1 原理
將一定質(zhì)量的試驗煤樣和專用無煙煤,在規(guī)定的條件下混合,快速加熱成焦,所得焦塊在一定規(guī)格的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行強度檢驗,用規(guī)定的公式計算粘結指數(shù),以表示試驗煤樣的粘結能力。
2 儀器設備
2.1 本方法需用下列儀器設備:
2.1.1 分析天平:感量1mg。
2.1.2 馬弗爐:具有均勻加熱帶,其恒溫區(qū)(850±10)℃,長度不小于120mm,并附有調(diào)壓器或定溫控制器。
2.1.3 轉(zhuǎn)鼓試驗裝置:包括兩個轉(zhuǎn)鼓、一臺變速器和一臺電動機,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速必須保證(50±2)r/min。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)經(jīng)200mm、深70mm,壁上鉚有兩塊相距180°、厚為3mm的擋板(圖1)。
圖1 轉(zhuǎn)鼓
2.1.4 壓力器:以6kg質(zhì)量壓緊試驗煤樣與專用無煙煤混合物的儀器(圖2)
圖2 壓力器
1——底板;2——沉頭螺釘;3——圓座;4——鋼管;5——聯(lián)板;6——堵板;7——支承軸;8——小軸;9——墊圈;10——開口銷;11——支撐架;12——手柄;13——壓重;14——升降立軸;15——絲堵
2.2 用具:
2.2.1 坩堝和坩堝蓋:瓷質(zhì)(圖3)
圖3坩堝和蓋
2.2.2 攪拌絲:由直徑1mm~1.5mm的硬質(zhì)金屬絲制成(圖4)。
圖4 攪拌絲
2.2.3 壓塊:鎳鉻鋼制成,質(zhì)量為110g~115g(圖5)。
圖5 壓塊
2.2.4 圓孔篩:篩孔直徑1mm。
2.2.5 坩堝架:由直徑3mm~4mm鎳鉻絲制成(圖6)。
圖6 坩堝架示意圖
2.2.6 秒表。
2.2.7 干燥器。
2.2.8 鑷子。
2.2.9 刷子。
2.2.10 帶手柄平鏟或夾子:送取盛樣坩堝架出入馬弗爐用。手柄長600mm~700mm,平鏟外形尺寸(長×寬×厚)約為200mm×20mm×1.5mm.
3 煤樣
3.1 試驗煤樣按GB 474制備成粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣,其中0.1mm~0.2mm的煤粒占全部煤樣的20%~35%。煤樣粉碎后并在試驗前應混合均勻。
3.2 試驗煤樣應裝在密封的容器中,制樣后到試驗時間不應超過一星期。如超過一星期,應在報告中注明制樣和試驗時間。
4 試驗步驟
4.1 先稱取5g專用無煙煤,再稱取1g試驗煤樣放入坩堝(5.2.1),質(zhì)量應稱準到0.001g。
4.2 用攪拌絲(5.2.2)將坩堝內(nèi)的混合物攪拌2min。攪拌方法是:坩堝作45°左右傾斜,逆時針方向轉(zhuǎn)動,每分鐘約15轉(zhuǎn),攪拌絲按同樣傾角作順時針方向轉(zhuǎn)動,每分鐘約150轉(zhuǎn),攪拌時,攪拌絲的圓環(huán)接觸坩堝壁與底相連接的圓弧部分。約經(jīng)1min45s,一邊繼續(xù)攪拌,一邊將坩堝與攪拌絲逐漸轉(zhuǎn)到垂直位置,約2min時,攪拌結束,亦可用達到同樣攪拌效果的機械裝置進行攪拌。在攪拌時,應防止煤樣外濺。
4.3 攪拌后,將坩堝壁上煤粉用刷子(5.2.9)輕輕掃下,用攪拌絲將混合物小心地撥平,并使沿坩堝壁的層面略低1mm~2mm,以便壓塊(5.2.3)將混合物壓緊后,使煤樣表面處于同一平面。
4.4 用鑷子(5.2.8)夾壓塊(5.2.3)于坩堝中央。然后將其置于壓力器(5.1.4)下,將壓桿輕輕放下,靜壓30s。
4.5 加壓結束后,壓塊仍留在混合物上,加上坩堝蓋。注意從攪拌時開始,帶有混合物的坩堝,應輕拿輕放,避免受到撞擊與振動。
4.6 將帶蓋的坩堝放置在坩堝架(5.2.5)中,用帶手柄的平鏟或夾子(5.2.10)托起坩堝架,放入預先升溫到850℃的馬弗爐(5.1.2)內(nèi)的恒溫區(qū)。要求6min內(nèi),爐溫應恢復到850℃,以后爐溫應保持在(850±10)℃。從放入坩堝開始計時,焦化15min,之后,將坩堝從馬弗爐中取出,放置冷卻到室溫。若不立即進行轉(zhuǎn)鼓試驗,則將坩堝放入干燥器(5.2.7
)中。馬弗爐溫度測量點,應在兩行坩堝中央。爐溫應定期校正。
4.7 從冷卻后的坩堝中取出壓塊。當壓塊上附有焦屑時,應刷入坩堝內(nèi)。稱量焦渣總質(zhì)量,然后將其放入轉(zhuǎn)鼓內(nèi),進行第一次轉(zhuǎn)鼓(5.1.3)試驗,轉(zhuǎn)鼓試驗后的焦塊用1mm圓孔篩(5.2.4)進行篩分,再稱量篩上物質(zhì)量,然后,將其放入轉(zhuǎn)鼓進行第二次轉(zhuǎn)鼓試驗,重復篩分、稱量操作。每次轉(zhuǎn)鼓試驗5min即250轉(zhuǎn)。質(zhì)量均稱準到0.01g。
5 結果表述
粘結指數(shù)(G)按式(1)計算:
............................(1)
式中:m1——第一次轉(zhuǎn)鼓試驗后,篩上物的質(zhì)量,g;
m2——第二次轉(zhuǎn)鼓試驗后,篩上物的質(zhì)量,g;
m——焦化處理后焦渣總質(zhì)量,g。
計算結果取到小數(shù)點后第一位。
6 補充實驗
當測得的G小于18時,需重做試驗。此時,試驗煤樣和專用無煙煤的比例改為3:3.即