论煤焦化指标的相关性

　　[摘 要]由于社会生产的需求，对钢铁制造业的需求也越来越大，而炼焦煤是炼铁工作的主要能源。为了给予相关制造产业充足的生产能源，相关人员需要加强对煤焦化指标的研究工作，这样才能制造出高强度的焦炭来支持炼铁工艺，为我国的生产力提供保障。文中就对煤焦化的各项指数进行研究，分析出炼焦煤形成的主要因素，旨在为加强高轻度焦炭而努力。
　　[关键词]焦化指标；相关性；炼焦煤
　　中图分类号：S475 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0345-01
　　煤内含有多中有机物，有机物的组合形式会因成煤环境、时间以及原始植物不同而产生差异，不同组合形式的煤质会在外表、物理性质和工艺上都存在较大差异。针对炼焦煤焦化指标的研究早在20世纪初就已经提出，法国和英国曾经对炼焦煤焦化的特性进行基础研究，同时利用显微技术分析煤的组成和变质特征的研究，已经取得了很好的成效。研究结果证明炼焦煤是制造高强度焦炭的主要原料，煤的变质程度、黏结性、膨胀性和热塑性是决定煤焦化指标的重要因素，文中就对相应的指数进行阐述。
　　一、煤焦化指标的建立及应用
　　1.挥发分
　　煤中挥发分是煤在隔绝空气的情况下于900±5℃加热7min，以减少质量扣除水分后的质量产率。主要为挥分物和有机质。挥发分的焦渣特征对煤的焦化有很强的指导意义。和G值还有Y值呈正相关。在煤质化验及煤种划定当中起到重要的作用。
　　2、黏结指数
　　我国在罗加指数测定方式的基础上对其进行了进一步改进，在1976年形成了黏结指数的指标测定方式，经过几年的应用与改善于1985年编入国家相关标准内。通过不断的改进，黏结指数测定方法在对煤质的区分能力和精准度上都有了很大的提升，并且对测定的流程也做出了优化。在我国的煤质分类工作中得到了普遍应用，可以作为分类指数的Ⅱ级指标。
　　3、罗加指数
　　波兰学者于1932年提出罗加指数来判定煤的黏结力。罗加指数具体操作方式如下：将定量的煤样与标准的无烟煤以1：5的比例进行混合，焦化之后，将其形成的焦渣在转鼓中研磨3次，将焦块测定之后的磨损度作为罗加指数，这个指数所表示的就是煤的黏结能力。罗加指数与其方式相比使用的煤样较少，并且操作较为简单，但是对黏结能力的区别力度不够。在我国罗加指数是作为硬煤的分类依据，在1985年将其写入相关的煤质鉴定标准内，但实际上很少应用，在现实试验工作中，大部分用黏结指数代替罗加指数测定
　　4、胶质层指数
　　在1932年的前苏联学者研究出了胶质层指数的测定方法。这种方式是通过模拟焦炉的工作原理，将测定对象防治在特制的煤杯内，并对煤杯一侧进行加热处理，这时会形成等温层面，煤杯中的测定对象会形成半焦层、未软化煤样层和胶质层三个层次。使用探针对测定对象整个加热过程进行测量得出胶质层的最大厚度Y值，在实验结束时得出收缩度X值和提交变化的曲线，以此表示煤的焦化指数。
　　胶质层指数在我国的应用主要体现在区分黏结性煤、气煤的指标上，在煤矿、焦化厂和煤质研究中较为常用。主要作用是进行煤质鉴定，但是对胶质层曲线和焦的外形使用不多。
　　5、奥亚膨胀度
　　在1926年到1929年的三年时间内法国的相关学者经过对炼焦煤的焦化特性进行研究，得出了煤的奥亚膨胀度b值，在之后的几年间通过不断改进已经可以作为评价煤焦化指标的重要依据，并且已经在西方国家得以普遍应用。奥亚膨胀度是通过将测定对象经过特殊手段处理形成一定规格的煤笔，之后将其填充到膨胀管内部，遵循一定的规律进行加热处理，使用压杆记录膨胀管内部煤笔的变化，并依据变化系数绘制曲线图，最后将变化曲线的最高点与煤笔的初始长度的百分数作为煤的膨胀值。
　　奥亚膨胀度发展至今，已经能够在国际上与葛金焦型同时作为冶金煤分类的指标。而我国也在1985年出台了相关规定，指出其可以与Y值共同作为我国煤炭分类的指标。而奥亚膨胀度在我国国内的焦化企业中应用较少，宝钢将b值作为配煤和测定焦炭强度的依据。
　　6、基氏流动度
　　德国学者在1934年提出了基氏流动度法来判定煤的热塑性能。主要是对煤在干馏时形成胶质体的过程中体现的粘稠、流动以及透气性。主要操作如下：把需要测定的煤样装置在特定的煤甄内，使用外力将其压实，并且将温度控制在一定程度进行加热处理，之后使用搅拌棒对煤样进行搅拌操作，在煤样产生胶质体时，其流动性能也会随着温度的升高而提高，此时的搅拌桨会在受力不同的情况下发生变化，这时就可以测定出煤的流动值。
　　因基氏流动度测定方法所使用的器材及设备需要投入的金额较大，因而我国引入这种方式较晚，致使对这种方式的具体优势认识不足。据相关资料显示，现今只有少部分科研机构使用这种方式进行炼焦煤的鉴定工作。
　　7、镜质组平均最大反射率
　　在對煤质分类研究的过程中，发现了镜质组反射率具有一定的稳定性，不易受到岩相组成的干扰，比较适宜作为煤化度的判定指标，特别是对于烟煤而言具有更大的区分力度。镜质组平均最大反射率在我国的一些煤质分类工作中已经得到了很好的应用，并且在国家的相关标准中也将其列为了评定煤质、指导配煤的指标，在镜质组反射率分布图中可以直观的呈现煤的种类。
　　二、焦化指标的相关性研究
　　煤中挥发分是煤在隔绝空气的情况下于900±5℃加热7min，以减少质量扣除水分后的质量产率，主要为煤中的挥分物和有机物质；G值是将煤样与惰性物质混合在815±10%下加热，产生的胶质体粘结惰性物质成焦，通过焦块强度推断煤的粘结性能；Y值测定是模拟炼焦过程，测定单侧加热的煤样生成半焦过程中产生胶质层的最大量，以判断其结焦性能。
　　数据表明：挥发分焦渣特征为2号及以下时G值基本为0，焦渣特征为3号或弱4号时G值<18，焦渣特征为强4号或≥5号时G值>18，可以看出挥发分焦渣特征和G值呈正相关。而挥发分的具体数值和G值的相关性则没有这么明显，不符合正相关要求，比如褐煤挥发分值很大但G值基本为0。试验中发现G值和Y值趋势虽然也符合单种煤的正相关趋势，但数据较为集中，呈现区域分布，G值在75-85的时候，Y值则保持在15-22mm，而当G值<75时，对应的Y值没有一致的区间分布。而G值>85的时候，Y值也没有出现一致的区间分布。
　　出现这种情况的原因可能由于受胶质层Y值的测试方法限制，Y值对于<10mm的弱黏结煤测量准确性较差出现较大的个体差异。而Y值>25mm的强粘性煤，呈现偏后几个点值会很接近，造成分析曲线上部趋平，测值会偏小。也有可能弱黏结煤和强黏结煤它们的G值和Y值之间不存在某种的相关性。Y值和b值之间存在互相补充的关系，当Y值大于25时，需要测定b值用来判定煤种。
　　三、结语
　　本文参考了专家书籍结合自己工作所得，所得数据均出自本单位化验室，有很大的局限性，所得结论有待更多的实践验证。煤的焦化指标是煤特有的化验指标，对于大的矿产品化验来说，属于小众研究对象，有许多的东西需要不断的摸索，扩大，推广应用于生产实践当中，希望更多的读者批评指正。
　　参考文献
　　[1] 鲍俊芳，薛改凤，詹立志，等.炼焦煤焦化特性评价指标探讨[J].燃料与化工，2014（2）：5-7.
　　[2] 韩国鹏，张正一，王维政.焦化配煤和工艺控制的研究与生产实践[J].化工管理，2015（20）：202-202.
　　作者简介
　　何智斌，男，云南省大理白族自治州弥渡县，助理工程师，煤质化验。

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