煤炭流動度及其對焦炭質(zhì)量的影響
發(fā)布時(shí)間：
2025-12-02
煤炭流動度及其對焦炭質(zhì)量的影響
試驗(yàn)用煤為室外放置，以3℃/min的速度對試驗(yàn)煤樣進(jìn)行連續(xù)加熱，經(jīng)過軟化溫度和熔融溫度，用Gieseler塑性計(jì)測量了試驗(yàn)煤流動度的變化。試驗(yàn)煤樣重5g，粉碎后用400目篩子篩選后松散堆積。加熱速度與商業(yè)生產(chǎn)焦?fàn)t的加熱速度相近，加熱溫度范圍為350℃～550℃。試驗(yàn)過程中，記錄了最大流動度、焦煤達(dá)到最大流動度時(shí)的溫度及開始軟化溫度、最終固化溫度。最后兩個(gè)溫度之間的差即為塑性范圍（PR）。用連續(xù)旋轉(zhuǎn)的攪拌槳測量流動度，將攪拌槳插入煤樣中，當(dāng)煤軟化時(shí)開始旋轉(zhuǎn)攪拌槳。隨著煤樣逐漸變成流體，攪拌槳的旋轉(zhuǎn)速度也不斷加快，最后在高溫時(shí)煤樣變硬，攪拌槳停止旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)速度用刻度盤（dial division per minute，簡稱ddpm）來表示，每一圈有100個(gè)刻度，因此100 ddpm就表示攪拌槳的轉(zhuǎn)速為1轉(zhuǎn)/min。大多數(shù)測量儀無法記錄280轉(zhuǎn)/min以上的轉(zhuǎn)速，因此，流動度28000以上測量不到，流動度10000以上也不能進(jìn)行重復(fù)測量。
測量最大流動度（MF）、初始軟化溫度（IST）、最大流動度時(shí)的溫度（MFT）以及再固化溫度（RST）可以用于預(yù)測塑性體在焦化過程中的行為。單煤種的流動度溫度有助于配煤，所以配合煤中每個(gè)單煤種的初始軟化和再固化溫度都在主要煤種的范圍內(nèi)。用旋轉(zhuǎn)攪拌槳測量的流動度與焦?fàn)t中松散狀態(tài)的煤的軟化、熔融、固化性能不完全相同。以3℃/min的速度加熱，煤在塑性計(jì)或在焦?fàn)t中變成塑性體大約需要10min～30min的時(shí)間?？梢韵胂螅钚悦核刭|(zhì)在短時(shí)間內(nèi)變軟、熔融、膨脹成泡狀塑性體。塑性體先在表層形成，然后逐漸向內(nèi)成長直至焦?fàn)t中心，最后形成溫度高于煤固化溫度的半焦。上述過程在焦化過程中會多次進(jìn)行，所以大量的煤變成流體需要較長時(shí)間。MF是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，煤樣最小粘度的近似值可以在特殊溫度下獲得。
測量流動度也可以進(jìn)行煤的流變學(xué)研究。試驗(yàn)中煤樣被破碎成40目以下，比商業(yè)生產(chǎn)中的煤粉（3.15mm以下尺寸約占85%，0.5mm以下尺寸約占30%）要細(xì)得多。煤粉尺寸小會抑制煤的流動度，如果破碎后煤粉較粗大則會增大流動度。塑性瀝青失去氫后形成炭粒并固化在一起，所以高溫下試樣的塑性會消失，這一系列過程塑性計(jì)都會有記錄。
配合煤流動度決定著焦炭生產(chǎn)中的粘結(jié)過程，對焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）有影響。實(shí)驗(yàn)表明，要達(dá)到符合要求的CSR值，流動度有一個(gè)最佳范圍。流動度400ddpm以下的煤，利用振動密實(shí)預(yù)炭化（vibrocompcation precarbonisation）技術(shù)在無回收型焦?fàn)t上生產(chǎn)焦炭，焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）很低（低于63%）。這也許是由于配合煤中高流動性煤的惰性物不足，低流動性煤中將沒有足夠的塑性粘結(jié)劑使碳原子保持在一起，所以CSR值低
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