田小鵬

煤的可磨性是指煤在規(guī)定條件下，磨制成粉的難易程度，在現(xiàn)代工業(yè)和煤炭科研中都起著重要的作用。隨著粉煤流態(tài)化技術(shù)的發(fā)展，很多工業(yè)部門特別是動(dòng)力用煤部門都需要將煤制成粉狀加以利用，這時(shí)就需要根據(jù)煤的可磨性來(lái)設(shè)計(jì)磨煤機(jī)，選擇磨煤機(jī)的容量，預(yù)測(cè)磨煤機(jī)所需的動(dòng)力及磨煤機(jī)的產(chǎn)率和能耗，或者根據(jù)煤的可磨性來(lái)選擇適合某種特定型號(hào)磨煤機(jī)的煤種和煤源?？梢?，煤的可磨性是煤加工利用過程中的一個(gè)重要指標(biāo)，是制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行中的一個(gè)必不可少的參數(shù)。因此，準(zhǔn)確測(cè)定煤的可磨性指數(shù)意義重大。

測(cè)定煤的可磨性指數(shù)有哈德格羅夫法（簡(jiǎn)稱哈氏法）和全蘇熱工研究所法（簡(jiǎn)稱VTI法），大多數(shù)國(guó)家普遍采用哈氏法作為標(biāo)準(zhǔn)方法。其測(cè)定值——哈氏可磨性指數(shù)HGI是一個(gè)無(wú)量綱的物理量，可用來(lái)衡量煤的可磨性，其值的大小反映了不同煤破碎成粉的相對(duì)難易程度。HGI值越大，說明在消耗一定能量的條件下，相同量規(guī)定粒度的煤樣磨制成粉的細(xì)度越細(xì)，或者說對(duì)相同量規(guī)定粒度的煤樣磨制成相同細(xì)度時(shí)所消耗的能量越少。但由于可磨性實(shí)驗(yàn)操作的不便，存在一定的誤差。本文從煤樣制備、測(cè)定過程以及正確繪制與使用校準(zhǔn)圖等3方面闡述了如何準(zhǔn)確測(cè)定煤的哈氏可磨性指數(shù)。

1 方法提要

將一定粒度范圍和質(zhì)量的煤樣，經(jīng)哈氏可磨性測(cè)定儀研磨后，在規(guī)定的條件下篩分，稱量篩上煤樣的質(zhì)量，由研磨前的煤樣總量減去篩上煤樣質(zhì)量得到篩下煤樣的質(zhì)量，再?gòu)挠蓸?biāo)準(zhǔn)煤樣繪制的校準(zhǔn)圖上查得哈氏可磨性指數(shù)值。

2 煤樣的制備

正確制備可磨試樣是準(zhǔn)確測(cè)定可磨性指數(shù)的關(guān)鍵一步。制備可磨性試樣一定要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，采用逐級(jí)破碎的方法制樣。破碎不能太快，否則會(huì)使煤樣過于粉碎，一方面制出的試樣不能真實(shí)代表所測(cè)煤的硬度，另一方面出樣率也會(huì)明顯下降，這樣即使以后的步驟符合規(guī)定，所得到的測(cè)定結(jié)果也不能如實(shí)地反映出煤在生產(chǎn)和利用中的粉碎特性。因此，要首先按照GB474-2008《煤樣的制備方法》所規(guī)定的原則將煤樣破碎到小于6mm，達(dá)到空氣干燥狀態(tài)后，再進(jìn)行下一步的逐級(jí)破碎。逐級(jí)破碎時(shí)要采用篩分——破碎——篩分的方法，即先篩出大于1.25mm的煤樣，調(diào)節(jié)好破碎機(jī)的間距，使其僅能破碎最大的顆粒，然后篩分；調(diào)間距，將篩上物再破碎、篩分，如此反復(fù)直至煤樣全部通過了1.25mm篩。最后，再用0.63mm的篩子篩分，棄去篩下物，留取0.63mm～1.25 mm粒度的煤樣供測(cè)定使用。在制樣過程中，破碎后的每次篩分要盡量充分，以防止重復(fù)破碎。要特別注意的是：不能用＜3 mm粒度來(lái)制備試樣，因?yàn)樗话悴皇前粗鸺?jí)破碎的方式制得的，其中煤粉量較多，用它制備可磨性試樣一般難以達(dá)到45%的出樣率，試樣的代表性差。由大量的試驗(yàn)得知，從＜3mm開始制備試樣的出樣率大多在30%～40%之間，從＜6mm開始制備試樣的出樣率一般都能達(dá)到45%以上，滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。

3 測(cè)定過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）測(cè)定時(shí)首先用二分器從制好的試樣中縮分出約120g，用0.63mm篩振篩5min除去煤粉，保證初始粒度符合要求。然后再用二分器將之分為兩份，供兩次重復(fù)測(cè)定用。

（2）要確保哈氏儀在測(cè)定時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)60±0.25轉(zhuǎn)后自動(dòng)停止。因此，在放入試樣進(jìn)行研磨以前，要試運(yùn)轉(zhuǎn)哈氏儀，檢查儀器是否正常，并將計(jì)數(shù)器恢復(fù)到零位。

（3）要防止試樣研磨前的外加破碎，確保所要求的總垂直力284N±2N均勻施加在8個(gè)鋼球上。研磨前的外加破碎是指在研磨以前，由于操作的原因所造成的破碎。例如將試樣倒入研磨碗后移動(dòng)鋼球，沒有把落在鋼球上和研磨碗凸起部位的煤樣掃到球的周圍；在將研磨碗掛到機(jī)座兩側(cè)的螺栓上時(shí)，研磨環(huán)的十字槽與主軸下端的十字頭要反復(fù)幾次才能對(duì)準(zhǔn)等，這些都能使試樣遭到外加破碎。因此進(jìn)行這一操作時(shí)，一定要將鋼球盡可能地均勻放好再倒入試樣，將球上及研磨碗凸起部位的煤樣用軟毛刷輕輕地掃到球的周圍；掛研磨碗時(shí)，應(yīng)先仔細(xì)觀察主軸下端的十字頭停留的位置朝向，再放置研磨環(huán)，用盡可能少的次數(shù)掛好研磨碗，擰緊螺絲，確?？偞怪绷鶆蚴┘釉?個(gè)鋼球上。

（4）清掃篩底時(shí)，要將粘在底上的煤粉清刷干凈，每次清刷時(shí)，動(dòng)作都一定要輕緩，以免煤粉飛揚(yáng)，同時(shí)還要防止篩上的煤樣從蓋縫中漏出，并要保證振篩時(shí)間。

4 校準(zhǔn)圖的正確繪制與使用

4.1 繪制校準(zhǔn)圖

繪制校準(zhǔn)圖時(shí)要使用4個(gè)一組的標(biāo)準(zhǔn)可磨性煤樣，它們的哈氏可磨性指數(shù)值分別約為40、60、80、110。將標(biāo)準(zhǔn)煤樣的每個(gè)煤樣，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作步驟，用本單位的哈氏儀重復(fù)測(cè)定4次，計(jì)算出0.071mm篩下煤樣的質(zhì)量，取其算術(shù)平均值。作圖時(shí)在直角坐標(biāo)紙上，以標(biāo)樣的篩下煤樣的質(zhì)量平均值為縱坐標(biāo)，以其哈氏指數(shù)值為橫坐標(biāo)，標(biāo)出以上4個(gè)煤樣的坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)最小二乘法原則將4個(gè)點(diǎn)連成一條直線，所得的直線就是所用哈氏儀的校準(zhǔn)圖。

4.2 使用校準(zhǔn)圖

由于篩下物粒度細(xì)小，試驗(yàn)中難免有所損失，如直接用稱量所得的篩下物質(zhì)量進(jìn)行結(jié)果處理，則會(huì)導(dǎo)致結(jié)果準(zhǔn)確性較差，產(chǎn)生系統(tǒng)偏低。所以應(yīng)嚴(yán)格遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，用總樣量減去篩上物質(zhì)量的差作為篩下物的質(zhì)量，然后使用校準(zhǔn)圖查得哈氏可磨性指數(shù)值，這樣就可以消除由于儀器設(shè)備及操作人員等可變因素引起的系統(tǒng)誤差，得到準(zhǔn)確的、在國(guó)際上都一致的可磨性指數(shù)測(cè)定結(jié)果，而不用通過一元線形回歸建立的方程式去計(jì)算結(jié)果。

另外，在校準(zhǔn)圖上一般可查得的可磨性指數(shù)值為30～120，這基本上滿足了我國(guó)絕大多數(shù)煤種的測(cè)定要求，但是有個(gè)別地區(qū)煤的可磨性指數(shù)值超出了這個(gè)范圍。遇到這種情況，可將校準(zhǔn)圖上的直線適當(dāng)延長(zhǎng)。由于校準(zhǔn)圖上的直線是根據(jù)4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)煤樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)按照最小二乘法的原則作出的，因此適當(dāng)延長(zhǎng)校準(zhǔn)直線，一般產(chǎn)生的誤差不會(huì)太大。

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