無煙煤與煙煤的配比改為3:3,解決羅加法中對弱粘煤的測定不準的問題；

4.實現(xiàn)了機械攪拌，改善了試驗條件，減少了人為誤差；

5.將三次轉(zhuǎn)鼓試驗改為二次，并改變計算分式，簡化了操作。這些改進受到國內(nèi)有關(guān)煤炭、冶金化驗單位的歡迎。GR.I法已被國內(nèi)用于煤的分類,在擴大煉焦用煤范圍及煉焦配煤、焦炭質(zhì)量預(yù)測。

2.攪拌均勻度與攪拌時間對粘結(jié)指數(shù)的影響：

粘結(jié)指數(shù)是煉焦工業(yè)一個很重要指標，它對指導(dǎo)煉焦配煤有很重要意義。粘結(jié)指數(shù)的測定受很多因素影響，其中攪拌容易對測定結(jié)果造成影響，影響也大。標準法測定粘結(jié)指數(shù)是將一定量的試驗煤樣與無煙煤在規(guī)定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦塊在一定規(guī)格的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行強度檢測，以焦塊的耐磨強度，即抗破壞力的大小來表示試驗煤樣的粘結(jié)能力，其實質(zhì)是煤樣在受熱后煤顆粒之間或煤樣與惰性組分顆粒之間結(jié)合牢固程度的一種度量。

1、攪拌均度對粘結(jié)指數(shù)的影響

⑴標準法測定粘結(jié)指數(shù)中，測定結(jié)果除受煤階、顯微組分和還原程度內(nèi)在因素的影響外，還受焦化溫度、焦化時間馬弗爐的回升速度、試樣粒度和放置時間、混合煤樣的均勻程度、轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速和時間、壓塊質(zhì)量以及坩堝在馬弗爐中放置位置等因素有關(guān)。而其中混合煤樣攪拌均勻程度是試驗過程中容易對測定結(jié)果造成較大影響且不易掌握的關(guān)鍵步驟，標準中規(guī)定了對混合煤樣攪拌時坩堝及攪拌絲的傾角、轉(zhuǎn)動方向及轉(zhuǎn)速，但對怎樣攪拌沒有具體明確的規(guī)定。在試驗過程中，按照標準規(guī)定的方法測定粘結(jié)指數(shù)，先前對混合煤樣的攪拌采用的是圓形攪拌法，即攪拌時攪拌絲的圓環(huán)沿著坩堝壁與坩堝底相連接的部分運行，軌跡呈圓形，此攪拌方法與標準規(guī)定的攪拌方法大致相同。試驗后的焦塊大多數(shù)會有一個大小不一的坑隙，而粘結(jié)指數(shù)較低煤樣，由于試驗后的焦塊較小或在轉(zhuǎn)鼓作用力下形成幾塊焦塊，沒有發(fā)現(xiàn)坑隙，當采用3:3配比進行試驗后的焦塊，無論是單一焦塊或是多個焦塊均沒有發(fā)現(xiàn)坑隙。

對混合煤樣的攪拌采用橢圓形攪拌法，即攪拌時攪拌絲的圓環(huán)沿著坩堝壁與坩堝底相連接的部分及坩堝底直徑的中間部分運行，軌跡大致呈橢圓形，試驗中，用橢圓形攪拌方法所得轉(zhuǎn)鼓試驗后的焦塊無論粘結(jié)指數(shù)的大小均沒有發(fā)現(xiàn)坑隙。

用標樣和一定數(shù)量的分析煤樣分別用圓形攪拌法和橢圓形攪拌法對混合煤樣進行攪拌，并按標準規(guī)定的方法測得煤樣的粘結(jié)指數(shù)值和對應(yīng)的焦塊，通過對兩種攪拌方法得出的結(jié)果和焦塊對比后發(fā)現(xiàn)：①用圓形攪拌法得出的結(jié)果比用橢圓形攪拌法得出的結(jié)果低。

⑵隨粘結(jié)指數(shù)的降低，用圓形攪拌法得出的結(jié)果比用橢圓形攪拌法得出的結(jié)果偏低的程度增大，且對應(yīng)的焦塊上出現(xiàn)的坑隙也較大。

⑶用橢圓形攪拌法得出的標樣結(jié)果比用圓形攪拌法得出的結(jié)果再現(xiàn)性要好。用圓形攪拌法得出的結(jié)果與用橢圓形攪拌法得出的結(jié)果的偏離程度跟粘結(jié)指數(shù)的大小成何種關(guān)系尚論據(jù)不足，但通過分析總結(jié)可以得出，用橢圓形攪拌法比用圓形攪拌法攪拌混合煤樣的攪拌均度更高，所得出的檢測結(jié)果更準確、可靠，重復(fù)性和再現(xiàn)性也較好。其原因是當采用圓形攪拌法進行攪拌時，由于坩堝的直徑大于36mm，而攪拌絲的直徑是8mm，位于坩堝底中央的部分混合煤樣攪拌不到，使得這一部分混合煤樣攪拌不均勻或不夠均勻而降低了焦塊的耐磨強度，從而導(dǎo)致測定結(jié)果偏低，且煤樣的粘結(jié)指數(shù)越低，在相同的轉(zhuǎn)鼓作用力下，導(dǎo)致其焦塊耐磨強度降低的程度越大，越容易破壞。而對于粘結(jié)指數(shù)較高的煤樣，雖然位于坩堝底中央的部分混合煤樣攪拌也不均勻或不夠均勻，但由于其自身的粘結(jié)能力較強，焦化后呈熔融粘結(jié)狀態(tài)，不易破壞，并有銀白色光澤，所以圓形攪拌法對強粘結(jié)性的煤樣影響很小。在對混合煤樣進行攪拌時，由于坩堝傾角為45°左右，混合煤樣主要集中在坩堝底的下部分并隨坩堝轉(zhuǎn)動，用橢圓形攪拌法集中對混合煤樣進行攪拌，能使無煙煤和煤樣充分混合，攪拌均度更高，檢測所得出的結(jié)果更準確、可靠。重復(fù)測定中，前后測定保持一定的攪拌狀態(tài)，所得出的檢測結(jié)果重復(fù)性和再現(xiàn)性更好。

2、攪拌時間對粘結(jié)指數(shù)的影響

在粘結(jié)指數(shù)的測定中，對混合煤樣的攪拌時間也直接影響檢測結(jié)果的準確性，標準檢測法中規(guī)定攪拌時間為2min，就是要保證對混合煤樣的攪拌達到一定的均勻程度，即攪拌均度，而且攪拌時間對不同粘結(jié)指數(shù)的影響也是不同的。對一定數(shù)量的煤樣檢測時分別以2min和1min30s對混合煤樣進行攪拌，通過對檢測數(shù)據(jù)的對比及分析，攪拌時間對粘結(jié)指數(shù)的檢測結(jié)果有一定的影響，對粘結(jié)指數(shù)比較高的煤樣，攪拌時間為1min30s與攪拌時間為2min所得檢測結(jié)果相比較影響不大，對粘結(jié)指數(shù)相對較低的煤樣，攪拌1min30s所得檢測結(jié)果影響較大，且隨粘結(jié)指數(shù)的降低影響越顯著，所得檢測結(jié)果偏低程度增大。當采用3:3配比進行粘結(jié)指數(shù)的測定時，減少攪拌時間也會對檢測結(jié)果有同樣的影響。其原因是減少攪拌時間，使得對混合煤樣攪拌的均勻程度降低，降低了焦塊的耐磨強度，從而導(dǎo)致粘結(jié)指數(shù)的檢測結(jié)果偏低，且在相同的轉(zhuǎn)鼓作用力下，粘結(jié)指數(shù)越低的煤樣，其焦塊的耐磨強度受攪拌時間的影響越大，越容易破壞。在粘結(jié)指數(shù)的測定過程中，雖然適當減少攪拌時間對粘結(jié)性比較高的煤樣和3:3配比時試驗中粘結(jié)指數(shù)接近17的煤樣影響較小，但在實際試驗過程中，由于在測定之前不知道其結(jié)果，且現(xiàn)行粘結(jié)指數(shù)的標準測定法對強粘結(jié)性的煤的區(qū)分能力不足，因此測定時應(yīng)嚴格按照標準規(guī)定的時間進行攪拌，以保證對混合煤樣的攪拌達到一定的均勻程度，測得更加準確、可靠的結(jié)果?？傊?，在粘結(jié)指數(shù)的測定中，測定結(jié)果受攪拌均度、焦化溫度、焦化時間、馬弗爐的回升速度等眾多因素的影響，且攪拌均度和攪拌時間對不同粘結(jié)性的煤樣的測定結(jié)果影響不同，而攪拌時間實質(zhì)上是通過影響混合煤樣的攪拌均度而影響粘結(jié)指數(shù)的測定結(jié)果。對混合煤樣的攪拌是容易影響也是影響較大的一個關(guān)鍵步驟，也是該項測定中較難掌握的一個步驟。因此，在粘結(jié)指數(shù)測定，按照規(guī)定的時間，選擇適當?shù)臄嚢璺椒〝嚢枋够旌厦簶舆_到一定的攪拌均度，從而測出更加準確、可靠的結(jié)果。同時在重復(fù)測定時，保持一定的攪拌狀態(tài)以得到更好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。但攪拌均度和攪拌時間對不粘煤，即粘結(jié)指數(shù)為0的煤無意義。

3.粘結(jié)指數(shù)測定儀的試驗步驟及計算公式：

試驗步驟：

1 、先稱取5g無煙煤，再稱取1g試驗煤樣放入坩堝，重量稱準到0.001g。

2 、用攪拌絲將坩堝內(nèi)的混合物攪拌2min。

攪拌方法是：

坩堝作45°左右傾斜，逆時針方向轉(zhuǎn)動，每分鐘約15r，攪拌絲按同樣傾角作順時針方向轉(zhuǎn)動，每分鐘約150r，攪拌時，攪拌絲的圓環(huán)接觸坩堝壁與底相連接的圓弧部分。經(jīng)1min45s后，一邊繼續(xù)攪拌，一邊將坩堝與攪拌絲逐漸轉(zhuǎn)到垂直位置，約2min時，攪拌結(jié)束，亦可用達到同樣攪拌效果的機械裝置進行攪拌。在攪拌時，應(yīng)防止煤樣外濺。

3、 攪拌后，將坩堝壁上煤粉輕輕掃下，用攪拌絲輕輕將混合物撥平，沿坩堝壁的層面略低1mm~2mm，以便壓塊將混合物壓緊后，使煤樣表面處于同一平面。

4 、用鑷子加壓塊于坩堝中央，然后將其置于壓力器下壓30s，加壓時防止沖擊。

5 、加壓結(jié)束后，壓塊仍留在混合物上，加上坩堝蓋。注意從攪拌時開始，帶有混合物的坩堝，應(yīng)輕拿輕放，避免受到撞擊與振動。

6、 將帶蓋的坩堝放置在坩堝架中，用帶手柄的平鏟托起坩堝架，放入預(yù)先升溫到850℃的馬弗爐內(nèi)的恒溫區(qū)。放入坩堝后的6min 內(nèi)，爐溫應(yīng)恢復(fù)到850℃，以后爐溫應(yīng)保持在850±10℃。從放入坩堝開始計時，焦化15min，之后，將坩堝從馬弗爐中取出，放置冷卻到室溫。若不立即進行轉(zhuǎn)鼓試驗，則將坩堝放入干燥器中。馬弗爐溫度測量點，應(yīng)在兩行坩堝中央。

7 、從冷卻后的坩堝中取出壓塊。當壓塊上附有焦屑時，應(yīng)刷入坩堝內(nèi)。稱量焦渣總重，然后將其放入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，進行第一次轉(zhuǎn)鼓試驗，轉(zhuǎn)鼓試驗后的焦塊用1mm圓孔篩進行篩分，再稱量篩上部分重量，然后，將其放入轉(zhuǎn)鼓進行第二次轉(zhuǎn)鼓試驗，重復(fù)篩分、稱重操作。每次轉(zhuǎn)鼓試驗5min 即250r。重量都稱準到0.01g。

結(jié)果計算：

粘結(jié)指數(shù)(G)按式(1)計算:

G=10+(30m1+70m2)/m　

式中：m——焦化處理后焦渣總重，g；

m1——第一次轉(zhuǎn)鼓試驗后，篩上部分的重量，g;

m2——第二次轉(zhuǎn)鼓試驗后，篩上部分的重量，g。

計算結(jié)果取到小數(shù)第一位。

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