煤的哈氏可磨指數(shù)波動影響因素分析

鞏道敏，于 真

（石橫特鋼集團有限公司 技術(shù)監(jiān)督部，山東 肥城 271612）

1 前言

煤炭是鋼鐵企業(yè)鐵前系統(tǒng)的主要能源之一，尤其高爐煉鐵噴吹煤比是衡量高爐冶金效率和冶煉成本高低的重要指標。因而噴吹煤的質(zhì)量指標中除了灰分、硫分、揮發(fā)分等常規(guī)性指標外，影響噴吹煤比的質(zhì)量指標中還有煤的可磨性指標，煤的可磨性是一種與煤的硬度、強度、韌度和脆度有關(guān)的綜合物理特性，其值的大小反映了不同煤樣破碎成粉的相對難易程度?，F(xiàn)鋼鐵冶金行業(yè)中煤的可磨性指標一般采用GB/T 2565—2014《煤的可磨性指數(shù)測定方法-哈德格羅夫法》，即哈氏可磨指數(shù)來衡量，如噴吹煤的哈氏可磨指數(shù)波動過大，會加速對磨煤機的損壞，對高爐進一步提高煤比和降低生產(chǎn)成本產(chǎn)生影響。

2 哈氏可磨指數(shù)要點

（1）要采取逐級破碎的方式破碎煤樣，過快的話會使煤樣過于粉碎；出樣率若＜45%則無代表性。

（2）儀器要試運轉(zhuǎn)確保哈氏儀在運轉(zhuǎn)（60±0.25）r后自動停止。

（3）徹底清掃研磨碗、研磨環(huán)和鋼球，保證無殘留物，然后將鋼球盡可能均勻地分布在研磨碗內(nèi)。

（4）試樣倒入研磨碗內(nèi)不可再移動鋼球，落在鋼球上和研磨碗凸起部位的煤樣應(yīng)掃到鋼球的周圍。

（5）運轉(zhuǎn)結(jié)束后要仔細將研磨碗內(nèi)、研磨環(huán)上和鋼球上的煤粉全部移到篩面無松散或破碎的0.071 mm的標準篩內(nèi)。

（6）每次振篩后，都應(yīng)徹底地將0.071 mm 標準篩的篩面底下的煤粉清掃到篩底盤中，否則結(jié)果偏低。

3 哈氏可磨指數(shù)檢測過程中的問題

某鋼廠質(zhì)檢部門新采購兩臺哈氏可磨指數(shù)儀，根據(jù)標準要求在使用前進行了標準煤樣的哈氏可磨指數(shù)校正，并參照當前在用哈氏可磨指數(shù)儀進行了比對實驗。通過標樣校正和比對實驗發(fā)現(xiàn)，兩臺哈氏可磨指數(shù)測定的哈氏可磨指數(shù)存在較大的波動，部分檢測值與標樣標準值偏差較大，超出標準規(guī)定的再現(xiàn)性要求，由此判斷，檢測過程或設(shè)備存在誤差，具體檢測值見表1。

表1 哈氏可磨指數(shù)儀校正及比對實驗檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計

4 哈氏可磨指數(shù)波動問題解決方案

（1）驗證哈氏可磨指數(shù)測定儀設(shè)備參數(shù)。經(jīng)核對兩臺哈氏可磨指數(shù)儀的研磨環(huán)和鋼球直徑、設(shè)備運行參數(shù)，均符合標準要求，檢測值波動與檢測儀器無關(guān)。

（2）驗證實驗樣品符合性。核對上述實驗樣品出樣率（0.63～1.25 mm）分別平均為52.6%、50.3%、58.2%、49.5%，符合出樣率45%以上要求，檢測值波動也與樣品符合性無關(guān)。

（3）驗證人員操作方式。復(fù)驗實驗由不同實驗人員分別進行，人員操作的各環(huán)節(jié)均按國標要求操作，檢測數(shù)據(jù)略有波動，但未達到以上表1 中的大幅度差值。

（4）驗證標準篩。經(jīng)過對上述兩臺新哈氏可磨指數(shù)測定儀實驗過程中所用的標準篩進行驗證，發(fā)現(xiàn)校正實驗中部分檢測數(shù)據(jù)采用了廠家隨儀器配置的0.071 mm 級標準篩，由于該級標準篩篩孔較小，肉眼無法判斷標準篩之間的差異，遂采用同一樣品進行不同標準篩篩下物質(zhì)量進行了比對。通過比對發(fā)現(xiàn)，同一樣品采用3個標稱為0.071 mm的不同標準篩對上述樣品篩分后，不同標準篩篩下物的重量最大偏差近20%，具體對比數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同標準篩篩下物質(zhì)量對比 g

由此可以斷定，本實驗校正實驗中哈氏可磨指數(shù)波動的主要影響因素是不同標準篩的篩下物的質(zhì)量有差異。GB/T 2565 中對標準篩的要求是：滿足GB/T 6003.1 規(guī)定，孔徑為0.071、0.63、1.25 mm，直徑為200 mm，并配有篩蓋和篩底盤。在GB/T 6003.1中標準篩的孔徑偏差標準要求技術(shù)公式是：

式中：Y為最大偏差值，w為孔徑標準值，單位均為μm。

經(jīng)計算，0.071 mm 標準篩的偏差為±0.004 mm。受現(xiàn)有標準篩生產(chǎn)廠家較多，不同廠家因素影響，不同批次生產(chǎn)的標準篩可能出現(xiàn)孔徑或大或小的情況，從而直接導(dǎo)致不同標準篩篩下物的質(zhì)量產(chǎn)生偏倚，對哈氏可磨指數(shù)的檢測結(jié)果將產(chǎn)生較大影響。

（5）解決對策。通過多次再現(xiàn)性實驗，在保證兩臺檢測設(shè)備使用同一標準篩，分別用標準煤樣校正的一元回歸方程計算公式計算后，兩臺檢測設(shè)備的檢測值與標樣標準值的偏差均在標準HGI 再現(xiàn)性要求范圍內(nèi)，符合檢測值采用要求，至此，影響哈氏可磨指數(shù)波動的因素消除。

5 注意事項

以上哈氏可磨指數(shù)實驗中，影響哈氏可磨指數(shù)檢測數(shù)據(jù)波動的最大因素為0.071 mm 標準篩的選用。即使所用標準篩符合GB/T 6003.1 偏差要求，但其篩孔的平均上偏差和下偏差相差近0.008 mm，此偏差已占標準篩孔基本孔徑的近11.3%，在實際篩分使用中將明顯影響0.071 mm 標準篩下物的比例，從而導(dǎo)致哈氏可磨指數(shù)的波動，所以為保證哈氏可磨指數(shù)檢測結(jié)果的代表性，還須從以下幾個方面注意：

（1）對將投入實驗使用的哈氏可磨指數(shù)各級標準篩必須通過粒度校準驗收，孔徑偏差超出GB/T 6003.1標準要求的標準篩應(yīng)予隔離，不得投入實驗使用。

（2）符合孔徑偏差要求的標準篩，在投入哈氏可磨指數(shù)實驗使用前必須用標準煤樣進行校準，確定各自對應(yīng)的一元回歸方程計算公式，并在標準篩上做好匹配哈氏可磨指數(shù)儀和計算公式的對應(yīng)標記。

（3）每臺哈氏可磨指數(shù)測定儀應(yīng)配置獨屬的標準篩，不同哈氏可磨指數(shù)測定儀的標準篩不能混用。

（4）在設(shè)備定期校準中，不僅哈氏可磨指數(shù)測定儀的設(shè)備要進行校準，標準篩也需同時進行校準，如使用頻次較高（＞5次/d），檢測設(shè)備和標準篩均要半年進行校準一次。