炼焦煤粘结指数制样方法的研究
王文光 孙海英 王殿甦 付 裕 王立敏（本溪钢铁有限责任公司焦化厂，本溪117021)
粘结指数（G值）是烟煤分类的主要指标，对于确定烟煤种类、判断单种煤质量优劣、确定经济合理的配煤比、研究配合煤质量变化、预测和提高焦炭质量十分重要。试验表明，在其他条件相同的情况下，采用不同方法制备的同一种煤的粘结指数煤样，G值（采用GB/T5447-1997法测定）相差较大，煤种不同G值的差值也不同。因此，对于同一种煤，洗煤厂、监督部门、用煤单位各自测定的G值的结果相差较大，没有可比性，不利于指导生产。
1 制样方法
1) 方法1。将所采集的煤样用锥堆4分法缩分到≥l kg，在烘箱中烘干，105～110℃下干燥2h后，用4分法缩分到200g左右，放入密封式研磨机研磨30s后取出，用0.2mm (80目）筛子筛分，筛上煤样继续放入密封式研磨机中研磨30s后取出筛分，直到全部通过0.2mm (80目）筛子，将全部过筛后的煤样混匀，取50g左右装入事先写好矿名、煤种、制样日期、分析项目（G值）的试样袋中送化验室。
2）方法2。将所采集煤样用锥堆4分法缩分到≥l kg，放烘箱中烘干，在105～110℃下干燥2h后，用锥堆4分法缩分到200g左右，用对辊破碎机（对辊缝隙调到1.5mm，用于制备胶质层煤样）破碎后，用0.2mm (80目）筛子筛分，弃去筛上煤样，将筛下煤样混匀，取50g左右装入试样袋送化验室。
3）方法3。将所采集煤样用锥堆4分法缩分到≥l kg，放烘箱中烘干，在105～110℃下干燥2h后，用3mm筛子筛分。>3mm煤样继续破碎直到全部通过3mm筛子后，用4分法缩分到500g左右。缩分后的煤样用1.5mm筛子筛分，> 1.5mm煤样继续破碎直到全部通过1.5mm筛子后，再用锥堆4分法缩分到200g左右。然后用0.2mm (80目）筛子筛分，筛上煤样继续放入密封式研磨机中研磨30s后，取出筛分，直到全部通过0.2mm (80目）筛子，将全部过筛后的煤样混匀，取50g左右装入试样袋中送化验室。
2 试验研究
选择7种单种煤进行粘结指数制样方法的试验研究。具体做法如下：取各单种煤样4kg，用锥堆4分法均匀地分成4份（每份l kg左右），其中1份作为备用煤样，其他3份分别按上述3种方法制备粘结指数煤样；煤样制好并混匀后分别称取50g，用0.1 mm (140目）筛子筛分，以确定煤样的筛分组成；然后分别将筛上、筛下煤样混合均匀，分别装入试样袋中送化验室。试验所得结果见表1。
表1 粘结指数煤样的测定结果
|
单种煤 |
工业分析，％ |
制样
方法 |
筛分组成，％ |
G值 |
|
Ad |
Vdaf |
Std |
＜0.2mm |
0.1～0.2mm |
|
张台子 |
9.49 |
15.52 |
1.04 |
1 |
100 |
17 |
11 |
|
2 |
100 |
36 |
8 |
|
3 |
100 |
23 |
10 |
|
新建 |
10.39 |
30.31 |
0.27 |
1 |
100 |
14 |
90 |
|
2 |
100 |
36 |
85 |
|
3 |
100 |
22 |
89 |
|
范各庄 |
11.71 |
28.83 |
1.19 |
1 |
100 |
12 |
97 |
|
2 |
100 |
31 |
89 |
|
3 |
100 |
27 |
92 |
|
翔羽 |
8.06 |
29.49 |
1.20 |
1 |
100 |
15 |
69 |
|
2 |
100 |
48 |
50 |
|
3 |
100 |
38 |
61 |
|
下水
屯兰 |
11.00 |
24.15 |
1.24 |
1 |
100 |
20 |
78 |
|
2 |
100 |
39 |
66 |
|
3 |
100 |
31 |
73 |
|
益安 |
11.59 |
23.50 |
1.55 |
1 |
100 |
20 |
69 |
|
2 |
100 |
39 |
66 |
|
3 |
100 |
31 |
67 |
|
梗鑫 |
10.44 |
25.41 |
1.30 |
1 |
|
ter>100
|
14 |
80 |
|
2 |
100 |
33 |
71 |
|
3 |
100 |
22 |
77 |
注：表中工业分析数据由方法3煤样测定。
3 试验结果分析
经过破碎、筛分、混合、缩分、干燥等程序制备的分析（试验）用煤样，必须能够代表原煤样。因此，特别要求煤样（空气干燥煤样）粒度小于0.2mm，并且要求0.1～0.2mm煤粒占全部粘结指数煤样质量的20%～35%。
根据上述的制样原则，方法1虽然能满足制样总的原则要求，但0.1～0.2mm煤粒占全部粘结指数煤样质量的百分比普遍偏小，除了下水屯兰煤、益安煤能达到20％以外，其余单种煤均小于20%，说明此方法制备的煤样过细。
方法2将0.2mm以上的筛上煤样弃去，造成0.2mm筛下煤样代表性不好，不符合煤制样总的原则要求。并且用对辊破碎机破碎煤样，0.1～0.2mm煤粒的质量百分比普遍偏大，均高于30%（大部分高于35%)，翔羽煤高达48%，说明此方法制备的煤样过粗。
方法3可满足制样总的原则要求，并且0.1～0.2mm煤粒占全部粘结指数煤样质量的20%～35%,仅翔羽煤超过了35%，达到38%，与该煤的可磨性差有关。建议对0.1～0.2mm煤粒的质量百分比适当放宽或不加限制，以简化操作方法和操作步骤。
综上所述，方法3符合要求。分析表1中G值的测定结果，各单种煤采用不同制样方法的G值均不相同，其中张台子煤、益安煤最大值和最小值相差仅为3，翔羽煤差值达到19。其余煤种最大值和最小值的差值介于3～19之间。从G值变化趋势上看，G值均随0.1 ～0.2mm煤粒的质量百分比的变化而变化，普遍规律是质量百分比越大G值越小，即煤粒越大G值越小，反之G值越大。
由上述分析可知，由于没有统一的制样标准，对同一种煤，采用不同的制样方法，测定的粘结指数结果不同，对煤种的质量认定、配煤炼焦、指导炼焦生产等造成难度和争议。因此，国家应对粘结指数制样方法制定统一的制样标准，建议以方法3为基础，制定制备粘结指数煤样的国家标准。
4 注意事项
1) 密封式研磨机的研磨时间应控制在30s以内，研磨时间长后，不仅使煤样过度破碎，还会造成钵体高温，煤样易被氧化，影响测定结果的准确度。
2) 在用锥堆4分法缩分煤样过程中，应将锥边的大颗粒煤样用试样锤破碎以利于煤样的均匀混合。
3) 煤破碎成粉的难易程度与煤化度、煤的岩相组成以及煤中矿物质的种类、数量和分布有关。烟煤是由镜煤、亮煤、丝炭和暗煤4种宏观岩相组分组成的混合物，各组分的粘结性不同，抗碎性也不同。因此制备的任何分析（试验）用煤样，必须进行破碎、筛分、混合、缩分。
