山东地区1/3焦煤容惰能力的研究
作者：佚名发布时间：1970-01-01
项 茹 陈 鹏 薛改凤（武汉钢铁公司研究院，武汉430080)
容惰能力即容纳惰性成分的能力。从煤岩学的角度考虑，配煤参数指标主要决定于炼焦煤的煤化度和煤岩组成，而炼焦煤容惰能力的研究对炼焦配煤有较好的指导作用，尤其对某些变质程度不同，但工艺性质却接近的炼焦煤有较好的区分作用。山东地区1/3焦煤的挥发分高，变质程度偏低，但其粘结指数较高，煤质介于气煤与1/3焦煤之间，在炼焦配煤中，对其作气煤配用还是作1/3焦煤配用颇有争议。但是目前国内没有统一的容惰能力测试体系，常见的有粘结指数测试容惰能力法和奥亚膨胀度测试方法。本文引用粘结指数测试容惰能力法，在保证试样与无烟煤总量不变的条件下，改变1/3焦煤（或气煤、气肥煤）与贫瘦煤的配比，按照测定粘结指数操作步骤进行，对山东地区高挥发分1/3焦煤与气煤、气肥煤及其他地区1/3焦煤进行容惰能力的比较。
1 实验方法
（1）煤的各项工业指标分析按照国标进行。
（2）煤的镜质组反射率测试按照GB/T6948-1998规定进行。反射率分布测定按武钢研究院的方法进行，将炼焦煤镜质组反射率分成＜0.75% 、0.75%～0.95%、0.95%～1.35％和＞1.35%等 4个区间。
（3）煤的容惰能力测试方法参照国标GB 5447-85测定煤的粘结能力方法，因考虑到配煤中惰性成分高粘结能力弱的炼焦煤主要为贫瘦煤，所以选择不同比例的贫瘦煤（G值17）与1/3焦煤煤样1g与5g无烟煤混合，通过其G′值变化，研究各地炼焦煤的容惰能力的差异。
2 研究结果及讨论
2.1 煤样的煤质分析结果
表1列出了山东付村、蒋庄及润峰的1/3焦煤与气煤、气肥煤以及其他地区1/3焦煤的煤质比较结果。
表1 各地区炼焦煤煤质分析结果
|
矿点 |
Ad,% |
Vdaf,% |
St,ad,% |
G |
X,mm |
Y,mm |
Rmax* |
|
黄陵气煤 |
8.64 |
33.63 |
0.68 |
53 |
36 |
9 |
0.70 |
|
新汶气肥煤 |
7.45 |
41.18 |
1.53 |
98 |
39 |
29 |
0.67 |
|
山东付村 |
7.53 |
36.18 |
1.53 |
89 |
34 |
20 |
0.74 |
|
山东蒋庄 |
7.40 |
35.90 |
0.70 |
80 |
38 |
15 |
0.72 |
|
山东润峰 |
7.03 |
34.90 |
0.73 |
70 |
31 |
13 |
0.71 |
|
淮南毕家岗 |
9.65 |
32.71 |
0.39 |
91 |
26 |
23 |
0.85 |
|
河南七矿 |
10.52 |
31.97 |
0.47 |
91 |
26 |
20 |
0.92 |
|
河南田庄 |
9.96 |
30.02 |
0.49 |
90 |
21 |
21 |
0.97 |
|
四川渡市 |
10.97 |
30.27 |
0.63 |
87 |
18 |
17 |
0.96 |
|
四川河市坝 |
10.15 |
32.37 |
0.63 |
80 |
32 |
15 |
0.83 |
|
山西张礼 |
8.78 |
33.54 |
0.44 |
81 |
27 |
18 |
0.80 |
*Rmax为平均最大反射率。
从表1中可知，山东付村1/3焦煤的G值、Y值较高，且与河南七矿、田庄等地的1/3焦煤接近，但变质程度偏低。山东付村、蒋庄和润峰的1/3焦煤与黄陵气煤的变质程度接近，但G值存在明显差异，黄陵气煤的G值最低，山西张礼和四川河市坝1/3焦煤的G值与蒋庄的1/3焦煤接近，但变质程度高于蒋庄的1/3焦煤。
2.2 山东地区1/3焦煤与气煤、气肥煤容惰能力的比较
由表1可知，山东地区1/3焦煤的变质程度偏低，挥发分高，表2列出了山东地区1/3焦煤与气煤和气肥煤的容惰能力的区别。试验样为山东润峰、付村、蒋庄的1/3焦煤、黄陵气煤、新坟气肥煤与鹤壁贫瘦煤（G值为17)，按不同比例配合，每一试验样均为l g。
表2 配入不同比例贫瘦煤的山东1/3焦煤、气煤、气肥煤的G′值
|
矿 点 |
贫瘦煤︰煤样 |
|
0 |
1︰4 |
1︰3 |
1︰2 |
|
山东付村 |
90 |
74.90 |
73.30 |
67.40 |
|
山东蒋庄 |
80 |
59.80 |
56.60 |
50.80 |
|
山东润峰 |
70 |
51.90 |
47.20 |
40.50 |
|
黄陵气煤 |
59 |
31.58 |
26.49 |
20.15 |
|
新汶气肥煤 |
98 |
82.70 |
79.20 |
74.10 |
从表2可看出，黄陵气煤的G值最低，其次为润峰和蒋庄的1/3焦煤，付村和新坟的气肥煤较高。当配入不同比例的贫瘦煤时，各G′值的变化趋势与原煤的G值大小趋势接近，黄陵气煤G值下降明显，其次为润峰和蒋庄的1/3焦煤。至于高G值的付村1/3焦煤与新汉气肥煤配入贫瘦煤后，其G′值也出现下滑，新坟煤的G′值仍比付村煤高，说明新汉气肥煤比付村1/3焦煤的容惰能力强，而付村煤又比蒋庄和润峰1/3焦煤高，黄陵气煤容惰能力最弱。根据实验还可知，山东蒋庄和润峰的1/3焦煤G值较低，煤质偏气煤性质，但因其容惰能力较气煤强，其配比上仍可略高于气煤。
2.3 山东地区1/3焦煤与其他地区1/3焦煤容惰能力测试
由表1可看出，山东地区1/3焦煤的变质程度较其他地区1/3焦煤低，挥发分高，对山东地区1/3焦煤与其工艺性质接近的各地1/3焦煤进行容惰能力比较，结果见表3。
表3 配入不同比例贫瘦煤的各地区1/3焦煤G′值
|
矿 点 |
贫瘦煤︰煤样 |
|
0 |
1︰4 |
1︰3 |
1︰2 |
|
山东付村 |
90 |
74.90 |
73.30 |
67.40 |
|
山东蒋庄 |
80 |
59.80 |
56.60 |
50.80 |
|
山东润峰 |
70 |
51.90 |
47.20 |
40.50 |
|
淮南毕家岗 |
91 |
78.00 |
76.68 |
73.40 |
|
四川渡市 |
87 |
73.62 |
69.39 |
64.41 |
|
四川河市坝 |
83 |
69.04 |
66.11 |
56.83 |
|
山西张礼 |
81 |
69.60 |
65.96 |
56.78 |
|
河南田庄1/3焦煤 |
90 |
78.27 |
75.76 |
70.07 |
|
河南七矿 |
91 |
77.44 |
74.01 |
69.92 |
从表3可看出，若原1/3焦煤的G值高，添加贫瘦煤后其G′值则下降缓和，如毕家岗的1/3焦煤，说明其对贫瘦煤的粘结能力强；若原煤G值低，添加贫瘦煤后其G′值下降迅速，如润峰和蒋庄的1/3焦煤，其G′值由原煤的70、80下降到40、50，说明其对贫瘦煤的粘结能力弱。根据1/3焦煤的G值可以看出，付村、田庄、七矿、毕家岗以及渡市的G值接近，其按比例配入贫瘦煤后，G′值的变化出现差异，呈现出不同的容惰性，见图1。
| 作者:项 茹 陈 鹏等 时间:2010-1-15 10:51:01 |
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图1 高G值1/3焦煤配入贫瘦煤后G′值的变化趋势
图1显示了各高G值的1/3焦煤按比例配入贫瘦煤后G′值的变化趋势。从图1可看出，山东付村矿的G值高达90，与田庄、七矿等矿点1/3焦煤的G值接近，配入贫瘦煤后，G′值下降比田庄、七矿以及毕家岗的明显，但比渡市的平缓，这说明付村1/3焦煤的容惰能力比毕家岗七矿以及田庄1/3焦煤略低，但比渡市1/3焦煤高。这主要由于山东付村1/3焦煤的变质程度低，胶质体较稀薄，当惰性成分达到一定比例时，其粘结能力下降明显，但付村1/3焦煤配入贫瘦煤后，其G′值比河南七矿等地1/3焦煤仅低3～6,说明付村1/3焦煤的容惰能力仍显示1/3焦煤特征，配用上可以保持较高的配比（挥发分允许范围内）。
图2列出了蒋庄、润峰、河市坝及张礼等G值较低的1/3焦煤配入一定比例贫瘦煤后G′值的变化趋势。从图2可看出，润峰1/3焦煤的G′值下降最明显，蒋庄1/3焦煤原煤的G值虽然与张礼、河市坝1/3焦煤接近，但随着贫瘦煤的配入，其G′值下降也明显，而张礼与河市坝1/3焦煤的变化趋势较接近。根据以上分析可知，蒋庄1/3焦煤的容惰能力比张礼和河市坝1/3焦煤弱，但高于润峰1/3焦煤，这也说明对于工艺性质接近、变质程度不同的1/3焦煤，变质程度低的1/3焦煤的容惰能力较弱。
根据山东地区1/3焦煤与各地高G值1/3焦煤与低G值1/3焦煤比较结果可知，山东枣庄付村1/3焦煤的容惰能力比毕家岗、七矿和田庄1/3焦煤微弱，略高于四川渡市的1/3焦煤。根据所取煤样，山东润峰1/3焦煤的容惰能力较差，山东蒋庄1/3焦煤比河市坝、张礼1/3焦煤的容惰能力弱。
图2 低G值113焦煤配入贫瘦煤后G′值变化结果
3 小结
（1）容惰能力的测试方法较多，本文引用粘结指数测试方法，在保证试样与无烟煤总量不变的前提下，改变煤样与贫瘦煤的配比，按照测定粘结指数的操作步骤进行。此方法对煤质不同的炼焦煤的容惰能力有较好的区分作用。
（2）炼焦煤的容惰能力与其煤化度和煤岩组成相关，从目前国内常用指标看，即与炼焦煤的变质程度和工艺性质相关。对于G值、Y值接近的1/3焦煤，变质程度高的容惰能力强；而对于变质程度接近的1/3焦煤，G值、Y值高的1/3焦煤容惰能力强。
（3）通过山东地区1/3焦煤与气煤、气肥煤、其他地区1/3焦煤容惰能力的比较，新汶气肥煤的容惰能力最强；山东蒋庄和润峰的1/3焦煤G值较低，煤质偏气煤性质，但因其容惰能力较气煤强，其配比上仍应略高于气煤。山东付村1/3焦煤的容惰能力比其他高G值的1/3焦煤微弱，略高于渡市1/3焦煤，说明其容惰能力仍显示1/3焦煤性质，配用上可以保持较高配比（挥发分允许范围内）。山东蒋庄、润峰1/3焦煤的G值、Y值与四川河市坝等低G值的1/3焦煤接近，但因其变质程度偏低，其容惰能力较低。 | |
