GB2565—2014

代替 GB2565—1998

Determination of grindability index of coal

(Hardgrove method)

前 言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。
本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T2565-1998《煤的可磨性指數(shù)測定方法(哈德格羅夫法)》。本標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(shù)(見附錄C的C.2)。
本標(biāo)準(zhǔn)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(shù)的測定方法>。
本標(biāo)準(zhǔn)與ISO5074:1994相比在結(jié)構(gòu)上有所調(diào)整,附錄A中列出了本標(biāo)準(zhǔn)與ISO5074:1994的章條編號對照一覽表。
本標(biāo)準(zhǔn)與ISO5074:1994相比存在技術(shù)性差異,這些差異涉及的條款已通過在其外側(cè)頁邊空白位置的垂直單線(l)進(jìn)行了標(biāo)示,附錄B中給出了相應(yīng)技術(shù)性差異及其原因的一覽表。
本標(biāo)準(zhǔn)由中國煤炭工業(yè)協(xié)會提出 。
本標(biāo)準(zhǔn)由全國煤炭標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC42)歸口 。
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:煤炭科學(xué)研究總院檢測研究分院、神華銷售集團(tuán)有限公司 。
本標(biāo)準(zhǔn)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(fā)布情況為:
-GB2565-1981;GB2565-1987。

引 言

煤的可磨性指數(shù)是煤的物理一機(jī)械(如硬度、強(qiáng)度)等性能的綜合體現(xiàn),,一般采用哈德格羅夫法(哈氏可磨性指數(shù)測定儀,簡稱哈氏儀)測定煤的可磨性指數(shù),測定煤的可磨性指數(shù)目的是評價煤研磨成粉的難易程度。
影響煤的可磨性指數(shù)測定結(jié)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(shù)可以用來評估工業(yè)用磨煤機(jī)的產(chǎn)率和能耗 。

1 范圍：

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了哈德格羅夫法(以下簡稱哈氏法)測定煤的可磨性指數(shù)(HGI)的方法提要、試劑和材料、儀器設(shè)備、煤樣制備、儀器校準(zhǔn)、測定步驟、結(jié)果計算、方法精密度和試驗報告等 。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于煙煤和無煙煤 。

2 規(guī)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(guī)定
GB/T6003.1 試驗篩 技術(shù)要求和檢驗 第1部分:金屬絲編織網(wǎng)試驗篩
GB/T19494.2 煤炭機(jī)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(zhì)量的煤樣,經(jīng)哈氏可磨性測定儀研磨后在規(guī)定的條件下篩分,稱量篩上煤樣的質(zhì)量,由研磨前的煤樣量減去篩上煤樣質(zhì)量得到篩下煤樣的質(zhì)量,由煤的哈氏可磨性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制的校準(zhǔn)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(shù)。
哈氏可磨性測定儀在用于測定煤的可磨性指數(shù)之前,應(yīng)用煤的哈氏可磨性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校準(zhǔn)。

4 試劑和材料:

4.1 煤的哈氏可磨性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):*有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW12005、GBW12006、GBW12007、GBW12008),其哈氏可磨性指數(shù)(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(shè)備:

5.1 哈氏可磨性指數(shù)測定儀
哈氏可磨性指數(shù)測定儀如圖1所示,其中研磨件由主軸、研磨碗、研磨環(huán)、鋼球組成,其規(guī)格和尺寸如圖2所示。
電動機(jī)通過減速裝置和一對齒輪減速后,帶動主軸和研磨環(huán)以(20±1)r/min的速度旋轉(zhuǎn)。研磨環(huán)驅(qū)動研磨碗內(nèi)的8個鋼球轉(zhuǎn)動,銅球直徑為25.4mm,由重塊、齒輪、主軸和研磨環(huán)施加在鋼球上的總垂直力為(284±2)N。研磨碗與研磨環(huán)材質(zhì)相同,并經(jīng)過淬火處理 。
5.2 篩子
5.2.1 試驗篩:滿足 GB/T6003.1規(guī)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(hù)篩:能套在試驗篩上的圓孔篩或方孔篩,孔徑范圍13mm-19mm。

1—機(jī)座；2—電氣控制盒；3—蝸輪盒；4 —電動機(jī)；5—小齒輪；6—大齒輪；7—重塊；8—護(hù)罩；9 —撥桿；10—計數(shù)器；11—主軸；12—研磨環(huán)； 13—鋼球；14—研磨碗

圖 1 哈氏可磨性測定儀

1—主軸；2—研磨環(huán)；3—研磨碗；4—鋼球

圖2 研磨件

5.3 振篩機(jī):垂直振擊頻率為149min^-1 ,水平回轉(zhuǎn)頻率為221min^-1,回轉(zhuǎn)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(yè)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(guī)定。
5.7 破碎機(jī):對輥破碎機(jī),輥的間距可調(diào),能將粒度6mm的煤樣破碎到0.63 mm~1.25 mm,且產(chǎn)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(guī)定的空氣干燥方法進(jìn)行空氣干燥,然后稱量煤樣質(zhì)量m。(稱準(zhǔn)到1g)。
6.3 煤樣用振篩機(jī)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(diào)節(jié)破碎機(jī)間隙,使其只能破碎較大的顆粒。經(jīng)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(zhì)量m_(0.63-1.25)(稱準(zhǔn)至1g),計算這個粒度范圍的煤樣質(zhì)量占破碎前煤樣的總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)(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(zhì)量,単位為克(g);
m₀-破碎前煤樣質(zhì)量,單位為克(g)。
注:若重新制樣的出樣率仍小于45%,或地質(zhì)勘探煤樣量較少不夠重新制樣時,可以進(jìn)行試驗,但應(yīng)注明出樣率,其
結(jié)果供參考。
6.5 制備好的0.63mm-1.25mm的煤樣按照GB474規(guī)定的空氣干燥方法進(jìn)行空氣干燥,達(dá)到空氣干燥狀態(tài)后按照第8章進(jìn)行測定。

7 儀器校準(zhǔn):

7.1 每年至少用煤的哈氏可磨性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按附錄C的方法進(jìn)行一次哈氏儀的校準(zhǔn)。
7.2 當(dāng)更換操作人員以及儀器、設(shè)備(包括試驗篩)更新或修理,或?qū)y定結(jié)果有疑問時,應(yīng)用煤的哈氏可磨性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校準(zhǔn) 。

8 測定步驟:

8.1 試運(yùn)轉(zhuǎn)哈氏儀,檢査是否正常,儀器應(yīng)能在運(yùn)轉(zhuǎn)(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(yīng)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(nèi) 。
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(jī)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(zhǔn)至0.0lg。將煤樣均勻倒入研磨碗內(nèi),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(huán)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(nèi)。
8.5 把研磨碗移人機(jī)座內(nèi),使研磨環(huán)的十字槽對準(zhǔn)主軸下端的十字頭,同時將研磨碗掛在機(jī)座兩側(cè)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(shù)器歸零,啟動電機(jī),儀器運(yùn)轉(zhuǎn)(60±0.25)r后自動停止。
8.7 將保護(hù)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(huán)上的煤粉刷到保護(hù)篩上,然后將磨過的煤樣連同鋼球一起倒入保護(hù)篩,并仔細(xì)將粘在研磨碗和鋼球上的煤粉刷到保護(hù)篩上。 再用長毛刷把粘在保護(hù)篩上的煤粉刷到0.071mm篩子內(nèi)。取下保護(hù)篩并把鋼球放回研磨碗內(nèi)。
8.8 將篩蓋蓋在0.071mm篩子上,連篩底盤一起放在振篩機(jī)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(nèi),重新放到振篩機(jī)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(zhǔn)確稱取0.071mm篩上的煤樣質(zhì)量m₁和0.071mm篩下的煤樣質(zhì)量m₂.,稱準(zhǔn)至0.01g。篩上和篩下煤樣質(zhì)量之和與研磨前煤樣質(zhì)量相差不得大于0.5g,否則測定結(jié)果作廢,應(yīng)重做試驗。

9 結(jié)果處理:

9.1 按下式計算出 0.071 mm 篩下煤樣的質(zhì)量m₃：

m₃=m-m₁

式中:
m-煤樣質(zhì)量,單位為克(g);
m₁-篩上物質(zhì)量,單位為克(g);
m₃-篩下物質(zhì)量計算值,單位為克(g)。
9.2 根據(jù)篩下物質(zhì)量計算值m₃,從哈氏儀的校準(zhǔn)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(shù)(見附錄C)。
9.3 取兩次重復(fù)測定的算術(shù)平均值,按GB/T483修約到整數(shù)報出。

10 方法的精密度：

哈氏可磨性指數(shù)測定的重復(fù)性限和再現(xiàn)性臨界差如表l規(guī)定。
表1 測定煤的哈氏可磨性指數(shù)精密度

11 試驗報告：

試驗結(jié)果報告至少應(yīng)包括以下信息:

-樣品編號;
-依據(jù)標(biāo)準(zhǔn);
-試驗結(jié)果;
-與標(biāo)準(zhǔn)的任何偏離;
-試驗中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象;
-試驗日期。

附 錄 A

(資料性附錄)
本標(biāo)準(zhǔn)與ISO5074:1994章條編號對照

表 A.1 給出了本標(biāo)準(zhǔn)章條編號與IS05074:1994章條編號對照一覽表。

表 A.1 本標(biāo)準(zhǔn)章條編號與1SO5074:1994章條編號對照

附錄B

(資料性附錄)
本標(biāo)準(zhǔn)與IS05074:1994的技術(shù)性差異及其原因

表B.1給出了本標(biāo)準(zhǔn)與IS05074:1994的技術(shù)性差異及其原因一覽表。

表B.1本標(biāo)準(zhǔn)與ISO5074:1994技術(shù)性差異及其原因

附錄C

(規(guī)范性附錄)

哈氏儀的校準(zhǔn)

C.1 用4個煤的哈氏可磨性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)哈氏儀,并制作校準(zhǔn)圖或計算一元線性回歸方程參數(shù)。
C.1.1 用待校準(zhǔn)的哈氏儀,對4個煤的哈氏可磨性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行哈氏可磨性測定,每個煤的哈氏可磨性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重復(fù)測定4次,計算0.071mm篩下物質(zhì)量,計算出4次0.071mm篩下物質(zhì)量算術(shù)平均值。
C.1.2 在直角坐標(biāo)系圖紙上,以4次0.071mm篩下物質(zhì)量算術(shù)平均值為縱坐標(biāo),以相應(yīng)的哈氏可磨性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為橫坐標(biāo),根據(jù)小二乘法原則對煤的哈氏可磨性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的試驗數(shù)據(jù)作圖。所得的直線就是所用哈氏儀(及篩子等)的校準(zhǔn)圖。或者用一元線性回歸方程表示校準(zhǔn)曲線(哈氏可磨性指數(shù)值為因變量,篩下物質(zhì)量的平均值為自變量),一元線性回歸方程的相關(guān)系數(shù)(r)至少為0.99。
C.2 根據(jù)煤樣篩下物質(zhì)量,從校準(zhǔn)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(shù)值。
注:小二乘法即是所作的直線使圖上每個測量點(diǎn)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如表C.1所示。

表C.1 校準(zhǔn)哈氏可磨儀數(shù)據(jù)

由表C.1結(jié)果繪制出校準(zhǔn)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(shè)該試驗室某個煤樣用哈氏儀測定后計算出的篩下物質(zhì)量m₂為7.20g。從校準(zhǔn)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(shù)值為62.8,按照GB/T483的規(guī)定修約到整數(shù),則該煤樣的可磨性指數(shù)為63。