煤的可磨性指數測定方法（哈德格羅夫法）

GB2565—2014

代替 GB2565—1998

Determination of grindability index of coal

(Hardgrove method)

前 言

本標準按照GB/T1.1-2009給出的規則起草。
本標準代替GB/T2565-1998《煤的可磨性指數測定方法(哈德格羅夫法)》。本標準與GB/T2565-1998相比主要變化如下:
一增加了引言、試劑和材料、試驗報告(見引言,第4章,第11章)；
一增加了制樣過程中對煤樣進行空氣干燥的要求(見6.2)；
一增加使用一元線性回歸方程計算出哈氏可磨性指數(見附錄C的C.2)。
本標準使用重新起草法修改采用ISO5074:1994<硬煤-哈德格羅夫可磨性指數的測定方法>。
本標準與ISO5074:1994相比在結構上有所調整,附錄A中列出了本標準與ISO5074:1994的章條編號對照一覽表。
本標準與ISO5074:1994相比存在技術性差異,這些差異涉及的條款已通過在其外側頁邊空白位置的垂直單線(l)進行了標示,附錄B中給出了相應技術性差異及其原因的一覽表。
本標準由中國煤炭工業協會提出 。
本標準由全國煤炭標準化技術委員會(SAC/TC42)歸口 。
本標準起草單位:煤炭科學研究總院檢測研究分院、神華銷售集團有限公司 。
本標準主要起草人:楊華玉、張云紅、張寶青、薛俊海、王振華 。
GB/T2565-1998歷次版本發布情況為:
-GB2565-1981;GB2565-1987。

引 言

煤的可磨性指數是煤的物理一機械(如硬度、強度)等性能的綜合體現,,一般采用哈德格羅夫法(哈氏可磨性指數測定儀,簡稱哈氏儀)測定煤的可磨性指數,測定煤的可磨性指數目的是評價煤研磨成粉的難易程度。
影響煤的可磨性指數測定結果可靠性的兩個重要的因素是煤樣制備方法(煤樣的粒度范圍)和煤中的水分含量。
煤的可磨性指數可以用來評估工業用磨煤機的產率和能耗 。

1 范圍：

本標準規定了哈德格羅夫法(以下簡稱哈氏法)測定煤的可磨性指數(HGI)的方法提要、試劑和材料、儀器設備、煤樣制備、儀器校準、測定步驟、結果計算、方法精密度和試驗報告等 。
本標準適用于煙煤和無煙煤 。

2 規范性引用文件:

下列文件凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其新版本(包括所有的修改單)適用于本文件 。
GB474 煤樣的制備方法
GB/T483 煤炭分析試驗方法一般規定
GB/T6003.1 試驗篩 技術要求和檢驗 第1部分:金屬絲編織網試驗篩
GB/T19494.2 煤炭機械化采樣 第2部分:煤樣的制備

3 方法提要:

一定粒度范圍和質量的煤樣,經哈氏可磨性測定儀研磨后在規定的條件下篩分,稱量篩上煤樣的質量,由研磨前的煤樣量減去篩上煤樣質量得到篩下煤樣的質量,由煤的哈氏可磨性指數標準物質繪制的校準圖上査得或者從一元線性回歸方程中計算出煤的哈氏可磨性指數。
哈氏可磨性測定儀在用于測定煤的可磨性指數之前,應用煤的哈氏可磨性指數標準物質進行校準。

4 試劑和材料:

4.1 煤的哈氏可磨性指數標準物質:*有證標準物質(GBW12005、GBW12006、GBW12007、GBW12008),其哈氏可磨性指數(HGI)分別約為40、60、80和110。
4.2 軟毛刷:刷毛長度為10mm-30mm的短毛刷和刷毛長度40mm-80mm的長毛刷。

5 儀器設備:

5.1 哈氏可磨性指數測定儀
哈氏可磨性指數測定儀如圖1所示,其中研磨件由主軸、研磨碗、研磨環、鋼球組成,其規格和尺寸如圖2所示。
電動機通過減速裝置和一對齒輪減速后,帶動主軸和研磨環以(20±1)r/min的速度旋轉。研磨環驅動研磨碗內的8個鋼球轉動,銅球直徑為25.4mm,由重塊、齒輪、主軸和研磨環施加在鋼球上的總垂直力為(284±2)N。研磨碗與研磨環材質相同,并經過淬火處理 。
5.2 篩子
5.2.1 試驗篩:滿足 GB/T6003.1規定,孔徑為0.071mm、0.63mm、1.25mm,直徑為200mm,并配有篩蓋和篩底盤。
5.2.2 保護篩:能套在試驗篩上的圓孔篩或方孔篩,孔徑范圍13mm-19mm。

1—機座；2—電氣控制盒；3—蝸輪盒；4 —電動機；5—小齒輪；6—大齒輪；7—重塊；8—護罩；9 —撥桿；10—計數器；11—主軸；12—研磨環； 13—鋼球；14—研磨碗

圖 1 哈氏可磨性測定儀

1—主軸；2—研磨環；3—研磨碗；4—鋼球

圖2 研磨件

5.3 振篩機:垂直振擊頻率為149min^-1 ,水平回轉頻率為221min^-1,回轉半徑為12.5mm。可容納外徑為200mm的一組垂直套疊并加蓋和篩底盤的篩子 。
5.4 天平:大稱量100g,小分度值 0.01g。
5.5 工業天平:大稱量1500g,小分度值1g。
5.6 二分器:適合縮分小于6mm和小于1.25mm煤樣,符合GB474的規定。
5.7 破碎機:對輥破碎機,輥的間距可調,能將粒度6mm的煤樣破碎到0.63 mm~1.25 mm,且產生小于0.63 mm的煤粉量小。

6 煤樣制備：

6.1 按照GB474或者GB/T19494.2將煤樣破碎到6mm。
6.2 將小于6mm煤樣用二分器縮分出約1kg,按照GB474規定的空氣干燥方法進行空氣干燥,然后稱量煤樣質量m。(稱準到1g)。
6.3 煤樣用振篩機分批過由1.25mm和0.63mm組成的套篩,每批約200g。采用逐級破碎的方法,不斷調節破碎機間隙,使其只能破碎較大的顆粒。經不斷破碎、篩分直至上述煤樣全部通過1.25mm篩子。留取0.63mm-1.25mm的煤樣,棄去篩下物。
6.4 稱量0.63mm-1.25mm的煤樣質量m_(0.63-1.25)(稱準至1g),計算這個粒度范圍的煤樣質量占破碎前煤樣的總質量的百分數(出樣率),若出樣率小于45%,則該煤樣作廢。再從6mm煤樣中縮分出1kg,按6.3制樣方法重新制樣。按照式(1)計算0.63mm-1.25mm煤樣的出樣率。

式中:
X-0.63mm-1.25mm煤樣的出樣率,%;
m_(0.63-1.25)-0.63mm-1.25mm煤樣質量,単位為克(g);
m₀-破碎前煤樣質量,單位為克(g)。
注:若重新制樣的出樣率仍小于45%,或地質勘探煤樣量較少不夠重新制樣時,可以進行試驗,但應注明出樣率,其
結果供參考。
6.5 制備好的0.63mm-1.25mm的煤樣按照GB474規定的空氣干燥方法進行空氣干燥,達到空氣干燥狀態后按照第8章進行測定。

7 儀器校準:

7.1 每年至少用煤的哈氏可磨性指數標準物質按附錄C的方法進行一次哈氏儀的校準。
7.2 當更換操作人員以及儀器、設備(包括試驗篩)更新或修理,或對測定結果有疑問時,應用煤的哈氏可磨性指數標準物質進行校準 。

8 測定步驟:

8.1 試運轉哈氏儀,檢査是否正常,儀器應能在運轉(60土0.25)r時自動停止;檢查0.071mm篩子的篩面,若篩面松弛應及時更換 。
8.2 用短毛刷*清掃研磨碗、研磨壞和鋼球,并將鋼球盡可能均勻地分布在研磨碗的凹槽內 。
8.3 將0.63mm-1.25mm的煤樣混合均勻,用二分器縮分出120g,用0.63mm篩子在振篩機上篩5min,以除去小于0.63 mm的粉煤;再用二分器縮分出每份不少于50g的兩份煤樣。
8.4 稱取已除去粉煤的(50±0.0l)g煤樣(m),稱準至0.0lg。將煤樣均勻倒入研磨碗內,平整其表面,并將落在鋼球上和研磨碗凸起部分的煤樣用短毛刷清掃到鋼球周圍,研磨環的十字槽與主軸下端十字頭方向基本一致時將研磨壞放在研磨碗內。
8.5 把研磨碗移人機座內,使研磨環的十字槽對準主軸下端的十字頭,同時將研磨碗掛在機座兩側的螺栓上,擰緊固定,以確保總垂直力均勻施加在8個鋼球上 。
8.6 將計數器歸零,啟動電機,儀器運轉(60±0.25)r后自動停止。
8.7 將保護篩、0.071mm篩子和篩底盤從上到下疊套好,卸下研磨碗,用長毛刷把粘在研磨環上的煤粉刷到保護篩上,然后將磨過的煤樣連同鋼球一起倒入保護篩,并仔細將粘在研磨碗和鋼球上的煤粉刷到保護篩上。 再用長毛刷把粘在保護篩上的煤粉刷到0.071mm篩子內。取下保護篩并把鋼球放回研磨碗內。
8.8 將篩蓋蓋在0.071mm篩子上,連篩底盤一起放在振篩機上振篩10min。取下篩子,用短毛刷將粘在0.071mm篩底下表面的煤粉刷到篩底盤內,重新放到振篩機上振篩5min,再刷篩底下表面一次, 振篩5min,再刷篩底下表面一次。
8.9 準確稱取0.071mm篩上的煤樣質量m₁和0.071mm篩下的煤樣質量m₂.,稱準至0.01g。篩上和篩下煤樣質量之和與研磨前煤樣質量相差不得大于0.5g,否則測定結果作廢,應重做試驗。

9 結果處理:

9.1 按下式計算出 0.071 mm 篩下煤樣的質量m₃：

m₃=m-m₁

式中:
m-煤樣質量,單位為克(g);
m₁-篩上物質量,單位為克(g);
m₃-篩下物質量計算值,單位為克(g)。
9.2 根據篩下物質量計算值m₃,從哈氏儀的校準圖上査得或者由一元線性回歸方程計算煤的哈氏可磨性指數(見附錄C)。
9.3 取兩次重復測定的算術平均值,按GB/T483修約到整數報出。

10 方法的精密度：

哈氏可磨性指數測定的重復性限和再現性臨界差如表l規定。
表1 測定煤的哈氏可磨性指數精密度

11 試驗報告：

試驗結果報告至少應包括以下信息:

-樣品編號;
-依據標準;
-試驗結果;
-與標準的任何偏離;
-試驗中出現的異常現象;
-試驗日期。

附 錄 A

(資料性附錄)
本標準與ISO5074:1994章條編號對照

表 A.1 給出了本標準章條編號與IS05074:1994章條編號對照一覽表。

表 A.1 本標準章條編號與1SO5074:1994章條編號對照

附錄B

(資料性附錄)
本標準與IS05074:1994的技術性差異及其原因

表B.1給出了本標準與IS05074:1994的技術性差異及其原因一覽表。

表B.1本標準與ISO5074:1994技術性差異及其原因

附錄C

(規范性附錄)

哈氏儀的校準

C.1 用4個煤的哈氏可磨性指數標準物質校準哈氏儀,并制作校準圖或計算一元線性回歸方程參數。
C.1.1 用待校準的哈氏儀,對4個煤的哈氏可磨性指數標準物質進行哈氏可磨性測定,每個煤的哈氏可磨性標準物質重復測定4次,計算0.071mm篩下物質量,計算出4次0.071mm篩下物質量算術平均值。
C.1.2 在直角坐標系圖紙上,以4次0.071mm篩下物質量算術平均值為縱坐標,以相應的哈氏可磨性指數標準值為橫坐標,根據小二乘法原則對煤的哈氏可磨性指數標準物質的試驗數據作圖。所得的直線就是所用哈氏儀(及篩子等)的校準圖。或者用一元線性回歸方程表示校準曲線(哈氏可磨性指數值為因變量,篩下物質量的平均值為自變量),一元線性回歸方程的相關系數(r)至少為0.99。
C.2 根據煤樣篩下物質量,從校準圖或用一元線性回歸方程計算待測定煤樣哈氏可磨性指數值。
注:小二乘法即是所作的直線使圖上每個測量點沿y軸到該直線的距離平方和小。
示例:假定某試驗室用本單位哈氏儀測得4個煤的可磨性指數標準物質的數據如表C.1所示。

表C.1 校準哈氏可磨儀數據

由表C.1結果繪制出校準圖C.l或者計算出一元線性回歸方程(HGI=6.95m^，₂;+12.71,r=0.9999)。

假設該試驗室某個煤樣用哈氏儀測定后計算出的篩下物質量m₂為7.20g。從校準圖C.1中查得或者從一元線性回歸方程計算出可磨性指數值為62.8,按照GB/T483的規定修約到整數,則該煤樣的可磨性指數為63。