胶质层指数的测定

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1、胶质层指数的测定此法是苏联列姆萨保什尼可夫和列帕巴齐列维奇在1932 年提出的。主要测定胶质层最大厚度（y值），最终收缩度（x值） 及体积曲线类型 3 种指标。 在我国应用广泛。此法模拟工业焦碳生成， 对装在煤杯中的煤样进行单侧加热。 胶质层厚度主要取决于煤的性质和胶质体的膨胀（与胶质体的流动 性， 热稳定性和不透气性有关） 及试验条件。 配合煤的 y 值可由单 种煤的 y 值和百分含量（干煤） 按加和性估算。 X 值取决于煤的挥 发分，熔融，固化，收缩等性质及试验条件。一般当煤的 Y 值越大， 粘结性越好。 并且 Y 值随煤的变质程度呈现有规律性的变化。 一般 当煤的V为30%左右时，Y值出

2、现最大值。V 13%的煤和V50%的 煤， Y 值都几乎为零。 最终收缩度 X 值表征煤料在成焦后的收缩的 情况， 对焦炉中焦饼的收缩， 焦炭的粒度， 裂纹的多少及推焦是否 顺利， 都有参考价值。体积曲线的形状与煤种有一定关系。煤在恒压下（1 千克/平方 厘米） 加热时体积的变化， 可反映出胶质体的厚度、粘结、透气性 及气体析出强度， 因而体积曲线与煤的胶质体性质有直接关系。胶质层测定曲线的讨论，因由底部加热，故每一层的温度都比 其上层高， 煤逐渐分层形成胶质体， 固化和收缩的情况与炭化室中 煤料的分层结焦相类似。 不同变质程度烟煤的曲线形状如下：（1）气煤一般弱粘结性气煤胶质层薄，粘度小，气

3、体易透过，因此对压 塞不呈现大的压力， 且煤的收缩量 X 很大， 曲线均匀下降。 焦炭粘 结 ， 熔融， 气孔壁薄， 纵裂纹 多。（2）肥煤 因胶质体厚,粘度也不算小,且不透气性和热稳定性较高,故气体不能通过胶质层由冷侧析出;当半焦尚未形成裂纹时,胶质层下面 和胶质层中的气体跑不出去,给压塞以向上的推力,使曲线成大山 形.当半焦产生裂纹和胶质体固化后,气体就由热侧中逸出,曲线就 向下了.（3）焦煤 胶质层比肥煤薄,但粘度比肥煤大.各层煤形成胶质体后,最初也象肥煤那样,因气体不能由上下两侧逸出,而向上推压塞,曲线就 向上了.随后一部分胶质体固化,半焦进一步收缩,形成网状裂纹,使 气体逸出 ,压力

4、降低,曲线下降.随即上面的胶质层下降将半裂裂纹 由热侧堵塞,并又有胶质层形成,这样上述压上升,下降的情况又重 复,故形成锯齿形曲线,焦炭则为多层组织.气体由冷热侧析出各半. 焦炭致密,坚实,裂纹少.（4）瘦 煤 胶质层薄,但粘度大,流动性差,因此不能将加热后变形粒子之间的空隙完全充满,故气体能从空隙逸出,曲线一般平滑下降。 不过 形成胶质层的温度比气煤高得多， 并且收缩量 X 也小。 焦炭粘结，熔融差，不耐磨，但裂纹少，块度大。胶质层厚度 Y 值只能表明胶质体的量，而且还受膨胀的影响。 若 膨胀大，测得的 Y 值 就偏高 。因 为 Y 值不 能表明 煤在胶体状态下 的主要性质，所以不少具有相同

5、 Y 值的煤，在相同的炼焦条件下， 却可能炼出不同质量的焦炭。此外 Y 值的测定法主观因素的影响较 大，仪器的规范性很强，且对 Y 值小于 5 毫米的煤很难测定，对于 具有锯齿形体积曲线的煤也难于测准。坩埚膨胀序数（CSN）又称自由膨胀序数（FSI）,它是表征煤的膨胀性和粘结性的指标之一。 1985年中国将CSN定为国家标准（GB5448）。坩埚膨胀序数的测定方法是：称取lg粒度 小于0.2mm的煤样放在坩埚中，利用煤气或电快速加热到8205C。将所得焦块与一套标 准侧面图形比较，与焦块最为接近的一个图形的序号，便是该煤的坩埚膨胀序数。膨胀序数 共分为17种，序数越大表示煤的粘结性越强。由于测

6、定时加热速度很快，约为400C/能 mi n,有可能将粘结性较差的煤判断为粘结性较强。这种方法还因焦型不规则而使判断带有较 强的主观性，在利用该法确定膨胀序数5以上的煤时分辨能力较差。但此法快速简便，在 国际硬煤分类方案中被选为粘结性的分类指标。胶质层指数此法是前苏联萨保什尼柯夫和巴西列维奇在1932年提出的。主要测定胶质层最大厚度Y值， 最终收缩度X值和体积曲线类型、焦块特征、焦块抗碎能力等多种指标，其中主要以Y值 的大小表征煤粘结性的好坏。胶质层指数的测定方法于1964年列为中国国家标准（GB479 ）.此法模拟工业炼焦条件，对装在煤杯中的煤样进行单侧慢速加热，在煤杯内的煤样形成一系 列等

7、温层面，而这些层面的温度由上而下依次递增。温度相当于软化的层面以下的煤都软化 形成胶质体，在温度相当于固化点的层面以下则结成半焦。因而煤样中形成了半焦层、胶质 层和未软化的煤样层三部分。在试验过程中最初在煤杯下部生成的胶质层比较薄，以后逐渐 变厚，然后又逐渐变薄。因此在煤杯中部常出现胶质层厚度的最大值。测定结束后由记录的 体积变化曲线可以决定最终收缩度和体积曲线类型。胶质层最大厚度Y值主要取决于煤的性质和胶质体的膨胀及试验条件。一般煤的Y值越大 粘结性越好，并且Y值随煤化度呈现有规律的变化。一般当煤的Vdaf为30%左右时，Y值 出现最大值，Vdaf 50%的煤Y值都几乎为零，Y值对中等粘结性

8、和较强粘 结性烟煤都有较好的区分能力。最终收缩度X值取决于煤的挥发分、熔融、固化和收缩等性质及试验条件。X值可表征煤 料在生成半焦后的收缩情况，该指标对焦炉中焦饼的收缩、焦块的块度、裂纹的多少及推焦 是否顺利等有参考价值。体积曲线是煤在恒压（101Kpa）下加热时体积变化的记录，可反映出胶质体的厚度、粘结、 透气性及气体析出强度，因而体积曲线与煤的胶质体性质有直接的关系。体积曲线有七种类 型，它的形状与煤种有一定关系，如肥煤多为山字型或之山混合型，而瘦煤多为平滑下降或 斜降型。Y 值具有一定的加和性。多年的实践表明， Y 值多数情况下能表示胶质体的数量 但不一定能反映其质量。Y值的测定主观因素

9、大，煤样用量大，仪器的规范性很 强。当 Y 值小于 l0mm 和 Y 值大于 25mm 时，数据的重现性较差。中国在 1986 年 颁布的煤分类方案中，Y值用作区分强粘结煤的辅助指标。煤的胶质层指数，又称煤的胶质层最大厚度，或Y值。它是原苏联、波兰等国家煤的分类 指标之一，也是我国煤的现行分类中区分强粘结性的肥煤、气肥煤的一个分类指标。煤的胶质层指数，是原苏联列.姆.萨保什尼可夫和列帕.巴齐列维奇提出的。 它的测试要点是根据不同结焦性的煤在干馏过程中胶质层的厚度、收缩情况和膨 胀曲线的不同，测试胶质层的最大厚度（Y值）、最终收缩度（X值）和体积曲 线，来表征煤的结焦性1、煤的粘结性和结焦性煤的

10、粘结性和结焦性，是两个有联系、有区别，又难以严格区别开来的概念。煤的粘 结性是煤粒（d0.2mm）在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质（即无粘结力的物质） 成焦块的性质；煤的结焦性是煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭的性质。两者都是炼焦 煤的重要特性之一。 煤在干馏结焦过程中，一般要经过软化、熔合、膨胀、固化和收缩几 个阶段，最后生成品质不同的焦炭。当温度等于或高于煤的软化点（一般为315350c）时， 煤都软化成胶质体。当温度等于或高于煤的固化点（一般为420c450c ）时，煤都结成半 焦。从软化到固化的时间愈长，煤就熔化得愈好，焦炭结构愈均匀。为了了解煤的结焦性，人们设计了许多实验室

11、方法，直接测试模拟工业焦化条件下所 得焦炭品质（2200Kg小焦炉试验）；或测试上述胶质体的某一性质也有的直接观察实验室 所得焦块的性质，表征煤的结焦性。本节只阐述与我国煤的现行分类有关的几个测试指标。（1）煤的胶质层指数煤的胶质层指数，又称煤的胶质层最大厚度，或Y值。它是原苏联、波兰等国家煤的 分类指标之一，也是我国煤的现行分类中区分强粘结性的肥煤、气肥煤的一个分类指标。煤的胶质层指数，是原苏联列.姆.萨保什尼可夫和列.帕.巴齐列维奇提出的。它的测 试要点是根据不同结焦性的煤在干馏过程中胶质层的厚度、收缩情况和膨胀曲线的不同，测 试胶质层的最大厚度（Y值）、最终收缩度（X值）和体积曲线，来表

12、征煤的结焦性。其中， Y值应用的最广。Y值是通过测试胶质层的上部层面高度和下部层面高度得出的（一般出现 在520630C之间），X值是曲线终点与零点线间的距离。Y值、X值和体积曲线都是通过 胶质层指数测试仪上的记录转筒和记录笔记记录下来的。胶质层指数测试曲线如图30-11 所示。胶质层曲线类型如图30-12所示。250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 670 700 730图30-11胶质层指数测试曲线1234胶质层指数测试的允许误差。同一煤样平行测试结果的允许误差为：Y 值 W20mm 误差 1mm；Y 值20mm 误差

13、 2mm；X值误差3mm。胶质层指数报出结果。应选取在允许误差范围内的各结果的平均值。胶质层指数表征煤的结焦性的最大优点是Y值有可加性。这种可加性可以从单煤Y值 计算到配煤Y值，可以估算配煤炼焦Y值的较佳方案。在地质勘探中可以通过加权平均计算 出几个煤层的综合Y值。它的缺点一是规范性强，煤样粒度、升温速度、压力、煤杯材料、 炉转耐火材料等都能影响测试结果。所以必须使仪器、制样和操作等都符合严格规定；二是 用样量大，一次平行测试需要煤样200克，在地质勘探中常常由于煤芯煤样数量不足而无法 测试；三是胶质层指数能反映胶质层的最大厚度，但不能反映出胶质层的质量。（2）煤的罗加指数罗加指数（R.1），

14、是波兰煤化学家罗加教授1949年提出的测试烟煤粘结力的指标。现已为国际硬煤分类方案所采用。我国 1985 年颁发了烟煤罗加指数测试的国家标准(GB5549-85)，但在我国现行煤的分类中，罗加指数不作为分类指标。罗加指数的测试要点：将1克煤样和5克标准无烟煤样(宁夏汝箕沟矿专用无烟煤标 样，下同)混合均匀，在规定的条件下焦化，然后把所得焦渣在特定的转鼓中转磨3 次，测 试焦块的耐磨强度，规定为罗加指数。其计算公式如下：R.l=(a+d)/2+b+c/3QX100式中：a焦渣过筛，其中大于1mm焦渣的重量，g；b第一次转鼓试验后过筛，其中大于1mm焦渣的重量，g;c第二次转鼓试验后过筛，其中大于

15、1mm焦渣的重量，g；d第三次转鼓试验后过筛，其中大于1mm焦渣的重量，g；Q焦化后焦渣总量，g；罗加指数是测试的允许误差：每一测试煤样要分别进行二次重复测试。同一化验室平 行测试误差不得超过3，不同化验室测试误差不得超过5。取平行测试结果的算术平均值(取 整数)报出。罗加指数表征煤的粘结力的优点是煤样量少，方法简便易行。它的缺点是，规范性也 很强，对标准无烟煤的要求很严。罗加指数区分强粘煤灵敏度不够。(3) 煤的粘结指数煤的粘结指数(G.R.I或G),是我国现行煤的分类国家标准(GB5751-86)中代表烟煤 粘结力的主要分类指标之一。其方法测试要点是：将1克煤样与5克标准无烟煤混合均匀，

16、在规定条件下焦化，然后把 所得焦渣在特定的转鼓中转磨两次，测试焦渣的耐磨强度，规 定为煤的粘结指数，其计算公式如下：G=10+(30m1+70m2)/m式中：m1第一次转鼓试验后过筛，其中大于10mm的焦渣重量，g；m2第二次转鼓试验后过筛，其中大于10mm的焦渣重量，g ；m焦化后焦渣总重量，go当测得的G18时，需要重新测试，此时煤样和标准无烟煤样的比例为3： 3,即3克 煤样和 3 克无烟煤，其余与上同，计算公式如下：G=(30m1+70m2)/5m煤的粘结指数测试的允许误差：每一测试煤样应分别进行二次重复测试，G218时， 同一化验室两次平行测试值之差不得超过3；不同化验室间报告值之差

17、不得超过4G18时， 同一化验室两次平行测试值之差不得超过1；不同化验室间报告值之差不得超过2。以平行 测试结果的算术平均值为最终结果。(4) 煤的奥压膨胀度煤的奥压膨胀度(b值，)，是19261929年由奥蒂伯尔特创立的，1933年又为亚 纽所改进，现在西欧各国广泛采用。在国标分类中，与葛金焦性并列作为硬煤分亚组的两种 方法之一。我国1985年以国标GB5450-85发布，并与Y值并列作为我国煤炭现行分类中区 分肥煤的指标之一。煤的奥亚膨胀度的测试要点，是将煤样制成一定规格的煤笔，置入一根标准口径的膨 胀管内，按规定的升温速度加热，压在煤笔上的压杆纪录煤样在管内的体积变化，以体积曲 线膨胀上升的最大距离占煤笔原始长度的百分数，表示煤的膨胀度b值的大小。奥压膨胀度 曲线如图30-14所示。T1软化点，体积曲线开始下降达0.5mm时的温度，C；T2始膨点，体积曲线下降到最低点后开始膨胀上升的温度，C；T3固化点，体积曲线膨胀上升达最大值时的温度,C;b最大膨胀度，体积曲线上升的最大距离占煤笔长度的百分数，%； a最大收缩度，体积曲线收缩下降的最大距离占煤笔长度的百分数，；