煤灰熔融性的测定

煤灰熔融性的测定煤灰熔融性的测定方法（1）为国家标准推荐方法，方法（2）为质检中心推荐采用的分析方法。

1 高温法1.1 方法提要将煤灰制成一定尺寸的三角锥，在一定的气体介质中，以一定的升温速度加热，观察灰锥在受热过程中的形态变化，观测并记录它的四个特征熔融温度：变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。

1.1.1变形温度（DT）灰锥尖端或棱开始变圆或弯曲时的温度。

1.1.2软化温度（ST）灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时的温度1.1.3半球温度（HT）灰锥形变至近似半球形，即高约等于低长的一半时的温度1.1.4流动温度（FT）灰锥融化展开成高度在1.5mm以下的薄层时的温度。

1.1.5灰锥熔融特征示意图如下图1.5所示。

图1.51.2 试剂和材料1.2.1 氧化镁(HG/T2573)：工业品，研细至粒度小于0.1mm。

1.2.2 糊精：化学纯，配成100g/L溶液。

1.2.3 碳物质：灰分低于15%，粒度小于1mm的无烟煤、石墨或其他碳物质。

1.2.4 参比灰：含三氧化二铁20%～30%的煤灰，预先在强还原性(100%的氢气或一氧化碳或它们与惰性气体的混合物构成的气氛)，弱还原性和氧化性气氛中分别测出其熔融特征温度（在强还原性和氧化性气氛中的软化温度、半球温度和流动温度约比还原性气氛者高100℃～300℃），在常规的测定中以它作为参比物来检定试验气氛性质。

1.2.5 二氧化碳1.2.6 氢气(GB/T3634)或一氧化碳。

1.2.7 刚玉舟(图1.6)：耐温1500℃以上，能盛足够量的碳物质。

图1.6 灰锥模子1.2.8 灰锥托板：在1500℃下不变形，不与灰锥作用，不吸收灰样。

灰锥托板按下列方法制做：取适量氧化镁(2.1)，用糊精溶液(2.2)润湿成可塑状。

将灰锥托板模的垫片放入模座，用小刀将镁砂铲入模中，用小锤轻轻锤打成型。

用顶板将成型托板轻轻顶出，先在空气中干燥，然后在高温炉中逐渐加热到1500℃。

除氧化镁外，也可用三氧化二铝或用等质量比的高岭土和氧化铝粉混合物制做托板。

1.3 仪器和设备1.3.1 高温炉：凡满足下列条件的高温炉都可使用：（1）能加热到l500℃以上；（2）有足够的恒温带(各部位温差小于5℃)；（3）能按规定的程序加热；（4）炉内气氛可控制为弱还原性和氧化性；（5）能在试验过程中观察试样形态变化。

1.3.2 铂锗-铂热电偶及高温计：测量范围0℃～1500℃，最小分度5K，加气密刚玉保护管使用。

1.3.3 灰锥模子（图1.7）：由对称的两个半块构成的黄铜或不锈钢制品。

图1.7 刚玉舟1.3.5 灰锥托板模（图1.8）：由模座、垫片和顶板三部分构成，用硬木或其他坚硬材料制做。

图1.8 灰锥托板模子1.3.6 常量气体分析器：可测定一氧化碳，二氧化碳和氧气含量。

1.4 操作步骤1.4.1 灰的制备取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样，按GB212—91规定将其完全灰化，然后用玛瑙研钵研细至0.1 mm以下。

1.4.2 灰锥的制做取1g～2g煤灰放在瓷板或玻璃板上，用数滴糊精溶液润湿并调成可塑状，然后用小尖刀铲入灰锥模中挤压成型。

用小尖刀将模内灰锥小心地推至瓷板或玻璃板上，于空气中风干或于60℃下干燥备用。

注：除糊精溶液外，可视煤灰的可塑性用水或100g/L的可溶性淀粉溶液。

1.4.3 测定手续（1）在弱还原性气氛中测定用糊精水溶液将少量氧化镁调成糊状，用它将灰锥固定在灰锥托板的三角坑内，并使灰锥垂直于底面的侧面与托板表面垂直。

将带灰锥的托板置于刚玉舟上。

如用封碳法来产生弱还原性气氛，则预先在舟内放置足够量的碳物质。

打开高温炉炉盖，将刚玉舟徐徐推入炉内、至灰锥位于高温带并紧邻电偶热端(相距2mm左右)。

关上炉盖，开始加热并控制升温速度为：900℃以下，15℃/min～20℃/min；900℃以上，(5土1)℃/min。

如用通气法产生弱还原性气氛，则从600℃开始通入氢气或一氧化碳和二氧化碳混合气体，通气速度以能避免空气渗入为准。

随时观察灰锥的形态变化(高温下观察时，需戴上墨镜)，记录灰锥的四个熔融特征温度—变形温度、软化温度、半球温度和流动温度。

待全部灰锥都达到流动温度或炉温升至1500℃时断电、结束试验。

待炉子冷却后，取出刚玉舟、拿下托板，仔细检查其表面，如发现试样与托板作用，则另换一种托板重新试验。

一般在刚玉舟中央放置石墨粉15g～20g两端放置无烟煤40 g～50g(对气疏高刚玉管炉膛)或在刚玉舟中央放置石墨粉5g～6g(对气密刚玉管炉膛)。

（2）在氧化性气氛下测定测定步骤同1.4.3（1）相同，但刚玉舟内不放任何含碳物质，并使空气在炉内自由流通。

1.5 试验记录和报告1.5.1 记录灰锥的四个熔融特征温度：DT、ST、HT、和FT，计算重复测定值的平均值并化整到10℃报出。

1.5.2 记录试验气氛性质及控制方法。

1.5.3 记录托板材料及试验后和表面状况。

1.5.4 记录试验过程中产生的烧结，收缩、膨胀和鼓泡等现象及其相应温度。

2 仪器分析法（MP-HR型灰熔融性测试仪）2.1 原理利用微机对灰溶融性测定过程进行自动控制，灰锥图像直接在微机上显示，并可将灰锥结果图像及相应温度值自动打印，实验过程中图像及温度自动存入硬盘存储器。

升温特性符合国标GB219-96。

2.2 测定步骤2.2.1 准确称取一定量在高温炉815℃下完全灰化的煤试样。

2.2.2 将灰化后的煤试样冷却后并研磨至粒度≤0.1mm以下。

2.2.3 用糊精溶液调灰化后的的煤试样，然后用灰锥模板制灰锥并晾干以备测定。

2.2.4 将电脑和灰熔点仪插上电源。

2.2.5 打开电脑，双击电脑桌面“灰熔点”图标进入测试程序。

2.2.6 准确称取6g石墨平铺放在刚玉舟中间。

2.2.7 把预先做好并晾干，形状完好的灰锥放在灰锥托板上，再把灰锥托板放在刚玉管中间的凹口中间。

2.2.8 将仪器高温炉中间的刚玉管按顺时针方向旋转1/4圈，放入刚玉舟盖上盖子。

2.2.9 将控制箱摄像头对准刚玉管。

2.2.10 点击软件上“开始”按钮，实验开始后，打开控制箱面板电源。

2.2.11 打开控制箱的边盖，在炉温800℃下观察计算机上的图象，调节摄像头的光圈，使图象亮度可辨，调节聚焦使图象清晰无虚影。

调节控制箱的底脚使图象位于图象监视窗的中央。

2.2.12升温结束后，人工选择相应的图像。

2.2.13 通过单击“试样N”可在四个试样的结果中翻页。

2.2.14 存盘并打印。

2.2.15 实验完毕，关闭电源。

2.3 注意事项2.3.1灰熔融性控制箱的电源应在开始实验时再打开，做完实验后应及时关闭，以免对炉体加热元件造成损坏。

2.3.2 计算机的显示分辨率应设置为800×600。

2.3.3 计算机禁止使用屏幕保护程序。

2.3.4 计算机的显示器电源管理应关闭。

2.3.5 仪器须有良好接地。

2.3.6 在安装或拆卸炉子时应小心，勿损伤硅碳管，勿使炉体受强烈振动。

2.3.7 最大使用电流勿超过30A。

2.3.8 仪器应放在干燥、通风的地方，不能在炉内处理水分较高的物质。

2.3.9 炉内严禁通入氯气，在用无烟煤控制气体成分时勿用硫分高者。

2.3.10在安装炉子时注意使硅碳管与刚玉内、外套管之间有一定的空隙。

因为在煤灰熔融性测定中，炉内有CO生成，同时碳化硅在氧气不足时会按2 SiC＋302= 2SiO2＋2CO发生反应而生成CO，这些CO在氧气不足时会发生：2CO = CO2 + C反应而析出碳，析出之碳如沉积在硅碳管之螺纹带缝隙处会形成短路而烧坏控制器，所以在硅碳管和刚玉内、外套管之间应留适当的空隙使硅碳管周围保持少量的空气，将析出之碳烧掉并防止局部过热。

2.3.11 仪器背面有裸露高压线，请勿触摸。

仪器移动时，须先将电源切断。

2.3.12 刚玉舟放置位置应使灰锥顶部在热电偶测温点的下部2mm～3 mm左右为宜。

2.3.13 仪器上请勿遮盖，以防起火。

2.3.14 每次使用时，刚玉管应按顺时针转1/4圈。

2.4 系统故障提示2.4.1 “系统发现故障！”，主要提示在升温过程中出现升温异常。

一旦出现该信息，系统将自动停机。

其原因可能是：（1）升温炉未加电或电路不同。

（2）高温炉加热元件硅碳管已损坏或与之相连的接线端子接触不良（或已熔断或老化脱落）。

（3）控制电路不畅或断路。

如通讯电缆接头接触不良、可控硅控制线接触不良。

（4）热电偶开路。

（5）热电偶极性接反或短接，使采温系统失调，调整极性或排除短接后再试验。

2.4.2 “没有温升！异常否？”，此信息主要发生在升温过程中出现短暂升温缓慢或不升温的情况。

2.4.3 控温器升温控制指示为闪烁信号。

即在升温过程中，该指示灯时熄时亮，伴加电而亮，不加电而熄。

若出现常亮或一直不亮均为故障状态（除非该指示灯损害为不亮），原因可能是微机对控制器失去控制或是控制器出现死机，发现该指示灯一直亮时请立即关闭控制器电源，排除故障后再行开机试验。