煤的可磨性指數(shù)測定方法

( 哈德格羅夫法 )          GB2565 — 87代替 GB2565 — 81

Determination of grindability index of coal

(Hardgrove method)

中華人民共和國煤炭工業(yè)部 1987-08-07 批準(zhǔn)             1988-07-01 實(shí)施

     本標(biāo)準(zhǔn)適用于煙煤、無煙煤哈德格羅夫 ( 簡稱哈氏 ) 可磨性指數(shù)的測定。

     本標(biāo)準(zhǔn)等效采用了 ISO5074 — 1980(E) 《硬煤—哈德格羅夫可磨性指數(shù)的測定》。

     方法要點(diǎn)：將煤樣制成規(guī)定的粒度，經(jīng)哈氏可磨性測定儀研磨后，在規(guī)定條 件下篩分，稱量篩上煤樣質(zhì)量，從由標(biāo)準(zhǔn)煤樣繪制的校準(zhǔn)圖上查得哈氏可磨性指數(shù)。

1   儀器、設(shè)備

1.1   哈氏可磨性測定儀 ( 簡稱哈氏儀 ) ：如 圖 1 所示。電動機(jī)通過蝸輪、蝸桿和一對 齒輪減速后，帶動主軸和研磨環(huán)以 20 ± 1r/min 的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。研磨環(huán)驅(qū)動研磨碗內(nèi)的8 個鋼球轉(zhuǎn)動，鋼球直徑為 25.4mm ，由重塊、齒輪、主軸和研磨環(huán)施加在鋼 球上的總垂直力為 284 ± 2N( 約 29 ± 0.2kgf) 。

圖 1 哈氏可磨性測定儀

1 —機(jī)座； 2 —電氣控制盒； 3 —蝸輪盒； 4 —電動機(jī)； 5 —小齒輪； 6 —大齒輪； 7 —重塊； 8 —護(hù)罩； 9 —撥桿； 10 —計(jì)數(shù)器； 11 —主軸； 12 —研磨環(huán)； 13 —鋼球； 14 —研磨碗

 研磨碗與研磨環(huán)材質(zhì)相同，并經(jīng)過淬火處理，幾何形狀和尺寸如 圖 2 所示。

     哈氏儀在用于可磨性指數(shù)測定之前，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)煤樣進(jìn)行校準(zhǔn)。

1.2   試驗(yàn)篩 (GB6003 — 85) ：孔徑為 0.071 ， 0.63 ， 1.25mm ，直徑為 200mm ，并配有篩蓋和底盤。

1.3   保護(hù)篩：能套在試驗(yàn)篩上的圓孔篩或方孔篩，孔徑范圍 16 ～ 19mm 。

1.4   振篩機(jī)：可以容納外徑為 200mm 的一組垂直套疊并加蓋和底盤的篩子。垂直 振擊頻率為 149min -1 ，水平回轉(zhuǎn)頻率為 221min -1 ，回轉(zhuǎn)半徑為 12.5mm 。

1.5   天平：zui大稱量 100g ，感量 0.01g 。

圖 2 研磨件

1 —主軸； 2 —研磨環(huán)； 3 —研磨碗； 4 —鋼球

1.6   托盤天平：zui大稱量 1000g ，感量 1g 。

1.7   二分器：符合GB474 — 83《煤樣制備方法》的規(guī)定，分樣格槽寬約 5mm 。

1.8   破碎機(jī)：輥式破碎機(jī)或圓盤式破碎機(jī)，輥或盤的間距可調(diào)，能將粒度 6mm 的 煤樣破碎到 1.25mm ，而只生成zui小量的、小于 0.63mm 的煤粉。

2   煤樣的制備

2.1   按照GB 474 — 83 規(guī)定的原則，將煤樣破碎到6 mm 。

注：在 GB474 — 83中沒有 6mm 這一粒度級。可將煤樣破碎到 13mm 后，接著再 破碎到 6mm 。

2.2   將上述煤樣縮分出約 1kg ，放入盤內(nèi)攤開至層厚不超過 10mm ，空氣干燥后 稱量 ( 稱準(zhǔn)到 1g ) ， 2.3 用 1.25mm 的篩子，分批過篩上述煤樣，每批約 200g ，采用 逐級破碎的方法，不斷調(diào)節(jié)破碎機(jī)的輥 ( 或盤 ) 的間距，使其只能破碎較大的顆粒。 不斷破碎，篩分至上述煤樣全部通過 1.25mm 篩子留取 0.63 ～ 1.25mm 的煤樣，棄 去篩下物。

2.4   稱量 0.63 ～ 1.25mm 的煤樣 ( 稱準(zhǔn)到 1g ) ，計(jì)算這個粒度范圍的煤樣質(zhì)量占破 碎前煤樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù) ( 出樣率 ) ，若出樣率小于 45% ，則該煤樣作廢。再從 6mm 煤樣中縮分出 1kg ，按 2.3 制樣方法重新制樣。

注：地質(zhì)勘探煤樣量較少時，破碎后若小于 45% ，可進(jìn)行測定，但應(yīng)注明出 樣率，其結(jié)果供參考。

3   測定步驟

3.1   將 0.63 ～ 1.25mm 的煤樣混合均勻，用二分器分出 120g ，用 0.63mm 篩子在 振篩機(jī)上篩 5min ，以除去煤粉；再用二分器縮分為每份不少于 50g 的兩份煤樣。

3.2   試運(yùn)轉(zhuǎn)哈氏儀，檢查是否正常，然后調(diào)到合適的啟動位置。

3.3   *清掃研磨碗、研磨環(huán)和鋼球，并將鋼球盡可能均勻地分布在研磨碗的凹 槽內(nèi)。

3.4   稱取 50 ± 0.01g 已除去煤粉的煤樣，均勻倒入研磨碗，平整其表面，并將落 在鋼球上和研磨碗凸起部分的煤樣清掃到鋼球周圍，然后將研磨環(huán)放在研磨碗內(nèi)。

3.5   使研磨環(huán)的十字槽對準(zhǔn)主軸下端的十字頭，同時將研磨碗掛在機(jī)座兩側(cè)的螺 栓上，擰緊固定，以確保總垂直力均勻施加在 8 個鋼球上。

3.6   將計(jì)數(shù)器調(diào)到零位，啟動電機(jī)，儀器運(yùn)轉(zhuǎn) 60 ± 0.25r 后自動停止。

3.7   將保護(hù)篩、 0.071mm 篩子和底盤套疊好，卸下研磨碗，把沾在研磨環(huán)上的煤 粉刷到保護(hù)篩上，然后將磨過的煤樣連同鋼球一起倒入保護(hù)篩，并仔細(xì)將沾在研 磨碗和鋼球上的煤粉刷到保護(hù)篩上。把鋼球放回研磨碗，再把沾在保護(hù)篩上的煤 粉刷到 0.071mm 篩子內(nèi)。

3.8   將篩蓋蓋在 0.071mm 篩子上，連底盤一起放在振篩機(jī)上篩 10min 。取下篩子， 將沾在 0.071mm 篩子底下的煤粉刷到底盤內(nèi)，重新放到振篩機(jī)上篩 5min ，又刷 篩底一次，再振篩 5min ，刷篩底一次。

3.9   稱量 0.071mm 篩上的煤樣 ( 稱準(zhǔn)到 0.01g ) ，記作 G 1 。

3.10   稱量 0.071mm 篩下的煤樣 ( 稱準(zhǔn)到 0.01g ) 。篩上和篩下煤樣質(zhì)量之和與研磨 前煤樣質(zhì)量 (50 ± 0.01g ) 相差不得大于 0.5g ，否則測定結(jié)果作廢，應(yīng)重做試驗(yàn)。

4   結(jié)果處理

4.1   按下式計(jì)算出 0.071 mm 篩下煤樣的質(zhì)量 G (g) ：

4.2   查校準(zhǔn)圖 ( 校準(zhǔn)圖的繪制見附錄 A) ，并記下可磨性指數(shù)值。

4.3   取兩次重復(fù)測定的算術(shù)平均值，修約到整數(shù)報(bào)出。

5   允許差

     同一試驗(yàn)室： 2 個哈氏可磨性指數(shù) (HGI) 。

     不同試驗(yàn)室： 4 個哈氏可磨性指數(shù) (HGI) 。

6   儀器校準(zhǔn)

6.1   每年至少用可磨性標(biāo)準(zhǔn)煤樣校準(zhǔn)一次哈氏儀。

6.2   當(dāng)儀器、設(shè)備 ( 包括試驗(yàn)篩 ) 更新或修理，或懷疑哈氏儀有問題時，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)煤 樣進(jìn)行校準(zhǔn)。

6.3   儀器校準(zhǔn)按附錄 A 的方法進(jìn)行。 

附 錄 A  校準(zhǔn)圖的繪制( 補(bǔ)充件 )

A.1   繪制校準(zhǔn)圖時要使用四個一組的可磨性標(biāo)準(zhǔn)煤樣，它們的哈氏可磨性指數(shù)值 分別約為 40 ， 60 ， 80 ， 110 。

A.2   可磨性標(biāo)準(zhǔn)煤樣由煤炭科學(xué)研究院北京煤化學(xué)研究所以美國材料與試驗(yàn)協(xié)會 (ASTM) 的可磨性標(biāo)準(zhǔn)煤樣為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制備。

圖 A1 校準(zhǔn)圖例

A.3   將四個一組的可磨性標(biāo)準(zhǔn)煤樣的每個煤樣，按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作步驟，用本 單位的哈氏儀重復(fù)測定 4 次，計(jì)算出 0.071mm 篩下煤樣的質(zhì)量，取其算術(shù)平均值。

A.4   在直角坐標(biāo)紙上，以標(biāo)準(zhǔn)煤樣的篩下物質(zhì)量的平均值為縱坐標(biāo)，以其哈氏可 磨性指數(shù)值為橫坐標(biāo)，根據(jù)zui小二乘法原則對以上四個煤樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖 ( 見 圖 A1 ) ，所得的直線就是所用哈氏儀的校準(zhǔn)圖。

     例：某單位使用一組標(biāo)準(zhǔn)煤樣，由本單位哈氏儀測得如 表 A1 數(shù)據(jù)：

     表 A1

由此結(jié)果繪出 圖 A1 的校準(zhǔn)圖：

     附加說明：

     本標(biāo)準(zhǔn)由煤炭科學(xué)研究院北京煤化學(xué)研究所歸口。

     本標(biāo)準(zhǔn)由煤炭科學(xué)研究院北京煤化學(xué)研究所起草。

     本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人陳懷珍。

     本標(biāo)準(zhǔn)委托煤炭科學(xué)研究院北京煤化學(xué)研究所解釋。