Определение чисел вспучивания угля

Сущность метода определения чисел вспучивания угля заключается в нагревании сбрикетированной навески аналитической пробы угля (брикета) при установленном температурном режиме и определении начала, продолжительности и величицы вспучивания угольного брикета в условиях свободного его расширения в трубках.

Для определения чисел вспучивания применяют аппарат ИГИ - ДМетИ (рис. 22)[14].

Рис. 22. Аппарат ИГИ - ДМетИ для определения чисел вспучивания

Аппарат состоит из электропечи, внутри которой помещен нагревательный цилиндрический блок с обмоткой из нихромовой проволоки, уложенной на изоляционную прокладку из асбеста 8. Блок находится в кожухе 6, заполненном теплоизоляционным материалом. Внутри блока имеются два гнезда диаметром 20 мм, куда помещаются трубки 7 с угольными брикетами. Температура печи контролируется и поддерживается в заданном режиме автоматически посредством электронного потенциометра ЭПД, принимающего импульсы от хромель-алюмелевой термопары, спай которой расположен у обогревающей цилиндр обмотки.

На печи установлена плита 4. На ней крепятся стойка для системы блоков и барабан 1, вращаемый электродвигателем через редуктор с окружной скоростью 13 мм/мин, и направляющая трубка 2, по которой перемещаются вертикально два груза. Один из них уравновешивает груз 5, другой груз уравновешивает штемпель 10, соединенный нитью через систему блоков с пером 8, установленным на грузе и записывающим кривую вспучивания испытуемого угольного брикета на миллиметровой бумаге, обернутой вокруг вращающегося барабана. Аппарат смонтирован на плите 9 и снабжен установочными винтами и уровнем 11 для регулирования горизонтального положения аппарата.

Рис. 23. Пресс для брикетирования навесок угля

Для брикетироваиия навесок испытуемого угля пользуются прессом (рис. 23), состоящим из станины 3, винта 2 с рукояткой 1, втулки 4 и пуансона 5 с нанесенными на нем через 1 мм делениями.

Навеска 2±0,1 г аналитической пробы угля с зольностью не более 10% высыпается через воронку в трубку. Последняя помещается во втулку пресса, и навеска уплотняется пуансоном. Высоту брикета определяют по отметкам делений, нанесенных на пуансоне.

Трубку с брикетом помещают в гнездо нагревательного блока, разогретого предварительно до нужной температуры испытания.

Для донецких углей марок Г, Ж, К - 470⁰ С, марки OC - 600⁰ С, марки Т - 800⁰ С. Угли других бассейнов испытывают при температуре, дающей наибольшую дифференциацию углей по индексу вспучивания. Температуру предварительного разогрева печи повышают на 5 - 10⁰ С выше заданной, с учетом охлаждения ее при опускании в печь трубок с угольными брикетами.

На торец брикетов опускают штемпели, крепят перья для записи кривой вспучивания и включают барабан во вращение.

Испытание продолжается примерно 20 мин, оно заканчивается, когда на кривой после ее подъема вычерчивается прямая линия, параллельная оси абсцисс.

После окончания испытания угля трубку извлекают из печи и ококсованный брикет из нее удаляют с помощью трамбовки и других деталей, изображенных на рис. 21.

Чтобы не задерживать испытания, обычно именют несколько запасных трубок, так как на очистку трубки, которая должна быть доведена до блеска с помощью наждачной бумаги и указанных выше деталей требуется довольно много времени.

Диламетрическую кривую (рис. 24), вычерченную на барабане, необходимо повернуть на 180⁰ и нанести на ней координаты: по оси абсцисс - время в секундах, по оси ординат - величину вспучивания угольного брикета в миллиметрах. На кривой находят точки 1 - начало вспучивания и 2 - конец вспучивания. При отсутствии на кривой отчетливо видимой границы конца вспучивания для расчета принимают точку, где подъем кривой происходит не более чем на 0,5 мм за 1 мин.

Рис. 24. Диламетрическая кривая: а – снятая с барабана; б – после обработки

По кривой вспучивания уголь характеризуется тремя показателями: числом (индексом) вспучивания И_в, мм; периодом времени от начала нагревания угля до начала его вспучивания П_Н, мин; периодом вспучивания П_в мин.

Для углей различных марок эти показатели резко отличаются. Так, для углей Донецкого бассейна группы Г6 индекс вспучивания И_в изменяется от 3 до 34 мм, для углей Ж21 - И_в от 65 до 97,5 мин, для углей К14 И_в от 19 до 74 мин.

Определение чисел вспучивания производят параллельно в двух навесках.

Допускаемые расхождения результатов параллельных определений