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灰分的检测

文章作者:admin    时间:2019-01-24 15:21

 


我公司是生产和销售“铸工”湿型铸造用煤粉和HCA系列高效合成煤粉的专业厂家,“铸工”商标连年评为河南省著名商标,主导产品涉及两大类数十种型号,年产销量达3万余吨,主要与具有粘土砂生产工艺的铸造厂家譬如东风汽车、玉柴机器、天津丰田、江铃汽车等配套。

公司占地35000平方米,拥有年产万吨的煤粉生产线4条,并配有精选煤生产线和滚筒式烘干线,可满足全天候的生产作业和质量保证,我们以“铸工煤粉、楷模服务”为经营理念,力争让顾客真正体验到质量好、服务优、顾客满意的和谐氛围。

煤粉的灰分间接影响型砂含泥量,而型砂的含泥量是型砂最基础的数据之一,如果型砂含泥一动,那么型砂的水分、透气性、紧实率和强度,后果很严重。所以铸造厂在验收铸造原材料过程中对灰分控制格外严格,同时灰分的检测在执行上有格外有技巧,尤其是灰化和送样环节,我想有必要对煤的工业分析方法GB/T212-2008中4.2.2灰分检测规程(我们通常所的快速检测法)进行系统、详细的梳理,具体如下:

1灰分的定义和注意事项

1.1定义:煤在规定的条件下完全燃烧得到的残留物。

1.2注意事项:

1.2.1样品称量准确。

1.2.1.1样品粒度应小于0.2mm;

1.2.1.2水分不大于4%,视同为空气干燥基样品直接检测。

1.2.2定量样品要尽可能平铺在灰皿,一方面避免局部过后,燃烧不充分,另一方面避免底部生成的硫化物被上面碳酸盐分解的CaO固定,形成被覆效应;

1.2.3灰化是在炉口完成的温度在300~500℃,至少要5分钟,灰化要完全,同时要保持良好的通风状况,待煤样不再冒烟后,才能用2~4分钟(看炉膛大小)慢、慢、慢、慢地送到高温(800℃上下),同时要保持炉门微开,标准上讲保持留封15mm左右,需要强调的是炉胆间的缝隙;

1.2.4黄铁矿的氧化程度;

1.2.5碳酸钙的分解程度;

1.2.6不是煤中固有的物质,而是煤中譬如粘土或者页岩、CaCO3、FeS2或白铁矿等微量成分完全燃烧后的衍生物;

1.2.6炉子升温要均匀;

1.2.7送入高温区后,不能关严炉门待温度升高815±10℃,而是在留有15mm缝隙的前提下进行,计时是温度升高到815±10℃起开始后推40分钟。

2灰分的形成,煤在灰化过程中会发生如下反应。

2.1.如果煤样在炉子中燃烧C+O2=CO2↑,这时如果马上送入高温区,会影响下一步碳酸盐的分解,也就是我们俗话说的煤样烧不透,现场会发现灰皿的底部严重的甚至测边上有碳质材料沉积(该样品应定性为废样),况且CO2+C=2CO↑,C和CO都具有强烈的还原性,会影响2.2的反应平衡,这时如果煤样水分再偏高,就会在炉膛中形成水煤气,不但影响检测数据,严重的会造成安全隐患,所以必须要求煤样灰化完全并保持通风状态;

2.2黄铁矿在500℃氧化生成(大部分SO2,小部分SO3)如下:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2↑

2SO2+O2=2SO3↑

2.3粘土和页岩矿物质在500~600℃失去结晶水:

2SiO2.AL2O3.2H2O=2SiO2+AL2O3+2H2O↑

Ca SO4.2H2O=Ca SO4+2H2O↑

2.4碳酸钙在500℃开始分解800℃基本分解完成,后者在一定程度上与SO2(SO3)和SiO2生成高熔点物质:

CaCO3=CaO+CO2↑

CaO+SO3=Ca SO4

CaO+SiO2=Ca SiO3

注释:CaCO3的分解是我们乐见的,而且主张分解越彻底越好,关键是下一步,如果控制不当(通风不充分或者灰化不完全还有就是送样过急),数据就会偏高。直观的说吧,每56克CaO(分子量),转眼就会变成136克的Ca SO4(分子量)或者116克的Ca SiO3(分子量),可怕吧!

3讨论

3.1灰化过程为什么要开门通风接着还要留缝隙呢?

目的让煤中前期生成的H2O、硫化物、CO2和SIO2在CaCO3分解完成前,一经生成及时排出,避免再和CaO来个亲密接触或者将它们间的反应降到最低程度,生成高熔点Ca SO4和Ca SiO3,产生严重的固硫反应,这一点很关键。

3.2灰化后为什么要缓慢送入高温区?

如果送样又太快,灰化不完全或者即使灰化相对彻底,直接强势送入高温区,造成的结果是眉毛胡子一把抓,灰化气体譬如CO2、SO2(祸害气体)等既没有机会从炉膛溢出,同时又使得FeS2仓促氧化CaCO3的不完全分解反应发生无缝对接,是我们最不想看到的间接伤害,灰分较标准值高是必需的结果。

3.3按标准称取1克的分析煤样,而如果称0.5克分析煤样实测的结果有出入吗?

从数学角度考量,结果是没有区别的,但从物质的物理化学变化过程,0.5克测得的数据较1克测得的数据稍低,主要原因最大限度的降低被覆效应的产生,但从数据的客观性和普遍性角度考虑,无疑前者较后者录得的数据更具有优势,毕竟我们在实际的过程控制中采取的样是随机的。

以上是我根据物质的内在特性,并结合特定工况下物质的物理、化学属性悟出几点体会,给大家分享,不当与当之处望各位同仁指正与支持,达到共同学习共同提高的目的 !

 

平顶山市楷模造型材料有限公司

 

张金增

 

2016年7月12日


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