烟煤奥亚膨胀度测定的影响因素研究

王岩凰，雷亚丽

（汾西矿业集团煤质运销中心，山西 介休 032000）

对于烟煤黏结性的测定，通常情况下可供选择的方法较多，尤其是奥亚膨胀计试验，这一种方式用不着添加惰性物。针对胶质体，可以充分体现其“量”以及“质”，所以在煤炭生产、使用上，常常会利用该方法。在有效利用它的基础上，可以获取多项指标，比如膨胀度、固化点等。以试验来看，有着显著的规范性，因此存在着多项因素可能对测定结果造成影响，也就是煤样粒度、升温速率等。

1 奥亚膨胀计试验的基本原理

根据既定的方式，把煤样加工成满足相关要求的煤笔，然后将其放到膨胀管里面，并且在上面放上膨胀杆，在此之后，放到电锅炉里面，进行加热处理。温度上涨至某一数值时，煤逐渐热解，析出挥发组分，之后是胶质体，伴随持续地析出，煤笔慢慢变短，紧接着膨胀杆降低，这即为煤的收缩。在处于塑性状态的情况下，并且填充所有空隙时，膨胀杆停止降低，煤的收缩完成。伴随温度的上涨，逐渐膨胀同时促使膨胀杆变高，在处于固化点时，成为半焦状态，膨胀杆不再运行。针对膨胀曲线，若其大于零点线后水平，即为正膨胀，反之亦然，则为负膨胀[1]。煤性质存在着差异，膨胀速率以及大小也存在一定不同。换句话来讲，对于膨胀杆运动，其位置以及运动，为煤性质的函数。所以通过膨胀计试验，可以充分体现煤性质。

2 测定膨胀度的操作过程

2.1 关于控制器的操作

现采取的为奥亚膨胀度测定仪。首先，将电源接通，同时按下开启键，在断电恢复的情况下，不启动此键，控制器处于自检状态；当听见报警声时，需要进行消音处理，对此可以按下“消音”键。在半分之后自检完成，控制器展现相关的参数，比如自检时间、炉温等；其次，明确温度，完成自检之后，处于正常工作状态时，炉温如果没有超过40 ℃，则可以看成冷炉启动，炉温设成20 ℃，时间确定是零，在通过2 min之后，进行升温处理，速度为10 ℃/min。如果炉温超过40 ℃，则可以看成暖炉启动，同时智能算出有关的试验时间，针对于要求温度，在其大于200 ℃的情况下，逐渐降温，直至预热温度，然后处于恒温状态[2]。

2.2 计算机显示窗口

在计算机中存在多个显示窗口，比如监控以及开始窗口，能够实现自由切换。

首先，启动计算机，进到程序里面，展现开始窗口。用鼠标点击其中的欢迎键，随之进到资料窗口；其次，于这一窗口，填入有关的内容，需要包含以下方面：需要对样品编号进行记录；点击一种工作方式（一共存在煤笔长6 cm，预热温度是300 ℃、350 ℃、380 ℃与煤笔长3 cm，预温是300 ℃、350 ℃、380 ℃6 种运转方式）。针对干燥无灰基挥发分（Vdaf）而言，在其小于20%时，预升温是380℃；在其值介于20%～26%之间，预升温是350 ℃；在其值大于26%，预升温是300 ℃；对于最大膨胀度，在其大于300%的情况下，改成半笔试验，换句话来讲，针对6 cm 长的煤笔，对其进行切掉处理，保留中间3 cm 来开展试验；若要进行新试验，应当按下“清库”键，对数据实行清除处理；在按下“监控”键之后，进到监控窗口。

再次，于监控窗口：展现运行情况、测试参数；针对加热过程，这一窗口制作两种曲线，也就是炉温以及膨胀度曲线；在此窗口中可以开展一系列操作，比如，消音处理、求解结果、储存以及切换等；如果需要的话，可以按下数据库按钮，以便能够掌握记录状况。除此之外，也能够增加以及删除数据。在处于预热温度时，进到第二个程序，指示灯变亮，发出报警信号，点击消音键，表明能够装进膨胀管。在此之后，移动拉杆，确保移动距离介于40～50 mm 之间，旨在针对测定数值，让其处于合理测量范围，在通过一定时间之后，按下升温键，随之进到第三个程序，这个时候指示灯变亮，表明膨胀度为零。接下来进行加温处理（3 ℃/min）。操作者判定试验能够结束，按下有关的按钮，比如储存按钮、打印按钮，计算机不再加热，求解结果，打出报告；当温度达到550 ℃时，发出报警信号，智能关掉可控硅，表明加热完成；退出工作，按下“开始窗口”键，切换到这一窗口，按下“退出工作”键，断开电源。

3 影响因素分析

对于可能对膨胀度造成影响的因素，主要从以下方面进行探究，试样存放较久、炉子温度场不满足规定、升温速率的把控不能符合相关要求、成型模变大，不满足规定要求、新钢模放置方向、打击力不符合相关标准等。

1）不正确的制样，造成粒度构成不满足有关要求。对于所采用的煤样，要求其粒度不超过0.2 mm，未明确规定粒度组成。实际上，因为制样设施以及操作方式的差异，即便均为低于0.2 mm 的煤样，其粒度构成却存在较大的不同，所以膨胀度也存在差别。就细粒煤样而言，因为体积相对大，导致压缩度减小，因此测定值变低，反之亦然，测定值变大。所以在相关标准中，对粒度组成进行了规定，即：小于0.2 mm，100%；小于0.1 mm，介于70%～85%之间；小于0.06 mm，介于55%～70%之间。

2）试样存放较久。将试样置于空气中，因为会发生氧化反应，从而影响到黏结性，这一点充分体现于膨胀度。伴随存放时间的增加，使得膨胀度慢慢降低，煤种的差异，下降程度以及速度存在不同。变质度不高、黏结性不理想的煤，出现氧化的几率较大，在存放三天之后，膨胀度值已存在突出性不同。

3）炉子温度场不满足规定。何谓温度场，一般指18 cm 段的温度分布。通常来讲，针对上下温差，其数值更小，就更为理想。0～12 cm 段，温差介于上下3 ℃之间，12～18 cm 段，温差介于上下5 ℃之间。当进行测定时，因为膨胀管是持续移动改变的，因此若温差偏大的话，则会直接影响到测定结果。针对上下温差，若其大于正负8 ℃，会造成膨胀度值显著偏大或偏小。对于这样的情况，应当采取定期的形式，认真检查温度场。

4）升温速率的把控不能符合相关要求。无论是哪一种煤，伴随升温速率的变大，其膨胀度值也会随之变大，不过煤种的差异，存在不一样的影响程度。通常来讲，变质度不高、黏结性不理想的煤，升温速率对其膨胀度影响相对突出，反之亦然，影响并不显著。升温速率快造成膨胀度变大，反之则变小，因此针对升温速度进行了详细规定，3 ℃/min，并且低于5 min，升温误差需要低于正负1 ℃。存在较多的因素，可能会导致试验误差，尤其是没有充分把控升温速度。

5）成型模变大，不满足规定要求，由于磨损造成空隙变大。这一项试验存在着较强的规范性，对于杆的大小、成型模等，能不能满足标准与测定结果息息相关。因为长期磨损，使得成型模尺寸变大，从而不满足规定要求，选择如此的钢模制作煤笔，不但体积变大，而且还重，这样会进一步提高膨胀度值。另一方面，对于膨胀管以及膨胀杆，二者也会因为长期磨损，导致空隙大于误差，通常情况下，误差为正负0.05 mm，选择如此的膨胀管与杆，来开展测定作业，可能会使膨胀度变小，收缩度变大。因此，对于膨胀管与杆等，需要仔细开展检查，同时在达到一定次数时，通常情况下是一百次，需要根据既定方式检查，不满足要求的，应当第一时间进行更换处理。

6）新钢模放置方向。当制作煤笔时，对于模的放置方向来讲，与测定值息息相关。通常而言，向上制作的煤笔，与向下制作的进行比较，有着较小的膨胀度值，这主要由于打击密度较小。小头向下的煤笔，相比之下，打击相对密实，能够很好避免煤样外渗，有助于确保煤笔大小，基于此，应当小头向下制造煤笔。

7）当对煤样进行打击时，没有自由落下，打击力不符合相关标准。避免打击杆出现卡住的情况，关键在于煤笔制备，在进行打击时，适当转动，同时朝上提提打击杆，确保每一次转动都提一下，以避免被卡住[3]。另一方面，在制造煤笔时，加样量偏多，次数不够，煤笔出现断、不足等情况，也会影响到膨胀度值。

4 结论

就膨胀度测定而言，其为一项物理性试验，因为煤质较为复杂，测定条件并不简单，该项试验有着较为突出的规范性，存在较多的因素，可能会对膨胀度值造成影响。因此具体试验中，需要根据有关标准来操作，避免被设备与人为因素所影响，促使测定值更加精准，保证可以提供全面、真实有效的数据。