CN116973541A - 烟煤胶质层最大厚度的检测方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟煤胶质层最大厚度的检测方法、应用,涉及钢铁冶炼技术领域。包括将煤样进行加热处理,在升温过程中采用探针检测煤样的上部层面高度和下部层面高度,上部层面高度与下部层面高度之差为烟煤胶质层最大厚度检测值。再根据烟煤胶质层最大厚度检测值采用计算式进行矫正,将烟煤胶质层最大厚度与煤的粒径联系起来,通过发现烟煤胶质层最大厚度与煤的粒径之间的关系,矫正获得实际烟煤胶质层最大厚度,对烟煤胶质层指数的评价具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域,具体而言,涉及一种烟煤胶质层最大厚度的检测方法、应用。
背景技术
烟煤胶质层指数是评价煤黏结性、结焦性的一个重要指标,也是区分烟煤分类的主要指标。此测定方法模拟工业条件,对装在煤杯中的煤样进行单侧加热,并得出三种指标:胶质层最大厚度(Y值)、最终收缩度(X值)及体积曲线类型。胶质层指数Y值可粗略地反映煤黏结成焦性能即胶质体的数量,一般情况下,Y值越大,黏结性越好,并且Y值随煤的变质程度呈现有规律的变化。因此准确测定烟煤Y值对入厂煤的把关具有非常重要的意义。
在实际生产的过程中,发明人发现,即使是相同的煤样,在不同的车间或是不同的厂区,检测获得的Y值均不同,这就导致Y值难以确定,从而对后续生产产生严重影响。
鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟煤胶质层最大厚度的检测方法、应用。
本发明是这样实现的:
第一方面,本发明提供一种烟煤胶质层最大厚度的检测方法,包括将煤样进行加热处理,在升温过程中采用探针检测煤样的上部层面高度和下部层面高度,上部层面高度与下部层面高度之差为烟煤胶质层最大厚度检测值。
当烟煤胶质层最大厚度检测值>7mm时,采用以下方程计算实际烟煤胶质层最大厚度:
Ys=Y测+(30-B)×0.10。
当烟煤胶质层最大厚度检测值≤7mm时,采用以下方程计算实际烟煤胶质层最大厚度:
Ys=Y测-(30-B)×0.053。
其中,Ys为实际烟煤胶质层最大厚度,Y测为烟煤胶质层最大厚度检测值,B为煤样中,粒度<0.2mm的煤样的占比。
在可选的实施方式中,检测煤样的上部层面高度和下部层面高度时的煤样温度为250~730℃。
在可选的实施方式中,检测煤样的上部层面高度和下部层面高度时的煤样温度为250~650℃。
在可选的实施方式中,煤样加热过程中的升温速率为:当煤样温度≤250℃时,升温速率为8~10℃/min;当煤样温度>250℃时,升温速率为2~4℃/min。
在可选的实施方式中,煤样的温度在30min内升温到≥250℃。
在可选的实施方式中,采用探针检测煤样的上部层面高度包括:探针从煤样上方进入,通过压板和压力盘上的小孔插入至探针底部碰到胶质层层面,记录探针的刻度值。
在可选的实施方式中,采用探针检测煤样的下部层面高度包括:探针从胶质层层面穿过至抵达半焦表面时,记录探针的刻度值。
在可选的实施方式中,在煤样进行加热处理和检测之前还包括对煤样进行预处理。
在可选的实施方式中,预处理包括将煤样烘烤干燥后破碎再过筛。
优选地,煤样烘烤温度≥40℃,烘烤时间≥4h。
优选地,过筛的筛网目数≤1.5mm。
第二方面,本发明提供一种如前述实施方式任一种提供的检测方法在钢铁冶炼领域的应用。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供一种烟煤胶质层最大厚度的检测方法、应用,通过加热升温法检测获得烟煤胶质层最大厚度的检测值,然后根据检测值的不同分别利用两个方程对烟煤胶质层最大厚度的值进行矫正,通过发现烟煤胶质层最大厚度与煤的粒径之间的关系,矫正获得实际烟煤胶质层最大厚度,对烟煤胶质层最大厚度的检测具有重要意义。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
第一方面,本发明提供一种烟煤胶质层最大厚度的检测方法,包括将煤样进行加热处理,在升温过程中采用探针检测煤样的上部层面高度和下部层面高度,上部层面高度与下部层面高度之差为烟煤胶质层最大厚度检测值,即Y值。在检测的过程中,对煤样底部进行单向加热,其条件是模拟工业炼焦的特性,即单向加热、成层结焦。在升温过程中煤样形成一系列等温面,自下而上层面温度依次降低。煤样在加热过程中先形成软化熔融的胶质体,在胶质体与未软化煤样之间形成一个等温层面,即软化层面。软化熔融的胶质体进一步加热形成半焦,在胶质体与半焦之间也形成一个等温层面即固化层面,即由于温度升高,煤样形成半焦层、胶质层和未软化的煤样层三个等温层面。胶质层测定过程就是用探针测定两层面之间的胶质体的厚度,以最大厚度值Y作为胶质层指数的其中一个指标。
烟煤胶质层指数是评价煤黏结性、结焦性的一个重要指标,也是区分烟煤分类的主要指标,一般包括胶质层最大厚度(Y值)、最终收缩度(X值)及体积曲线类型这三方面。因此,获得准确的胶质层最大厚度,即Y值是判断煤样品质的关键因素之一。
但是根据长期的实际生产结果发现,相同批次的煤在不同的车间或不同的厂区检测获得的Y值出现较大的偏差,导致难以准确判断煤的性质,因此发明人提出进一步对检测获得的Y值进行矫正。
当烟煤胶质层最大厚度检测值>7mm时,采用以下方程计算实际烟煤胶质层最大厚度:
Ys=Y测+(30-B)×0.10。
当烟煤胶质层最大厚度检测值≤7mm时,采用以下方程计算实际烟煤胶质层最大厚度:
Ys=Y测-(30-B)×0.053。
其中,Ys为实际烟煤胶质层最大厚度,Y测为烟煤胶质层最大厚度检测值,B为煤样中,粒度<0.2mm的煤样的占比。
从理论上讲,当Y值≥7mm时,煤的粒度越小,Y值就越高。对于Y值较小的烟煤,因其易氧化变质,粒度越小越易氧化变质,Y值反而降低。本发明通过将Y值和煤的粒度联系起来,发现Y值与煤的粒度之间的关系,同时提出了根据粒度矫正Y值的计算式,根据上述计算式计算获得的Y值能够保证同一批煤样的烟煤胶质层最大厚度之间即使采用不同的机器、设备和人员测量,也能获得在误差范围内的Y值,对烟煤的质量评价更准确。
在可选的实施方式中,检测煤样的上部层面高度和下部层面高度时的煤样温度为250~730℃。
在可选的实施方式中,检测煤样的上部层面高度和下部层面高度时的煤样温度为250~650℃。
在可选的实施方式中,煤样加热过程中的升温速率为:当煤样温度≤250℃时,升温速率为8~10℃/min;当煤样温度>250℃时,升温速率为2~4℃/min。
在可选的实施方式中,煤样的温度在30min内升温到≥250℃。
在可选的实施方式中,采用探针检测煤样的上部层面高度包括:探针从煤样上方进入,装煤样的烧杯口设置有压板和压力盘,探针通过压板和压力盘上的小孔插入至探针底部碰到胶质层层面,记录探针的刻度值。
在可选的实施方式中,采用探针检测煤样的下部层面高度包括:探针从胶质层层面穿过至抵达半焦表面时,记录探针的刻度值。
在可选的实施方式中,在对煤样进行加热处理和检测之前还包括对煤样进行预处理。
在可选的实施方式中,预处理包括将煤样烘烤干燥后破碎再过筛。
优选地,煤样烘烤温度≤40℃,烘烤时间≥4h。
优选地,破碎包括采用颚式破碎机和/或对辊破碎机对试样进行破碎。在其他实施方式中,也可以采用其他破碎设备对煤样进行破碎。
优选地,过筛的筛网目数≤1.5mm。
第二方面,本发明提供一种如前述实施方式任一种提供的检测方法在钢铁冶炼领域的应用。
实施例1
本实施例提供了一种烟煤胶质层最大厚度的检测方法,包括如下步骤:
S01、煤样预处理
铲取2kg左右混匀后的煤样,使用烘箱进行烘烤,40℃,4h,烘烤完成后将煤样进行破碎,破碎完成后过1.5mm筛,测出试样粒度小于0.2mm的煤样比例为B。
S02、加热升温
将上述煤样装入烧杯中进行加热,250℃前的升温速率为8~10℃/min,250℃以后的升温速率为2~4℃/min。当煤样的温度超过250℃后,开始采用探针检测煤样的上部层面高度和下部层面高度,记录得到的下部层面高度减上部层面高度的差值即为烟煤胶质层最大厚度检测值Y测。
S03、矫正Y值
当Y测>7mm时,Ys=Y测+(30-B)×0.10。
当Y测≤7mm时,Ys=Y测-(30-B)×0.053。
其中,Ys为实际烟煤胶质层最大厚度,Y测为烟煤胶质层最大厚度检测值,B为煤样中,粒度<0.2mm的煤样的占比。
试验例1
将检验批号为JYP-2209150047的天宏肥煤、检验批号为JYP-22009010025的乾源中硫1#焦煤、检验批号为JYP-2210020013的湖南2#焦煤、检验批号为JYP-2210060039的同心1/3焦煤以及检验批号为JYP-2209250057梁北瘦煤经分别混匀缩分成5kg后分别送韶钢焦化化验室、韶钢中心化验室、柳钢化验室、三钢化验室,并采用实施例1的方法进行检测,得到如表1~3所示结果。
其中,表1为以实施例1的方法检测到S01步骤结束时获得的B值,表2为以实施例1的方法检测到S02步骤结束时获得的Y测值,表3为以实施例1的方法检测到S03步骤结束时获得的Ys值。
表1 B值检测结果(%)
表2Y测值检测结果(mm)
表3Ys值结果(mm)
由上述表2和表3可知,目前仅通过检测的方法获得的Y测数据存在即使是同一批煤也存在Y测数据差异较大的问题,而经过Ys=Y测+(30-B)×0.10计算式的矫正后,相同的煤样虽然被送往不同的化验室进行验证,但是矫正后获得的Ys在同一批次煤之间差异很小,属于可忽略的误差范围内,相较于直接检测获得的Y测值,能够更精准地判断煤样的品质。
试验例2
将检验批号为JYP-22010060037的山西金泉1#焦煤按实施例1的方法进行处理和检测,处理时调整煤样的B值不同,分为组别1、组别2、组别3和组别4。检测采用同一个人在韶钢中心化验室内利用同一台设备进行检测,得到如表4所示结果。
表4山西金泉1#焦煤的检测结果
组别1 | 组别2 | 组别3 | 组别4 | |
B/% | 5.6 | 12.5 | 18.8 | 26.5 |
Y测/mm | 16.54 | 17.23 | 17.98 | 18.68 |
Ys/mm | 18.98 | 18.76 | 19.10 | 19.03 |
由上述表4可知,在控制了其他外界因素(检测人员、检测样本、检测设备和检测方法)不变的前提下,相同的煤样检测获得的烟煤胶质层最大厚度值之间的差距Y测误差很大,难以准确判断煤样的品质。而经过Ys=Y测+(30-B)×0.10计算式的矫正,获得的实际烟煤胶质层最大厚度Ys之间在相同煤种的情况下差异较小,属于可忽略的误差范围内,相较于直接检测获得的Y测值,能够更精准地判断煤样的品质。
试验例3
将检验批号为JYP-2302260132的湘北瘦煤和验批号为JYP-2303170235的云中瘦煤经分别混匀缩分成5kg后分别送韶钢焦化化验室、韶钢中心化验室、柳钢化验室、三钢化验室,并采用实施例1的方法进行检测,得到如表5~7所示结果。
其中,表5为以实施例1的方法检测到S01步骤结束时获得的B值,表6为以实施例1的方法检测到S02步骤结束时获得的Y测值,表7为以实施例1的方法检测到S03步骤结束时获得的Ys值。
表5 B值检测结果(%)
湘北瘦煤(JYP-2302260132) | 云中瘦煤(JYP-2303170235) | |
韶钢焦化化验室 | 27.6 | 28.7 |
韶钢中心化验室 | 23.5 | 21.8 |
柳钢化验室 | 10.5 | 9.2 |
三钢化验室 | 4.20 | 3.55 |
表6 Y测值检测结果(mm)
湘北瘦煤(JYP-2302260132) | 云中瘦煤(JYP-2303170235) | |
韶钢焦化化验室 | 5.90 | 3.70 |
韶钢中心化验室 | 6.04 | 3.94 |
柳钢化验室 | 6.40 | 4.35 |
三钢化验室 | 6.64 | 4.53 |
表7 Ys值结果(mm)
湘北瘦煤(JYP-2302260132) | 云中瘦煤(JYP-2303170235) | |
韶钢焦化化验室 | 5.83 | 3.66 |
韶钢中心化验室 | 5.84 | 3.69 |
柳钢化验室 | 5.81 | 3.73 |
三钢化验室 | 5.87 | 3.74 |
由上述表5~7数据可知,当Y测值≤7mm时,采用Ys=Y测-(30-B)×0.053计算式对Y值进行矫正,获得的实际烟煤胶质层最大厚度Ys之间在相同煤种的情况下差异较小,属于可忽略的误差范围内,相较于直接检测获得的Y测值,能够更精准地判断煤样的品质。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种烟煤胶质层最大厚度的检测方法,其特征在于,包括将煤样进行加热处理,在升温过程中采用探针检测所述煤样的上部层面高度和下部层面高度,所述上部层面高度与所述下部层面高度之差为烟煤胶质层最大厚度检测值;当所述烟煤胶质层最大厚度检测值>7mm时,采用以下方程计算实际烟煤胶质层最大厚度:
Ys=Y测+(30-B)×0.10;
当所述烟煤胶质层最大厚度检测值≤7mm时,采用以下方程计算实际烟煤胶质层最大厚度:
Ys=Y测-(30-B)×0.053;
其中,Ys为实际烟煤胶质层最大厚度,Y测为烟煤胶质层最大厚度检测值,B为所述煤样中,粒度<0.2mm的煤样的占比。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,检测所述煤样的上部层面高度和下部层面高度时的煤样温度为250~730℃。
3.根据权利要求2所述的检测方法,其特征在于,检测所述煤样的上部层面高度和下部层面高度时的煤样温度为250~650℃。
4.根据权利要求2或3所述的检测方法,其特征在于,所述煤样加热过程中的升温速率为:当煤样温度≤250℃时,升温速率为8~10℃/min;当煤样温度>250℃时,升温速率为2~4℃/min。
5.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于,所述煤样的温度在30min内升温到≥250℃。
6.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,采用探针检测所述煤样的上部层面高度包括:探针从煤样上方进入,通过压板和压力盘上的小孔插入至探针底部碰到胶质层层面,记录所述探针的刻度值。
7.根据权利要求6所述的检测方法,其特征在于,采用探针检测所述煤样的下部层面高度包括:探针从胶质层层面穿过至抵达半焦表面时,记录所述探针的刻度值。
8.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,在对所述煤样进行加热处理之前还包括对所述煤样进行预处理;
优选地,预处理包括将煤样烘烤干燥后破碎再过筛。
9.根据权利要求8所述的检测方法,其特征在于,煤样烘烤温度≥40℃,烘烤时间≥4h;
优选地,过筛的筛网目数≤1.5mm。
10.一种如权利要求1~9任一项所述的检测方法在钢铁冶炼领域的应用。
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