煙煤粘結(jié)指數(shù)測(cè)定中攪拌方法的改進(jìn)

夏崇博 張貴紅 侯明霞 周淑珍

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

煙煤粘結(jié)指數(shù)測(cè)定中攪拌方法的改進(jìn)

夏崇博 張貴紅 侯明霞 周淑珍

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

根據(jù) GB/T5447-1997煙煤粘結(jié)指數(shù)測(cè)定方法，結(jié)合粘結(jié)指數(shù)測(cè)定中的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，分析了煤的混勻程度對(duì)粘結(jié)指數(shù)測(cè)定準(zhǔn)確性的影響，同時(shí)針對(duì)現(xiàn)有的攪拌方法進(jìn)行了改進(jìn)，并取得了很好的效果。

粘結(jié)指數(shù) 混勻程度 預(yù)攪拌

0 前言

粘結(jié)指數(shù) G是煤分類的重要指標(biāo)之一，是劃分煤種的重要指標(biāo)。尤其是當(dāng)來(lái)煤處于兩種牌號(hào)的交界處時(shí)，如何測(cè)準(zhǔn)粘結(jié)指數(shù) G就更為重要。在粘結(jié)指數(shù) G測(cè)定的過(guò)程中，曾出現(xiàn)同一批煤制備的煤樣，同一個(gè)人測(cè)定兩次，但兩次測(cè)定的 G的算術(shù)平均值有時(shí)會(huì)出現(xiàn)了較大差異。經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)對(duì)比分析查找原因，發(fā)現(xiàn)煤樣的攪拌方法不同導(dǎo)致的煤樣混勻程度不同，對(duì)粘結(jié)指數(shù)的測(cè)定有著很大的影響。

1 測(cè)定原理及方法

煙煤粘結(jié)指數(shù)測(cè)定原理[1]是將一定質(zhì)量的試驗(yàn)煤樣和專用無(wú)煙煤，在規(guī)定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦快在一定規(guī)格的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)，以焦快的耐磨強(qiáng)度，即抗破壞力的大小來(lái)表示試驗(yàn)煤樣的粘結(jié)能力。因此，煙煤粘結(jié)指數(shù)實(shí)質(zhì)是試驗(yàn)煙煤在受熱后，煤顆粒之間或煤粒與惰性組分顆粒間結(jié)合牢固程度的一種度量，它是各種物理和化學(xué)變化過(guò)程的最終結(jié)果。

煙煤粘結(jié)指數(shù)測(cè)定方法[2]是用5 g專用無(wú)煙煤和1 g試驗(yàn)煤樣 (均精確到0.002 g)放入坩堝內(nèi)，將坩堝內(nèi)的混合煤樣攪拌2min，在110 g～115 g壓塊與6 kg壓力下靜壓30 s后放入 850±10℃馬弗爐的恒溫區(qū)內(nèi)灼燒15min，之后取出放置冷卻至室溫，取壓塊，將壓塊上的焦屑刷入坩堝中，稱量，進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)和篩分操作，計(jì)算 G值。

2 存在問(wèn)題及分析

目前，還沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的粘結(jié)指數(shù)測(cè)定試樣，其測(cè)定結(jié)果隨試驗(yàn)條件而變化，除了煤本身的特性外，影響 G值測(cè)定結(jié)果的主要因素和試驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)有焦化溫度，焦化時(shí)間，馬弗爐溫度回升速度，煤樣粒度和放置時(shí)間，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和時(shí)間，壓塊質(zhì)量，煤樣與無(wú)煙煤的混勻程度等。其中，不言而喻，煤樣與無(wú)煙煤的混合越均勻，測(cè)定結(jié)果越可靠。然而在實(shí)際操作中，煤樣的混勻程度主要取決于攪拌方法能否攪拌均勻并一致，針對(duì)這一問(wèn)題，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)對(duì)比研究。

2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)綻裂現(xiàn)象及成因

在粘結(jié)指數(shù)的測(cè)定中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在灼燒15min冷卻后的焦塊出現(xiàn)豎道綻裂紋 (綻裂：有些煤的焦塊由于收縮應(yīng)力不同形成不規(guī)則的裂縫)。焦塊也由于色澤(色澤：焦色分黑色，即不結(jié)焦或凝結(jié)的焦塊、深灰色、銀灰色)，熔合情況 (粉狀凝結(jié)、部分熔合、完全熔合)等不同，形狀復(fù)雜多樣。經(jīng)轉(zhuǎn)鼓后，焦塊裂損成多瓣，有的多達(dá)4～6塊，損失較大，而導(dǎo)致 G值偏低，常常需要復(fù)驗(yàn)，以防引起不必要的質(zhì)量異議。這種現(xiàn)象經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察對(duì)比試驗(yàn)，在排除了其他的影響因素外，發(fā)現(xiàn)與攪拌不夠充分，混合不夠均勻有很大關(guān)系。

2.2 機(jī)械攪拌中出現(xiàn)的問(wèn)題及成因

GB-T5447-1997煙煤粘結(jié)指數(shù)測(cè)定方法中規(guī)定：可用達(dá)到同樣效果的機(jī)械裝置進(jìn)行攪拌。在使用機(jī)械裝置時(shí)，由于攪拌絲的半徑是一定的，攪拌后，會(huì)出現(xiàn)以此半徑為圓的塌陷圈，而使四周高的煤樣沾住坩堝壁，此類分層現(xiàn)象，尤以做3∶3實(shí)驗(yàn)時(shí)最為突出。這種想象主要是由于專用無(wú)煙煤和煤樣都不是顆粒大小一致的煤粒，如果攪拌不均勻，會(huì)使顆粒接近的煤粒進(jìn)行了就近聚集分層，引起攪拌后的煤樣混合不夠充分均勻，導(dǎo)致粘結(jié)指數(shù)測(cè)定的結(jié)果不準(zhǔn)確，失真。

3 采取措施

針對(duì)攪拌過(guò)程中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際工作中的操作經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)對(duì)比，對(duì)手工攪拌和機(jī)械攪拌過(guò)程分別采取了以下優(yōu)化措施。

3.1 手工攪拌時(shí)，增加攪拌時(shí)間，使煤樣與無(wú)煙煤充分混合均勻一致

手工攪拌時(shí)具體的攪拌方法是坩堝作45°左右傾斜，逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) (15轉(zhuǎn)/m in)，攪拌絲按同樣傾角作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) (150轉(zhuǎn)/m in)，攪拌時(shí)，攪拌絲的圓環(huán)接觸坩堝塌壁與底相連接的圓弧部分約經(jīng)2min10 s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，2.5 m in時(shí)，攪拌結(jié)束。在攪拌時(shí)，應(yīng)防止煤樣外濺。各取肥煤，焦煤，氣煤，瘦煤煤樣進(jìn)行粘結(jié)指數(shù)試驗(yàn)，攪拌2min[2](簡(jiǎn)稱 A法)，灼燒后，用轉(zhuǎn)鼓后計(jì)算出的 G值見表1。用同一煤樣，攪拌2.5 m in(簡(jiǎn)稱 B法)，灼燒后，經(jīng)同一轉(zhuǎn)鼓后計(jì)算出的對(duì)比數(shù)據(jù)見表2。

表1 轉(zhuǎn)鼓后計(jì)算出的原始數(shù)據(jù)(A法)

表2 轉(zhuǎn)鼓后計(jì)算出的對(duì)比數(shù)據(jù)(B法)

3.2 機(jī)械攪拌時(shí)，提前加入手工預(yù)攪拌

機(jī)械攪拌時(shí)具體的攪拌方法是在機(jī)械攪拌前適當(dāng)加入30 s的手工預(yù)攪拌，即用攪拌絲將坩堝內(nèi)混合物手工攪拌30 s。做法是：將坩堝水平放置于手中握穩(wěn)，另一只手持?jǐn)嚢杞z垂直于坩堝勻速螺旋線形攪拌，此過(guò)程應(yīng)防止煤樣外濺。用同一煤樣進(jìn)行粘結(jié)指數(shù)試驗(yàn)，直接機(jī)械攪拌法 (簡(jiǎn)稱 C法)攪拌，灼燒后，用同一轉(zhuǎn)鼓后計(jì)算出的 G值見表3。用同一煤樣進(jìn)行粘結(jié)指數(shù)試驗(yàn)，機(jī)械攪拌時(shí)提前直接加入手工預(yù)攪拌30 s后，再用機(jī)械攪拌法攪拌2min，即共攪拌2.5 m in(簡(jiǎn)稱D法)，灼燒后，經(jīng)同一轉(zhuǎn)鼓后計(jì)算出的對(duì)比數(shù)據(jù)見表4。

表3 轉(zhuǎn)鼓后計(jì)算出的原始數(shù)據(jù)(C法)

表4 轉(zhuǎn)鼓后計(jì)算出的對(duì)比數(shù)據(jù)(D法)

4 效果分析

1)通過(guò)以上改進(jìn)措施的實(shí)施，發(fā)現(xiàn)肥煤，焦煤，氣煤，瘦煤的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差都比改進(jìn)前有所降低，這說(shuō)明改進(jìn)后測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性較之改進(jìn)前有了大幅提高，加之肥煤，焦煤，氣煤，瘦煤煤樣的選取基本涵蓋了現(xiàn)有的各種

book=47,ebook=12事故次數(shù)大大降低，粉碎機(jī)運(yùn)行率明顯提高，這相應(yīng)延長(zhǎng)了1#粉碎機(jī)的生產(chǎn)時(shí)間。

原因可能是俄羅斯精礦本身 A l/Si值高達(dá)0.57，不利于 SFCA的形成。

圖2 俄羅斯精礦配比對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度和粒度的影響

2.2.3 對(duì)固體燃耗和成品率的影響

按照試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的俄羅斯精礦配比，分別進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)如圖3所示。

圖3 俄羅斯精礦配比對(duì)固體燃耗和成品率的影響

由圖3和表5可以看出，隨著俄羅斯精礦配比的增加，固體燃耗和成品率指標(biāo)雙雙呈劣化趨勢(shì)。原因可能是由于俄羅斯精礦中的 A l2O3含量過(guò)高，混合料的軟熔點(diǎn)上升所致。

3 工業(yè)應(yīng)用效果

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)情況，安鋼于2008年元月底開始采購(gòu)俄羅斯磁鐵精礦，2月份中旬開始用，將安鋼90/105 m2燒結(jié)機(jī)1月份和3月份的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。沒(méi)有使用俄羅斯精礦的元月份作為基準(zhǔn)期，使用約5％俄羅斯精礦替代部分高鎂精礦的3月份作為試驗(yàn)期進(jìn)行比較，基準(zhǔn)期和試驗(yàn)期的部分技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)比較見表7。

表7 90/105 m2部分生產(chǎn)指標(biāo)

由表7可以看出，工業(yè)生產(chǎn)中在燒結(jié)礦堿度和M gO含量基本一致的技術(shù)參數(shù)下，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和返礦率和實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)是一致的，都呈略微下降趨勢(shì)。在產(chǎn)量方面，由于105 m2燒結(jié)機(jī)大修，利用系數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)比，但同樣的90 m2系統(tǒng)，三月份臺(tái)車機(jī)速比元月份高0.1 m/m in。總的來(lái)說(shuō)，俄羅斯精礦在生產(chǎn)上的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)是一致的，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)僅下降0.46百分點(diǎn)，對(duì)大工業(yè)生產(chǎn)影響有限。

4 結(jié)論

1)俄羅斯精礦粒度非常細(xì)，-200目＞80％，安鋼在上述原料結(jié)構(gòu)中配加適量可改善料層透氣性。配加5％～10％俄羅斯精礦，垂直燒結(jié)速度較基準(zhǔn)樣有明顯提高，但大于5％后，燒結(jié)速度有下降趨勢(shì)。

2)俄羅斯精礦配比大于5％后，燒結(jié)礦強(qiáng)度急劇下降，同樣配煤比的情況下，成品率也急劇變差，所以該礦只能作為小礦種使用，不能作為燒結(jié)的主礦種。

3)俄羅斯精礦的 A l2O3含量遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)磁鐵精礦，這一因素可能是導(dǎo)致該礦的燒結(jié)性能劣于其它精礦的原因。

[1]薛俊虎.燒結(jié)生產(chǎn)技能知識(shí)問(wèn)答.北京：冶金工業(yè)出版社，2005，67-72.

[2]莊劍鳴，李軍，康旭.鐵精礦性能對(duì)燒結(jié)速度影響.燒結(jié)球團(tuán)，2004，29(4)：12-15.

2)粉碎能力提高。軸承發(fā)熱故障的有效解決，使粉碎機(jī)的粉碎能力得到充分發(fā)揮，由原先的最高350 t/h上升為400 t/h，提高了生產(chǎn)效率。

3)提高了配合煤細(xì)度穩(wěn)定率。PCK1416型粉碎機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證了配合煤的細(xì)度穩(wěn)定，細(xì)度穩(wěn)定率由原先的90％上升為95％。

5 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)的操作和維護(hù)對(duì)延長(zhǎng)粉碎機(jī)軸承的使用壽命都缺一不可。在操作方面，要定時(shí)測(cè)量軸承溫度，注意是否有異常響聲，當(dāng)粉碎機(jī)本體出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)要及時(shí)停車；在維護(hù)方面，在使用二硫化鉬潤(rùn)滑時(shí)要注意油量的科學(xué)控制：加油量少或加油量多，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中溫度均有可能持續(xù)上升導(dǎo)致軸承發(fā)熱，粉碎機(jī)軸承維護(hù)實(shí)踐表明，控制加油量在軸承室容積的2/3左右，可最大程度避免軸承發(fā)熱故障幾率。

6 參考文獻(xiàn)

[1]于振東.焦?fàn)t生產(chǎn)技術(shù).沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2002：26.

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X ia Chongbo Zhang Guihong HouM ingxia Zhou Shuzhen (Anyang Iron＆Steel Stock Co.，L td)

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2010—2—20