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1、浅谈几种炼焦煤的基氏流动度基氏流动度是近年来国际上比较普遍应用的一种煤质分析手段， 该方法能够 表征不同炼焦煤结焦性能的差异。 基氏流动度是煤在热解过程中所生成的胶质体 的流动性质的量， 它反映煤在干馏时形成胶质体的粘度， 能表征煤的塑性， 是研 究煤的流动性和热分解动力的有效手段。1 现状 目前该项目测定法除美国标准外，波兰和日本也制定了标准。不同的标准 在装煤甑的尺寸和形状、 浆的形状、 装煤方式方面都有不同的地方， 所以测定结 果不能互比。 基氏流动度的指标可以同时反映胶质体的数量和性质，具有明显的优点，但是它的缺点是实用范围比较窄， 仪器的规范性太强重复性太差， 与胶质 体接触部分的仪
2、器尺寸、形状和加工精度对测定结果有十分显著的影响。 2010 年开滦集团的中润公司从美国进口了一台恒力矩自动基氏流动度测定仪。 我们对 本厂主要的炼焦用煤， 进行了基氏流动度分析， 并且对其进行对比研究， 对同种 类煤的结焦性能有更好地确认，为本厂的炼焦配煤提供更好、更准确地依据。2 实验部分2.1 基本原理 基氏流动度是利用固定力矩带动插入煤样中的一个可转动的搅拌器。当煤 样在隔绝空气的条件下受热产生胶质体时， 随着煤的胶质体的流动性的变化， 对 搅拌器施加不同的阻力， 因此搅拌器转动的速度将发生相应的变化。 由此可以测 定出煤在加热条件下的多种特征指标：开始软化温度（Tp）,最大流动温度（
3、Tmax）固化温度（Tk）,胶质体温度间隔（Tk-Tp ）和煤胶质体最大流动度（）。这些指标 在研究煤的流动性、热分解动力学和炼焦配煤方案中都有较为重要的意义。2.2 测定仪器与方法 实验采用美国原装进口基氏流动度测定仪,所用标准为美国型（标准为ASTM-D18）将煤破碎筛分，制成粒度小于0.425mm的煤样待用。基氏流动度仪 为锡浴、全自动操作系统。 开启仪器后面的主机电源, 待仪器主机自检进入实验画面，观察加热炉左侧的加热开关是否亮红灯（注：在温度升到320°C后显闪烁状态）,当温度上升到320C后进入样品准备放入状态。将实验样品混匀后，称 量（5± 0.05 ） g备
4、用，将旋转桨放入实验坩埚中，将旋转桨尖端对准试验坩埚 底面的中心孔中，单手扶住螺旋桨，保持螺旋桨垂直位置，用上部中空的压杆将 螺旋桨上部固定（确保螺旋桨垂直，且可以装入煤样），将（5± 0.05） g样品用 漏斗放入坩埚中，取下漏斗，轻微慢放下，使其轻微压在煤层上，压上重跎，让 砸样砣自由落体12次，将实验坩埚取出（确保在取出实验坩埚时不要砸到螺旋 桨），将试验坩埚盖盖上拧紧（不要碰到螺旋桨），将固定小帽从上端插入螺旋桨， 将螺旋桨小范围固定。点击 OK 试验开始。2.3实验结果通过实验可以得到以下5个特性指标和基氏流动度曲线。当刻度盘指针转 动1 °时，对应的温度为软化温
5、度Tp;当指针转动最大时，对应温度Tmax为最大 流动度时温度，此时的流动度为最大流动度，用每分钟转动的角度（ddpn）表示; 当指针停止转动时的对应温度为固化温度 Tk;软、固化温度之间的差值（Tk-Tp） 为胶质体的温度间隔 t。基氏流动度的测定实验从 320C开始到520C （最高） 结束，升温速率为3C/min，这个范围正好是胶质体生成与固化的温度区间。本组实验的煤样为：范各庄（FM）、神华中硫（FM、林西（JM）、马家沟（JM）、 沙曲（JM）、澳洲气煤（QM、唐山矿（1/3JM）、大同弱粘、平遥瘦煤。归纳总结 以上各类煤的基氏流动度以及相应粘结指数G值。如下：表1单种煤的基氏流动度
6、指标与粘结指数G值C煤样软化温度Tp固化温度Tk最大流动度时温度 Tmax软化温度之差t=（ Tk-Tp）最大流动度（ddpm）G值唐山矿37847143593672295范各庄356470427114842494神华中硫384472428881423291林西41950747088204093马家沟40548945484105690沙曲40748845981109394澳洲气煤39647045074136989大同弱粘和平遥瘦煤没有曲线生成。从表中数据可以发现不同煤种的基氏流动度的各项指标也存在着很大的差 异，相同煤种因产地不同或煤层不同的煤的基氏流动度的各项指标也存在着一定 的差异，这在很
7、大程度上与不同煤种的变质程度不同有关。弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤，粘结组分少， 侧链长且含氧多， 热稳定性差， 隔绝空气加热时在较低温度下大部分胶质体被分 解，半焦形成前剩下的胶质体数量少， 不能填满残留的固体颗粒间空隙， 粘结性 差，粘结指数一般都小于 18. 因而胶质体的流动度为零， 测试过程没有曲线生成， 如大同弱粘。贫瘦煤， 在炼焦煤中的变质程度最高， 但经过多次实验结果显示， 它的胶质 体在测试过程中没有软化温度（即没有软化） ，胶质体没有流动，即使胶质体有 流动，其值也接近于零。 所以贫瘦煤在测试过程中也没有生成曲线。 这是因为瘦 煤的侧链短而少，生成的液
8、体量较少，胶质体的粘度太大，流动性太差，所以也 没有流动度曲线生成，如平遥瘦煤。唐山矿煤是 1/3 焦煤，有较强的粘结性，粘结指数为 95. 从唐山矿煤的流动 度曲线可以看出， 它的流动度范围较大， 最大流动度接近于焦煤和肥煤。 因此在 配煤炼焦中， 可以在较大的比例范围内进行调节， 是良好的炼焦配煤中的基础煤 种。林西、马家沟、沙曲、虽然都为焦煤， 但它们的流动度曲线有着很大的区别， 它们的最大流动度差别也很大。 其中马家沟、 沙曲的流动度指数比较接近， 是主 焦煤的指标。而林西流动度指数偏高，属于肥焦煤。这3种煤的G值也比较大。根据这 3 种煤的粘结指标也可以更大限度地根据它们的不同性质进
9、行调节配煤 比，从而更大程度地加入惰性物质来提高焦炭的质量， 也进而来降低炼焦配煤的 成本。范各庄、神华中硫属于肥煤， 属于中等变质程度的烟煤， 加热时能产生大量 的胶质体。 但这两种煤的流动度的差别较大， 这说明煤的变质程度不同。 从它们 的基氏流动度上可以看出， 它们的最大流动度与流动度范围都是很大的， 具有较 强地粘结性， 它的粘结指数也是很高的， 目前来说范各庄的肥煤在开滦煤矿中是 最好的肥煤，也是我公司所采用的主要肥煤之一。3 结论1）在同种类别煤中，煤的基氏流动度随着粘结指数的增大而增大，不同类别煤种的基氏流动度大体是按肥煤焦煤1/3焦煤弱粘煤、瘦煤顺序递减。2）根据不同煤种基氏流动度测试的软化温度、固化温度等指标，选择合适 的比例，使各单种煤配合到一起后，形成彼此衔接并相互重合的塑性温度范围， 以保证配合煤的塑性状态的连续性。 不应出现低阶煤 （变质程度低的煤） 开始固 化时，其他煤尚未软化熔融状况，否则这两部分不但不会形成良好的界面反应， 却会互为瘦化剂而降低焦炭质量。3）将基氏流动度结合煤的其他指标（如煤岩反射率、胶质层指数、奥亚膨 胀度等），进一步研究基氏流动度在炼焦配煤中的作用，不仅能够减少煤质测验 时间，而且能大大降低多个煤质指标测试带来的人为误差。