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灰分的檢測

文章作者:admin    時間:2019-01-24 15:21

 


我公司是生產和銷售“鑄工”濕型鑄造用煤粉和HCA系列高效合成煤粉的專業廠家,“鑄工”商標連年評為河南省著名商標,主導產品涉及兩大類數十種型號,年產銷量達3萬余噸,主要與具有粘土砂生產工藝的鑄造廠家譬如東風汽車、玉柴機器、天津豐田、江鈴汽車等配套。

公司占地35000平方米,擁有年產萬噸的煤粉生產線4條,并配有精選煤生產線和滾筒式烘干線,可滿足全天候的生產作業和質量保證,我們以“鑄工煤粉、楷模服務”為經營理念,力爭讓顧客真正體驗到質量好、服務優、顧客滿意的和諧氛圍。

煤粉的灰分間接影響型砂含泥量,而型砂的含泥量是型砂最基礎的數據之一,如果型砂含泥一動,那么型砂的水分、透氣性、緊實率和強度,后果很嚴重。所以鑄造廠在驗收鑄造原材料過程中對灰分控制格外嚴格,同時灰分的檢測在執行上有格外有技巧,尤其是灰化和送樣環節,我想有必要對煤的工業分析方法GB/T212-2008中4.2.2灰分檢測規程(我們通常所的快速檢測法)進行系統、詳細的梳理,具體如下:

1灰分的定義和注意事項

1.1定義:煤在規定的條件下完全燃燒得到的殘留物。

1.2注意事項:

1.2.1樣品稱量準確。

1.2.1.1樣品粒度應小于0.2mm;

1.2.1.2水分不大于4%,視同為空氣干燥基樣品直接檢測。

1.2.2定量樣品要盡可能平鋪在灰皿,一方面避免局部過后,燃燒不充分,另一方面避免底部生成的硫化物被上面碳酸鹽分解的CaO固定,形成被覆效應;

1.2.3灰化是在爐口完成的溫度在300~500℃,至少要5分鐘,灰化要完全,同時要保持良好的通風狀況,待煤樣不再冒煙后,才能用2~4分鐘(看爐膛大小)慢、慢、慢、慢地送到高溫(800℃上下),同時要保持爐門微開,標準上講保持留封15mm左右,需要強調的是爐膽間的縫隙;

1.2.4黃鐵礦的氧化程度;

1.2.5碳酸鈣的分解程度;

1.2.6不是煤中固有的物質,而是煤中譬如粘土或者頁巖、CaCO3、FeS2或白鐵礦等微量成分完全燃燒后的衍生物;

1.2.6爐子升溫要均勻;

1.2.7送入高溫區后,不能關嚴爐門待溫度升高815±10℃,而是在留有15mm縫隙的前提下進行,計時是溫度升高到815±10℃起開始后推40分鐘。

2灰分的形成,煤在灰化過程中會發生如下反應。

2.1.如果煤樣在爐子中燃燒C+O2=CO2↑,這時如果馬上送入高溫區,會影響下一步碳酸鹽的分解,也就是我們俗話說的煤樣燒不透,現場會發現灰皿的底部嚴重的甚至測邊上有碳質材料沉積(該樣品應定性為廢樣),況且CO2+C=2CO↑,C和CO都具有強烈的還原性,會影響2.2的反應平衡,這時如果煤樣水分再偏高,就會在爐膛中形成水煤氣,不但影響檢測數據,嚴重的會造成安全隱患,所以必須要求煤樣灰化完全并保持通風狀態;

2.2黃鐵礦在500℃氧化生成(大部分SO2,小部分SO3)如下:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2↑

2SO2+O2=2SO3↑

2.3粘土和頁巖礦物質在500~600℃失去結晶水:

2SiO2.AL2O3.2H2O=2SiO2+AL2O3+2H2O↑

Ca SO4.2H2O=Ca SO4+2H2O↑

2.4碳酸鈣在500℃開始分解800℃基本分解完成,后者在一定程度上與SO2(SO3)和SiO2生成高熔點物質:

CaCO3=CaO+CO2↑

CaO+SO3=Ca SO4

CaO+SiO2=Ca SiO3

注釋:CaCO3的分解是我們樂見的,而且主張分解越徹底越好,關鍵是下一步,如果控制不當(通風不充分或者灰化不完全還有就是送樣過急),數據就會偏高。直觀的說吧,每56克CaO(分子量),轉眼就會變成136克的Ca SO4(分子量)或者116克的Ca SiO3(分子量),可怕吧!

3討論

3.1灰化過程為什么要開門通風接著還要留縫隙呢?

目的讓煤中前期生成的H2O、硫化物、CO2和SIO2在CaCO3分解完成前,一經生成及時排出,避免再和CaO來個親密接觸或者將它們間的反應降到最低程度,生成高熔點Ca SO4和Ca SiO3,產生嚴重的固硫反應,這一點很關鍵。

3.2灰化后為什么要緩慢送入高溫區?

如果送樣又太快,灰化不完全或者即使灰化相對徹底,直接強勢送入高溫區,造成的結果是眉毛胡子一把抓,灰化氣體譬如CO2、SO2(禍害氣體)等既沒有機會從爐膛溢出,同時又使得FeS2倉促氧化CaCO3的不完全分解反應發生無縫對接,是我們最不想看到的間接傷害,灰分較標準值高是必需的結果。

3.3按標準稱取1克的分析煤樣,而如果稱0.5克分析煤樣實測的結果有出入嗎?

從數學角度考量,結果是沒有區別的,但從物質的物理化學變化過程,0.5克測得的數據較1克測得的數據稍低,主要原因最大限度的降低被覆效應的產生,但從數據的客觀性和普遍性角度考慮,無疑前者較后者錄得的數據更具有優勢,畢竟我們在實際的過程控制中采取的樣是隨機的。

以上是我根據物質的內在特性,并結合特定工況下物質的物理、化學屬性悟出幾點體會,給大家分享,不當與當之處望各位同仁指正與支持,達到共同學習共同提高的目的 !

 

平頂山市楷模造型材料有限公司

 

張金增

 

2016年7月12日


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