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影響煤炭哈氏可磨性指數(shù)測(cè)定結(jié)果的原因剖析

方萍(平?jīng)鍪挟a(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，甘肅 平?jīng)?744000)

煤炭哈氏可磨性指數(shù)（HGI）測(cè)定是專(zhuān)門(mén)用于煙煤和無(wú)煙煤哈德格羅夫可磨性的測(cè)定，是煤炭的一項(xiàng)物理性能測(cè)定。用以反映煤粉制備的難易程度和煤的耐磨性。本文從煤樣制備、煤樣水分控制、標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)制作等八個(gè)方面，剖析影響煤炭哈氏可磨性指數(shù)的原因。

煤炭；可磨性指數(shù)測(cè)定；原因；剖析

煤的可磨性指數(shù)是煤的物理-機(jī)械（如硬度、強(qiáng)度）等性能的綜合體現(xiàn)，是煤炭加工利用過(guò)程中一個(gè)重要的指標(biāo)，用以反映煤粉制備的難易程度和煤的耐磨性。在實(shí)驗(yàn)室具體操作的過(guò)程中，時(shí)常因?yàn)樵S多因素的影響，造成檢驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性不佳或失準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)筆者多次試驗(yàn)總結(jié)的一點(diǎn)試驗(yàn)心得與大家分享。

煤炭中哈氏可磨性指數(shù)（HGI）測(cè)定是專(zhuān)門(mén)用于煙煤和無(wú)煙煤哈德格羅夫可磨性的測(cè)定，是煤炭的一項(xiàng)物理性能測(cè)定。哈氏可磨性指數(shù)越大，表明越容易磨碎。其測(cè)定結(jié)果能夠正確地反應(yīng)煤磨碎的難易程度，可以用來(lái)評(píng)估工業(yè)用磨煤機(jī)的產(chǎn)率和能耗，為磨煤機(jī)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供依據(jù)。普遍用于煤炭、電力、冶金、化工等行業(yè)。

1 測(cè)定原理和方法

在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定煤的可磨性指數(shù)，是采用哈德格羅夫法，簡(jiǎn)稱(chēng)哈氏法。哈氏法的理論依據(jù)就是磨碎定律，即將固體物料磨碎成粉時(shí)所消耗的能量與其所產(chǎn)生的新表面積成正比。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)就是依據(jù)該定律，測(cè)定煤的可磨性指數(shù)。把制好的一定粒度范圍的煤樣放在哈氏儀里磨碎，然后篩分、稱(chēng)重、對(duì)照校準(zhǔn)圖表，查出可磨性指數(shù)。

（1）使用儀器：KER-HM60A全自動(dòng)哈氏可磨性指數(shù)測(cè)定儀

（2）振篩機(jī)：8411型電動(dòng)振篩機(jī)，以及可以容納外徑為200mm的一組垂直套疊（孔徑為0.071mm、0.63mm、1.25mm）并加蓋和篩底盤(pán)的篩子

（3）天平兩臺(tái)：最大稱(chēng)量100g,最小分度值0.01g一臺(tái)。最大稱(chēng)量1500g，最小分度值1g一臺(tái)

（4）測(cè)定方法：稱(chēng)取50±0.1g粒度為0.63-1.25mm的煤樣，均勻分布在磨碗里，并平整表面，將落在研磨碗凸起部分和鋼球上面的煤樣掃到鋼球周?chē)?，將研磨環(huán)先掛吊在主軸下端的二個(gè)銷(xiāo)上，然后將研磨碗底的鍵槽方位對(duì)準(zhǔn)托盤(pán)上的鍵，輕輕推入研磨碗，直至插進(jìn)為止。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)60±0.25轉(zhuǎn)后自動(dòng)停止，研磨碗自動(dòng)下降到初始位置。推出研磨碗，把碗內(nèi)鋼球和磨碎的煤粉都仔細(xì)地刷到保護(hù)篩里，然后把鋼球放回研磨碗內(nèi)，從保護(hù)篩內(nèi)側(cè)和下側(cè)把煤粉刷到200目篩內(nèi)。按GB/T2565標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行篩分，稱(chēng)重。由通過(guò)200目篩的煤樣重量查校準(zhǔn)圖表，得到可磨性指數(shù)。

（5）校準(zhǔn)圖的制作

圖1

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2565《煤的可磨性指數(shù)測(cè)定方法（哈德格羅夫法）》規(guī)定的操作步驟，分別測(cè)定四個(gè)一組可磨性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)煤樣GBW12005d,GBW12006d,GBW12007d,GBW12008d,所給定的HGI值分別為35,56,74,107，按照以上方法對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)煤樣進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)下表1

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號(hào)GBW12005d GBW12006d GBW12007d GBW12008d HGI值35 56 74 107 0.071mm篩下物重量2．81，2．87，2．75，2．77 5．82，5．94，5．91，5．60 8．74，8．77，8．74，8．75 13．14，13．14，13．16，13．19平均值2．80 5．82 8．75 13．16

試驗(yàn)后，以試樣小于0.071mm篩下的煤樣質(zhì)量平均值為縱坐標(biāo)（Y），以相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)試樣的哈氏可磨性指數(shù)的給定值為橫坐標(biāo)（X），繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)圖，如圖表1。

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)進(jìn)行線(xiàn)性回歸，回歸方程Y=0.14462X-2.20191，其系數(shù)為0.99783，證明工作曲線(xiàn)具有良好的線(xiàn)性。

2 影響可磨性指數(shù)的因素

GB/T2565-2014中明確說(shuō)明影響煤的可磨性指數(shù)測(cè)定結(jié)果可靠性的兩個(gè)重要的因素是煤樣制備方法（煤樣的粒度范圍）和煤中的水分含量。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，影響煤的可磨性指數(shù)測(cè)定結(jié)果可靠性的不僅僅是煤樣的粒度和水分，還有實(shí)驗(yàn)室用儀器和人員操作以及數(shù)據(jù)的處理等因素。

在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中應(yīng)認(rèn)真做好以下幾點(diǎn)：第一、正確制備煤樣是關(guān)鍵。因此，一定要按照GB474－2008《煤樣的制備方法》規(guī)定的要求，將煤樣破碎到小于6mm，達(dá)到空氣干燥后，再進(jìn)行逐級(jí)破碎。這樣制出的煤樣既能真實(shí)代表所測(cè)煤樣的硬度，也能如實(shí)反映出煤在加工利用中的粉碎特性。稱(chēng)量0.63mm-1.25mm粒度的煤樣質(zhì)量且盡量集中在中間值，計(jì)算這個(gè)粒度范圍的煤樣質(zhì)量占破碎前煤樣的總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)（出樣率），若出樣率小于45%,則該煤樣作廢。第二、按照GB474規(guī)定的干燥方法進(jìn)行空氣干燥，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。若煤樣中的水分偏高就會(huì)增加煤粒度間的黏合影響煤的破碎和篩分，使得煤樣很難被破碎到更小粒度。第三、準(zhǔn)確繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的實(shí)測(cè)值為準(zhǔn)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)煤樣所提供的HGI值與實(shí)測(cè)值可能存在不完全重合的情況，但如偏離較大，則應(yīng)檢查實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備狀況。同時(shí)在測(cè)定樣品前，采用與測(cè)定煤樣可磨性指數(shù)相近的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，以確保儀器工作狀態(tài)一致。第四、檢查振蕩機(jī)震蕩幅度和頻率以及0.071mm篩子的篩面，若有松弛或孔洞應(yīng)及時(shí)更換。第五、每次測(cè)定前后要用短毛刷徹底清掃研磨碗和鋼球，并將鋼球盡可能均勻地分布在研磨碗內(nèi)。第六、在清掃篩底時(shí)，一定要清掃干凈，動(dòng)作也應(yīng)輕緩，避免煤灰飛揚(yáng)，同時(shí)也要防止篩上的煤樣從篩蓋縫隙中漏出。第七、在用可磨性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)儀器時(shí)，操作人員應(yīng)認(rèn)真檢查儀器操作步驟、工作狀態(tài)，并詳細(xì)記錄和固定該工作狀態(tài)，確保嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求，在校準(zhǔn)過(guò)程中不可帶入人為誤差和系統(tǒng)誤差，以保證校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性以及測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。第八，測(cè)定結(jié)果稱(chēng)量時(shí)，不能單一的直接稱(chēng)量篩下物質(zhì)量，而應(yīng)綜合考慮樣品的總體質(zhì)量。因?yàn)楹Y下物粒度較小，容易損失，計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性就差。篩上物質(zhì)量與篩下物質(zhì)量之和較研磨前煤樣質(zhì)量50±0.1g差不應(yīng)大于0.5g，否則測(cè)定結(jié)果視為無(wú)效。

經(jīng)過(guò)我們多次的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，只要控制好以上影響測(cè)定哈氏可磨性指數(shù)結(jié)果的原因因素，實(shí)驗(yàn)室操作人員嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且仔細(xì)認(rèn)真地做好實(shí)驗(yàn)記錄，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考異常，即可獲得準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果。

筆者測(cè)定結(jié)果：

樣品編號(hào)1號(hào)樣2號(hào)樣3號(hào)樣4號(hào)樣5號(hào)樣7號(hào)樣8號(hào)樣9號(hào)樣10號(hào)樣6．34，6．23 6．40 6．02，6．12，6．16 0．071mm篩下物重量6．36，6．28，6．20 6．15，6．06，6．02 6．30，6．23，6．25 8．88，8．96，8．79 8．54，8．65，8．70 8．90，8．85，8．80 8．67，8．75，8．70，6．10平均值6．30 6．28 6．08 6．26 6．21 8．87 8．63 8．85 8．70 58．7 9 57．2 7 58．1 7 57．4 58．6 5測(cè)定值58．5 1 76．5 6 74．9 0 76．4 2 75．38報(bào)告值59 57 59 6號(hào)樣6．20，6．28，6．16 HGI值57 59 58 77 75 76 75

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2565-2014《煤的可磨性指數(shù)測(cè)定方法哈德格羅夫法》.

[2]中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T230-2005《哈氏可磨性指數(shù)測(cè)定儀通用技術(shù)條件》.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB474-2008《煤樣的制備方法》.