影响奥亚膨胀度测值的因素_陈俊环
煤质奥亚试验中膨胀管及膨胀杆清洁方式及改进
168通过检验烟煤最大膨胀度，以作为合理利用烟煤的依据之一。
现安钢质检处煤质实验室所使用的仪器为奥阿膨胀计，其设备中膨胀管与膨胀杆最为关键。
检验烟煤最大膨胀度最为直接的影响因素就是膨胀管与膨胀杆之间配合是否严密，严密的配合度可以减少数据误差。
一、奥阿膨胀计检测原理该仪器检测原理为电加热分析法。
首先将按规定方法制成的一定规格的煤笔，放在膨胀管内，其上放置一根能在膨胀管内自由滑动的膨胀杆，将上述装置放在专用的电炉内，以规定的速度加热。
煤受热达到一定温度后开始热解，首先析出一部分的挥发分，然后开始转化，析出胶质体，随胶质体不断析出，煤笔开始变形缩短，膨胀杆随之下降，这标志煤的收缩过程。
当煤笔完全熔融呈塑形状态充满煤笔和膨胀杆壁间的全部空隙，这时膨胀杆不再下降，收缩过程结束。
然后随温度升高，塑性质固化成半焦，膨胀杆停止运动，以膨胀杆上升的最大距离占煤笔原始长度的百分数作为最大膨胀度(b)。
二、测试试样试验装置电炉加热，将装有煤笔的膨胀管与膨胀杆同时受热，电炉的使用功率不应小于1.5kw,从而才能满足300—350℃范围内的升温速度不低于5℃/min 的要求。
试验结束时将膨胀管与膨胀杆分离垂直放在管架上冷却至室温。
三、膨胀管与膨胀杆清洁改进膨胀管由冷拔无缝不锈钢管加工而成，其底部带有不漏气的丝堵，膨胀杆由不锈钢加工而成，膨胀杆和记录笔的总质量应调整到150±5g。
膨胀管和膨胀杆对最大膨胀度b值的影响：如果膨胀管和膨胀杆光洁度不够会增大煤笔在膨胀管内收缩或膨胀的阻力，导致最大收缩度a值和b值偏低影响结果的准确性，所以保障膨胀管和膨胀杆的绝对光洁十分重要。
1.清洁管与杆的专用工具目前，国标中的清洁方法也是完全用人力手工清理除净。
其清理膨胀管的专用清洁工具由直径约6mm头部呈斧型的金属杆，铜丝网刷和布拉刷组成，以便从膨胀管中控出半焦，铜丝网刷由80目的铜丝网绕在直径6mm的金属杆上，用以擦去粘附在管内壁上的焦末，布拉刷由适量的纱布系一根金属丝构成。
炼焦煤奥亚膨胀度指标特征分析
2017年11月第48卷第6期燃料与化工Fuel & Chemical Processes21炼焦煤奥亚膨胀度指标特征分析舒青平叶桂珍庞凤张玉桂唐世保(广西柳州钢铁股份有限公司焦化厂，柳州545002)摘要：通过对炼焦煤奥亚膨胀度指标、黏结性指标、胶质层最大厚度F值和挥发分等质量指标的研究，分析了不 同煤种奥亚膨胀度指标与以上质量指标之间的关系，结果显示奥亚膨胀度与炼焦煤的变质程度有良好的相关性，对配煤炼焦具有指导意义。
关键词：奥亚膨胀度；炼焦煤；质量指标中图分类号：TQ520.62 文献标识码：A 文章编号：1001-3709 (2017) 06-0021-04 Analysis for indices of Audibert-Arnu dilatation of coking coalShu Qingping Ye Guizhen Pang Feng Zhang Yugui Tang Shibao(Coking Plant of Guangxi Liuzhou Iron & Steel Co.,Ltd.,Liuzhou 545002,China) Abstract:This paper studies quality indices of coking coal,such as Audibert-Arnu dilatation,caking property,value Y of the maximum thickness of gelatinous layer and volatile,etc.It also analyzes the correlation of the Audibert-Arnu dilatation of diversified coal kinds and the above-mentioned indices. The result shows that the Audibert-Amu dilatation varies with the degree of metamorphism of coking coal,which will give directive guidance for coal blending.Key words: Audibert-Arnu dilatation；Coking coal；Quality indices近年来，随着钢铁工业的发展，对优质焦炭的需 求不断增长,导致我国优质炼焦煤资源日益紧缺，市 场上炼焦煤的煤质日趋复杂,传统的工艺分析已不 能全面反映炼焦煤的结焦性能。
奥亚膨胀度的测定
实验五奥亚膨胀度的测定一、实验目的1、了解测定奥亚膨胀度的意义；2、掌握奥亚膨胀度测定的方法。
二、实验原理将试验煤样按规定方法制成一定规格的煤笔，放在一根标准口径的管子(膨胀管) 内，其上放置一根能在管内自由滑动的钢杆(膨胀杆)。
将上述装置放在专用的电炉内，以规定的升温速度进行加热记录膨胀杆的位移曲练。
以位移曲线的最大距离占煤笔原始长度的百分数，表示煤样膨胀度(b) 的大小。
图1是一种典型的膨胀曲线。
下面是本标准的专用术语：a. 软化温度(T1) —膨胀杆下降0.5mm 时的温度。
b. 开始膨胀温度(T2) —膨胀杆下降到最低点后开始上升时的温度。
c. 固化温度(T3) 一膨胀杆停止移动时的温度。
d. 最大收缩度(a) —膨胀杆下降的最大距离占煤笔长度的百分数。
e. 最大膨胀度(b) 一膨胀杆上升的最大距离占煤笔长度的百分数。
三、实验仪器3.1测试记录设备（1）膨胀管及膨胀杆：膨胀管由冷拔无缝不锈钢管加工而成其底部带有不漏气的丝堵。
膨胀杆是由不锈钢圆钢加工而成。
膨胀杆和记录笔的总重量应调整到150士5g。
（2）电炉：电炉由带有底座和顶蓄的外壳与一金属炉芯构成。
炉芯由能耐氧化的铝青铜金属块制成，金属块上包以云母，再绕上电炉丝，炉丝外面再包以云母。
金属块上钻有二个直径为15mm，深350mm的圆孔用以插人膨胀管。
另钻有一直径8mm，深320mm的圆孔(测温孔)，用以放置热电偶。
炉芯与外壳之间充填保温材料。
电炉的最大使用功率不应小于1.5kW，以能满足在300-550℃范围内的升温速度不低于5℃/min。
电炉的使用温度为0-600℃。
电炉丝的圈数(自上至下) :最初10mm无炉丝后50mm20圈；后300mm52圈；后30mm10圈（用直色0.9-1.0mm的镍铬丝）最后10mm无炉丝。
电炉的温度场必须均匀。
从膨胀管底部往上180mm一段内平均温差应符合下列要求：0-120mm一段：±3℃，120-180mm一段：±5℃。
奥-阿膨胀度测定
图4 煤的典型奥-阿膨胀度曲线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
仪器设备
• 测试记录设备
• （1）膨胀管及膨胀杆（图5）：
膨胀管由冷拔无缝不锈钢管加 工而成，其底部带有不漏气的
丝堵。膨胀杆是由不锈钢圆钢
加工而成。膨胀杆和记录笔的 总质量应调整到(150±5)g。
膨胀管 膨胀杆 质量(连记录笔)150土5g 图5 膨胀管及膨胀杆
仪器设备
仪器设备
• 制备煤笔的设备 • （5）切样器：如图12所示。
图12 切样器
仪器设备
• 辅助用具
• （1）膨胀管清洁工具
• 由直径约6 mm头部呈斧型的金属杆、铜丝网刷和布拉刷组成。金属杆头部呈 斧形，以便从膨胀管中挖出半焦。铜丝网刷由80目的铜丝网绕在直径6 mm 的金属杆上，用以擦去粘附在管壁上的焦末。布拉刷由适量的纱布系一根金 属丝构成。各清洁工具总长度不应小于400 mm。 • （2）成型模清洁工具 • 由试管刷和布拉刷组成。试管刷直径20～25 mm，布拉刷由适量的纱布系上 一根长约150 mm的金属丝构成。 • （3）涂蜡棒 • 尺寸与成型模相配的金属棒 • （4）托盘天平：最大称量500 g，感量0.5 g。 • （5）酒精灯。
碎之后，必须尽可能减少与空气的 接触。极易氧化的煤样，在总样破 碎之后，可把煤样储藏在氮气中或 将煤与水调成糊状放入瓶中，然后 加入新鲜的煮沸过的水将瓶充满。 • 应根据煤样粒度来确定保存煤样的 质量，以保证其代表性。具体规定 见表3。 • 保存在水中的煤样，在使用前可用 吸滤漏斗将水吸出，然后把煤样放 在不高于40℃的温度下干燥，但干 燥时间不得超过2h。
奥-阿膨胀度的建立
• 由德国奥迪贝尔（E.Audibert）和阿尼（C.Arnu）分别于1926年和 1933年开发并完善了这类膨胀计的原理和测定方法，建立了奥-阿膨 胀度这个指标。 • 1956年，在硬煤国际分类中，奥-阿膨胀度被选定为区分亚组的指标。
通过对高膨胀性煤的选择性破碎控制焦饼膨胀压力
也会 在很 大 程 度 上增 加 膨 胀 压 力 ， 以 在 干 所 煤 装 炉炼 焦 过 程 中 ， 制 膨胀 压 力 是 非 常重 控
高。
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图 １ 塑胶 煤层 渗透性测试仪器
煤 Ｂ 和 Ｃ的 目标
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案 ３和Ｌ Ｌ ， Ｌ ＋１ｍ ４中 也使 用 ｍ粒 度Ｌ Ｌ 。 的煤 Ｂ
然后拍 准备好 的试 样煤 以３ ５ ｇｍ ８ ∞ 将 町 ％ ∞ ∞ ＝ ０ｋ／ 的 ∞ 体 积密度 装入 主 电加 热焦 炉 中 （２ ｍ 宽 ， ４０ｍ
６ ０ｍ 舵 长 和 ４ ０ ｍｍ 高 ） 在 与实 际焦 烟 ０ ｍ ０ ， ｏ ∞ ５炉
通过对高膨胀性煤的选择性破碎控制焦饼膨胀压力
技 术 中心
摘
曹
琛 （ ） 译
要
煤饼膨胀压力的控制是炼 焦过程 中最重 要 的指 标之 一 ， 因为过 高的膨 胀压 力会增 加推焦
时所 需要的压力 ， 并且 ， 有时候 会导致类 似难 推焦和焦炭粘 附炉墙等操作性 问题 ， 而导致 焦炉 从 墙体的损毁 。对于这种情况 ， 我们研究 了对 高膨胀性 煤采用选择性粉碎来减少膨胀压力。通过
焦炉调温工考试：冶金焦炉调温工考试测试题
焦炉调温工考试：冶金焦炉调温工考试测试题1、判断题焦炉因故保温时间较长时宜将炭化室焦炭推出当相邻炭化室已是空炉时，推焦时应注意保证焦炭熟透。
正确答案：对2、判断题对硅砖蓄热室，顶部温度应低于1320°C,对（江南博哥）粘土蓄热室顶部温度应应低于1250o C o正确答案：对3、判断该对于废气循环焦炉，交换间隔缩短，将增加废气循环量。
正确答案：错4、判断题大面积热修炉室时必须留有不同结焦时间的缓冲炉。
正确答案：对5、填空⅛焦炉炉柱是护炉铁件中最主要的部分，有焦炉“椎骨”之称，它通过弹簧把压力传递给炉体，以O炉体自由膨胀。
正确答案：控制6、填空题焦炉煤气、氢气和苯蒸汽的爆炸下限很低，而高炉煤气、发生炉煤气、氢气和一氧化炭爆炸上限OO正确答案：很高7、判断题装煤初期传热慢，形成胶质体后传热快，形成半焦后传热更快。
正确答案：错8、判断⅛配合煤的细度和粒度组成均能影响焦炭的质量。
正确答案：对9、判断题煤的变质程度越高，则煤的真比重越大。
正确答案：对10、单瓦焦炉个别炭化室装煤后，上升管盖和装煤口盖处压力大，冒大烟说明（）或未打开翻板。
A.上升管堵B.集气管堵C.桥管堵正确答案：C11、单选燃烧室与炭化室相比OOA.燃烧室高B.炭化室高C.二者一样高正确答案：B12、判断题焦炉生产能力只与炭化室有效容积有关。
正确答案：错13、判断题沿炭化室内高向上任何一点的压力，均低于燃烧室的压力。
14、填空题煤的水分、灰分、挥发份、O的分析总称为煤的工业分析。
正确答案：固定碳15、判断题炼铁用焦炭不但要求有较高的抗碎强度和耐磨强度而且要求有一定的块度块度越均匀越好正确答案：对16、判断题煤气的爆炸下限越低，则爆炸火灾的可能性越小。
正确答案：错17、判面题在焦炉内测得的各点压力均为绝对压力。
正确答案：错18、判断题煤的堆积密度正常情况下大约为1.7-1.8吨/米3o正确答案：错19、判断题烘炉加热和正常加热，气体流动途径不相同。
物化实验思考题答案
1.恒温槽的主要部件有哪些，它们的作用各是什么答：恒温水浴主要组成部件有：浴槽、加热器、搅拌器、温度计、感温元件和温度控制器。
浴槽用来盛装恒温介质；在要求恒定的温度高于室温时，加热器可不断向水浴供给热量以补偿其向环境散失的热量；搅拌器一般安装在加热器附近，使热量迅速传递，槽内各部位温度均匀；温度计是用来测量恒温水浴的温度；感温元件的作用是感知恒温水浴温度，并把温度信号变为电信号发给温度控制器；温度控制器包括温度调节装置、继电器和控制电路，当恒温水浴的温度被加热或冷却到指定值时，感温元件发出信号，经控制电路放大后，推动继电器去开关加热器。
2.为什么开动恒温槽之前，要将接触温度计的标铁上端面所指的温度调节到低于所需温度处，如果高了会产生什么后果答：由于这种温度控制装置属于“通”“断”类型，当加热器接通后传热质温度上升并传递给接触温度计，使它的水银柱上升。
因为传质、传热都有一个速度，因此，出现温度传递的滞后。
即当接触温度计的水银触及钨丝时，实际上电热器附近的水温已超过了指定温度。
因此，恒温槽温度必高于指定温度。
同理，降温时也会出现滞后状太。
3.对于提高恒温槽的灵敏度，可以哪些方面改进答：①恒温槽的热容要大些，传热质的热容越大越好。
②尽可能加快电热器与接触温度计间传热的速度，为此要使感温元件的热容尽量小，感温元件与电热器间距离要近一些，搅拌器效率要高。
③做调节温度的加热器功率要小。
4.如果所需恒定的温度低于室温如何装备恒温槽答：通过辅助装臵引入低温，如使用冰水混合物冰水浴，或者溶解吸热的盐类盐水浴冷却（硝铵，镁盐等）3.在本实验装置中那些为体系那些为环境体系和环境通过那些途径进行热交换这些热交换对结果影响怎样答：体系：内筒水，氧弹，温度计，内筒搅拌器。
环境；外筒水实验过程中，由于对流和辐射，存存在热消耗，如：内桶水温与环境温差过大，内桶盖有缝隙会散热，搅拌时搅拌器摩擦内筒内壁使热容易向外辐射。
采取措施:（1）量热计上方加盖，减少对流；（2）外筒内壁和内筒外壁皆镀成镜面，减少热辐射。
煤的奥亚膨胀度测试研究
煤的奥亚膨胀度测试研究作者：王荣张静来源：《城市建设理论研究》2013年第33期[摘要]煤的奥亚膨胀度测试是直接测定烟煤膨胀性和粘结性的方法，它在区分中等以上粘结性煤，特别是强粘结性煤方面有其它指标无法比拟的优点。
本文重点分析了三类典型性的奥亚膨胀度曲线，并结合实际检测数据，定量地研究了相关因素对奥亚膨胀度的影响。
[关键词]煤; 奥亚膨胀度; 奥亚膨胀曲线;测试中图分类号： TU471.91 文献标识码： A1 概述膨胀度是以煤样干馏时体积发生膨胀或收缩的程度来表征煤的塑性和胶质体的不透气性，奥亚膨胀度的测试结果直接体现在奥亚膨胀度曲线上。
煤的奥亚膨胀度广泛用于研究煤的成焦机理，煤质评价和煤炭分类，指导炼焦配煤和焦炭强度预测等方面。
有关煤的奥亚膨胀度测试研究相关的文献很少，陈俊环的《影响奥亚膨胀度的因素》[1]重点阐述了煤的氧化程度、煤化程度、温度、粒度对奥亚膨胀度测值的影响。
奥亚膨胀度测试研究相关的文献集中体现在煤的奥亚膨胀度定性测试研究方面，定量测试研究相关的文献很少，因此，有必要对煤的奥亚膨胀度定量测试进行研究分析。
本文重点分析了三类典型性的奥亚膨胀性曲线，并结合实际测试数据，定量地研究了挥发份和焦渣特征两因素对奥亚膨胀度的影响。
2煤的三类典型性奥亚膨胀度曲线煤的奥亚膨胀度b值是在煤的塑性阶段直接测定的，以位移曲线的最大距离占煤笔原始长度的百分数表示煤样膨胀度（b）的大小[2]，b值的大小取决于煤胶质体的不透气性和塑性期间的气体析出速度，与其煤岩组成有密切的关系。
煤的性质不同，膨胀的高低、快慢也不同，即膨胀杆运动的状态和位置是煤的性质（气体析出速度、塑性体的量、粘度、热稳定性等）的函数，奥亚膨胀度测试能够全面反映烟煤的粘结性。
2.1正膨胀曲线如果奥亚膨胀曲线超过零点后达到水平，称之为正膨胀。
对煤样（本文选取具有典型正膨胀曲线的煤样）进行试验，其结果如表1，图1所示。
表1正膨胀曲线测试结果图1正膨胀曲线一般而言，当挥发份大于30%，焦渣特征大于5，煤样会呈现正膨胀曲线。
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问题
探讨
影响奥亚膨胀度测值的因素
陈俊环
(河北省煤田地质局研究所,河北邢台 054021)
摘 要:阐述了煤样的氧化程度、煤化程度、温度、粒度等对奥亚膨胀度测值的影响。
关键词:奥亚膨胀度;煤样;试验
中图分类号:TD1 文献标示码:A 文章编号:1007-1083(2002)05-0001-02
Factors on influencing survey measurement of Arnu-Audibert s dilatometer
C HEN Jun-huan
(Research Institu te of Hebei Coal Geological Ad ministration,Xingtai054021,China)
Abstract:Fac tors on influencing survey measurement of Arnu-Audibert s dilatometer,such as oxidation degree,coalifica-tion degree,temperature,grain size of coal sample and so on,are put forward in this thesis.
Key words:Arnu-Audibert s dilatometer;coal sample;test
奥亚膨胀度试验是1926年由法国的 Audiberts 创立的。
该方法在测定膨胀度b值的同时还能得到收缩度a值,以及3个特征温度(T1、T2、T3)的重要参数。
奥亚膨胀度不仅能反映胶质体的量,而且还能反应胶质体的质,它在区分黏结性煤方面具有其他的指标无法比拟的优点。
因此,该方法很早就被列为国际标准(ISO349)和煤炭分类的重要指标。
中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)的烟煤分类中以胶质层最大厚度及奥亚膨胀度作为强黏结性煤的分类指标。
1 煤样的氧化程度
煤样在空气中放置,由于被氧化而使煤的黏结性下降,煤样受到不同程度的破坏,其中对膨胀度b 值的影响尤为显著。
不同变质程度煤样的b值皆随存放时间的延长而逐渐下降,只是煤种不同,下降的幅度、快慢不同。
一般说来,变质程度低,黏结性差的煤较易被氧化。
试验证明,煤样在破碎、制备后极易被氧化。
因此国标规定膨胀度试验应在制样后3d内完成,不能如期完成的应放在真空干燥器或氮气中贮存,且不得超过1周,否则作废。
煤样的氧化程度随温度的升高而加快,与在加热一定温度下停留的时间长短有关系。
在试验过程中,把装有煤笔的一套膨胀管放入预热到一定温度的炉膛内,由于煤笔受热,水分及其他气体从膨胀管中排出,这个过程往往需要一定的时间。
试验证明,应将正式升温并开始记录之前的煤笔在炉中保温时间控制在尽可能短的时间内,一般掌握在4~6min 为宜,见表1。
表1 煤笔在炉中保温时间对b值的影响煤样编号
b值 %
20min10min4~6min A424648
B104108110
C-236
D-13-10-8
E71112
表2 不同煤化度的煤与b值的关系
煤种及编号b值 %Vda f %GR.1 %Y mm 10531-1039 546615
1030211532 778821
103014934 698625
1#瘦煤-218 8663
2#焦煤2824 587419
3#肥煤16027 048927
1
2002年第5期 河北煤炭
2 煤样的煤化程度
煤样的煤化程度直接影响其测值。
不同煤化程度的煤具有不同的热解起始温度,热解产物以及黏结性、结焦性不同。
从而影响奥亚膨胀试验的软化温度T 1,热解析出物,膨胀度b ,收缩度a 。
以挥发份、黏结指数、胶质层表示不同煤化度的煤与b 值的关系见表2。
3
温度的影响
图1 同一煤样不同
升温速度下膨胀曲线
图2 同一煤样不同固定温度下膨胀曲线
(1)同一煤样用不同的加热速度对测值有影响。
国标规定升温速度为3 min 。
不同升温速度曲线如图1所示。
随升温速度的提高,收缩度降低,胶质体温度范围扩大,膨胀度明显提高。
(2)同一煤样采用不同的预升固定加热温度其b 值差异甚大,如图2所示。
在低于软化温度的固
定温度下加热,试验得到的是与横坐标重合的一条直线;在高于软化温度,低于开始膨胀温度下试验,得到的是a 曲线;在高于开始膨胀温度低于固化温度的固定温度下试验得到的是b 曲线;在高于固化温度的固定温度下试验得到的是c 曲线。
因此按国标规定视挥发份大小选择不同的预升温度是很关键的。
4 煤笔受力的影响
在制备煤笔的过程中所施加的打击力(次数)不同,对膨胀度b 值的测定影响很大。
国标中也规定了制备煤笔时的打击杆的次数。
对不同打击次数作了对比,结果发现:煤笔受打击次数多,受压力就大,其膨胀度b 值就高,见表3。
表3 煤笔打击次数对b 值的影响
煤样编号b 值 %
A 组(打击27下)
B 组(国标24下)
30156493021261153008479531
-2
-10
5 粒度的影响
煤样在制备过程中应控制适宜的粒度。
粒度过粗或过细都会影响b 值的测定结果。
粒度越小,其
表面积越大,越易被氧化。
对于细粒度的煤样来说,由于单位质量的体积变大,使得煤笔的压缩度变小,因而测值降低,反之测值升高。
其影响程度随煤种和粒度组成偏差大小各有不同。
因此国标对试样的粒度组成作了规定,以减少试验误差。
6 结束语
在奥亚膨胀度试验过程中,由于种种原因影响着b 值测定的准确率,因此,严格执行国家标准,以确保试验的统一性和准确性。
作者简介:陈俊环(1955-),女,河北广宗人,河北省煤田地
质研究所工程师。
(收稿日期:2002-05-22;编辑:吕桂安)
2
河北煤炭
2002年第5期。