7.2.12. Спекаемость

Спекаемость - свойство угля размягчаться, переходить в пластическое состояние и образовывать связанный нелетучий остаток при нагревании без доступа воздуха.

Существуют различные методы определения спекаемости угля (ГОСТ 2013-75, ГОСТ 9318-91, ГОСТ 16126-91), которые не являются сопоставимыми, так как отражают различные аспекты спекаемости. Все методы базируются на исследовании термически обработанной пылеобразной пробы угля (крупность частиц менее десятых долей миллиметра).

Мерой спекаемости по ГОСТ 2013-75 «Угли каменные. Ускоренный метод определения спекаемости» служит характеристика смещения штемпеля, давящего как поршень на смесь угля с кварцевым песком, в процессе размягчения смеси при ее нагревании до температуры 500 ⁰C. Чем больше смещение штемпеля, тем выше спекаемость угля.

Согласно ГОСТ 9318-91 «Уголь каменный. Метод определения спекающей способности по Рога» спекаемость определяется по результатам рассева на сите с диаметром отверстий 1 мм карбонизированной пробы, подвергшейся трехкратному истиранию в барабане. Карбонизированная проба представляет собой смесь испытуемого угля и эталонного антрацита, которая выдерживалась при температуре 850 ⁰C. Показателем спекаемости является индекс Рога, вычисляемый по формуле

, (7.18)

где - масса карбонизированной смеси, - масса надрешетного продукта перед 1-ым истиранием в барабане, , , - то же после 1-го, 2-го и 3-его истираний, соответственно. Индекс Рога лежит в диапазоне 0…100. Левая граница диапазона изменения индекса соответствует неспекающемуся углю, правая – хорошо спекающемуся.

В основу метода определения спекаемости по ГОСТ 16126-91 «Уголь. Метод определения спекаемости по Грей-Кингу» положен анализ относительно изменения объема и прочности спекания пробы угля, выдержанной при температуре 600 ⁰С.

Если проба угля в результате испытания не изменяет объем, то по прочности уголь классифицируется следующим образом: проба представляет порошок или кусочки, которые при прикосновении легко разрушаются – «марка A» (неспекшийся уголь); либо один или несколько кусков, которые легко ломаются – «марка C» (спекшийся уголь); промежуточный вариант – «марка B» (слабо спекшийся уголь).

Если объем пробы угля уменьшается, то в зависимости от твердости и прочности уголь так же подразделяется на три марки: умеренно твердый и сморщенный остаток - «марка D»; твердый и очень сухой сморщенный остаток - «марка E»; твердый, прочный и сморщенный остаток - «марка F».

Если проба угля после испытания не изменяет объем и становится твердой и прочной, то углю присваивается «марка G». В случае если обнаруживается вспучивание угля (остаток остается твердым и прочным), то повторяется испытание с новой пробой, которая представляет собой смесь целого числа грамм эталонного угля (электродный углерод, антрацит) и 20-ти грамм испытуемого угля. Процесс карбонизации смесей с разным содержанием эталонного угля повторяют до тех пор, пока по остатку не обнаружатся свойства угля марки G. В последнем случае углю присваивают марку G_x, где нижний индекс соответствует целому числу грамм эталонного угля в смеси.