煙煤奧亞膨脹度測定的影響因素研究

王巖凰，雷亞麗

（汾西礦業集團煤質運銷中心，山西 介休 032000）

對于煙煤黏結性的測定，通常情況下可供選擇的方法較多，尤其是奧亞膨脹計試驗，這一種方式用不著添加惰性物。針對膠質體，可以充分體現其“量”以及“質”，所以在煤炭生產、使用上，常常會利用該方法。在有效利用它的基礎上，可以獲取多項指標，比如膨脹度、固化點等。以試驗來看，有著顯著的規范性，因此存在著多項因素可能對測定結果造成影響，也就是煤樣粒度、升溫速率等。

1 奧亞膨脹計試驗的基本原理

根據既定的方式，把煤樣加工成滿足相關要求的煤筆，然后將其放到膨脹管里面，并且在上面放上膨脹桿，在此之后，放到電鍋爐里面，進行加熱處理。溫度上漲至某一數值時，煤逐漸熱解，析出揮發組分，之后是膠質體，伴隨持續地析出，煤筆慢慢變短，緊接著膨脹桿降低，這即為煤的收縮。在處于塑性狀態的情況下，并且填充所有空隙時，膨脹桿停止降低，煤的收縮完成。伴隨溫度的上漲，逐漸膨脹同時促使膨脹桿變高，在處于固化點時，成為半焦狀態，膨脹桿不再運行。針對膨脹曲線，若其大于零點線后水平，即為正膨脹，反之亦然，則為負膨脹[1]。煤性質存在著差異，膨脹速率以及大小也存在一定不同。換句話來講，對于膨脹桿運動，其位置以及運動，為煤性質的函數。所以通過膨脹計試驗，可以充分體現煤性質。

2 測定膨脹度的操作過程

2.1 關于控制器的操作

現采取的為奧亞膨脹度測定儀。首先，將電源接通，同時按下開啟鍵，在斷電恢復的情況下，不啟動此鍵，控制器處于自檢狀態；當聽見報警聲時，需要進行消音處理，對此可以按下“消音”鍵。在半分之后自檢完成，控制器展現相關的參數，比如自檢時間、爐溫等；其次，明確溫度，完成自檢之后，處于正常工作狀態時，爐溫如果沒有超過40 ℃，則可以看成冷爐啟動，爐溫設成20 ℃，時間確定是零，在通過2 min之后，進行升溫處理，速度為10 ℃/min。如果爐溫超過40 ℃，則可以看成暖爐啟動，同時智能算出有關的試驗時間，針對于要求溫度，在其大于200 ℃的情況下，逐漸降溫，直至預熱溫度，然后處于恒溫狀態[2]。

2.2 計算機顯示窗口

在計算機中存在多個顯示窗口，比如監控以及開始窗口，能夠實現自由切換。

首先，啟動計算機，進到程序里面，展現開始窗口。用鼠標點擊其中的歡迎鍵，隨之進到資料窗口；其次，于這一窗口，填入有關的內容，需要包含以下方面：需要對樣品編號進行記錄；點擊一種工作方式（一共存在煤筆長6 cm，預熱溫度是300 ℃、350 ℃、380 ℃與煤筆長3 cm，預溫是300 ℃、350 ℃、380 ℃6 種運轉方式）。針對干燥無灰基揮發分（Vdaf）而言，在其小于20%時，預升溫是380℃；在其值介于20%～26%之間，預升溫是350 ℃；在其值大于26%，預升溫是300 ℃；對于最大膨脹度，在其大于300%的情況下，改成半筆試驗，換句話來講，針對6 cm 長的煤筆，對其進行切掉處理，保留中間3 cm 來開展試驗；若要進行新試驗，應當按下“清庫”鍵，對數據實行清除處理；在按下“監控”鍵之后，進到監控窗口。

再次，于監控窗口：展現運行情況、測試參數；針對加熱過程，這一窗口制作兩種曲線，也就是爐溫以及膨脹度曲線；在此窗口中可以開展一系列操作，比如，消音處理、求解結果、儲存以及切換等；如果需要的話，可以按下數據庫按鈕，以便能夠掌握記錄狀況。除此之外，也能夠增加以及刪除數據。在處于預熱溫度時，進到第二個程序，指示燈變亮，發出報警信號，點擊消音鍵，表明能夠裝進膨脹管。在此之后，移動拉桿，確保移動距離介于40～50 mm 之間，旨在針對測定數值，讓其處于合理測量范圍，在通過一定時間之后，按下升溫鍵，隨之進到第三個程序，這個時候指示燈變亮，表明膨脹度為零。接下來進行加溫處理（3 ℃/min）。操作者判定試驗能夠結束，按下有關的按鈕，比如儲存按鈕、打印按鈕，計算機不再加熱，求解結果，打出報告；當溫度達到550 ℃時，發出報警信號，智能關掉可控硅，表明加熱完成；退出工作，按下“開始窗口”鍵，切換到這一窗口，按下“退出工作”鍵，斷開電源。

3 影響因素分析

對于可能對膨脹度造成影響的因素，主要從以下方面進行探究，試樣存放較久、爐子溫度場不滿足規定、升溫速率的把控不能符合相關要求、成型模變大，不滿足規定要求、新鋼模放置方向、打擊力不符合相關標準等。

1）不正確的制樣，造成粒度構成不滿足有關要求。對于所采用的煤樣，要求其粒度不超過0.2 mm，未明確規定粒度組成。實際上，因為制樣設施以及操作方式的差異，即便均為低于0.2 mm 的煤樣，其粒度構成卻存在較大的不同，所以膨脹度也存在差別。就細粒煤樣而言，因為體積相對大，導致壓縮度減小，因此測定值變低，反之亦然，測定值變大。所以在相關標準中，對粒度組成進行了規定，即：小于0.2 mm，100%；小于0.1 mm，介于70%～85%之間；小于0.06 mm，介于55%～70%之間。

2）試樣存放較久。將試樣置于空氣中，因為會發生氧化反應，從而影響到黏結性，這一點充分體現于膨脹度。伴隨存放時間的增加，使得膨脹度慢慢降低，煤種的差異，下降程度以及速度存在不同。變質度不高、黏結性不理想的煤，出現氧化的幾率較大，在存放三天之后，膨脹度值已存在突出性不同。

3）爐子溫度場不滿足規定。何謂溫度場，一般指18 cm 段的溫度分布。通常來講，針對上下溫差，其數值更小，就更為理想。0～12 cm 段，溫差介于上下3 ℃之間，12～18 cm 段，溫差介于上下5 ℃之間。當進行測定時，因為膨脹管是持續移動改變的，因此若溫差偏大的話，則會直接影響到測定結果。針對上下溫差，若其大于正負8 ℃，會造成膨脹度值顯著偏大或偏小。對于這樣的情況，應當采取定期的形式，認真檢查溫度場。

4）升溫速率的把控不能符合相關要求。無論是哪一種煤，伴隨升溫速率的變大，其膨脹度值也會隨之變大，不過煤種的差異，存在不一樣的影響程度。通常來講，變質度不高、黏結性不理想的煤，升溫速率對其膨脹度影響相對突出，反之亦然，影響并不顯著。升溫速率快造成膨脹度變大，反之則變小，因此針對升溫速度進行了詳細規定，3 ℃/min，并且低于5 min，升溫誤差需要低于正負1 ℃。存在較多的因素，可能會導致試驗誤差，尤其是沒有充分把控升溫速度。

5）成型模變大，不滿足規定要求，由于磨損造成空隙變大。這一項試驗存在著較強的規范性，對于桿的大小、成型模等，能不能滿足標準與測定結果息息相關。因為長期磨損，使得成型模尺寸變大，從而不滿足規定要求，選擇如此的鋼模制作煤筆，不但體積變大，而且還重，這樣會進一步提高膨脹度值。另一方面，對于膨脹管以及膨脹桿，二者也會因為長期磨損，導致空隙大于誤差，通常情況下，誤差為正負0.05 mm，選擇如此的膨脹管與桿，來開展測定作業，可能會使膨脹度變小，收縮度變大。因此，對于膨脹管與桿等，需要仔細開展檢查，同時在達到一定次數時，通常情況下是一百次，需要根據既定方式檢查，不滿足要求的，應當第一時間進行更換處理。

6）新鋼模放置方向。當制作煤筆時，對于模的放置方向來講，與測定值息息相關。通常而言，向上制作的煤筆，與向下制作的進行比較，有著較小的膨脹度值，這主要由于打擊密度較小。小頭向下的煤筆，相比之下，打擊相對密實，能夠很好避免煤樣外滲，有助于確保煤筆大小，基于此，應當小頭向下制造煤筆。

7）當對煤樣進行打擊時，沒有自由落下，打擊力不符合相關標準。避免打擊桿出現卡住的情況，關鍵在于煤筆制備，在進行打擊時，適當轉動，同時朝上提提打擊桿，確保每一次轉動都提一下，以避免被卡住[3]。另一方面，在制造煤筆時，加樣量偏多，次數不夠，煤筆出現斷、不足等情況，也會影響到膨脹度值。

4 結論

就膨脹度測定而言，其為一項物理性試驗，因為煤質較為復雜，測定條件并不簡單，該項試驗有著較為突出的規范性，存在較多的因素，可能會對膨脹度值造成影響。因此具體試驗中，需要根據有關標準來操作，避免被設備與人為因素所影響，促使測定值更加精準，保證可以提供全面、真實有效的數據。