冶金焦炭焦末含量及筛分组成试验的影响因素
王琪（唐山中润煤化工有限公司，唐山063611)
焦末含量及筛分组成是冶金焦炭的重要指标，一方面由于焦炭在装卸、运输和存储过程中极易产生粒度离析现象，另一方面由于国家标准对焦炭的人工筛分方法规定的不够明确，导致部分焦炭生产企业和用户产生质量争议，为此讨论了影响冶金焦炭筛分试验检测结果的因素。
1采样环节
以我公司为例，新生产的焦炭通过皮带系统输送到焦场，在焦场经堆取料机攒堆，然后用汽车倒运到码头装船或直接输送到钢铁企业的料场。虽然都是执行GB/T1997-2008，但焦炭生产企业的出厂检验和焦炭用户的进厂检验通常在采样地点和采样方式上有所不同。因此，我公司分别在5个地点、通过5种方式，对同一批焦炭进行了采样分析，检测结果见表1。
表1采样对焦炭筛分结果的影响 采样地点 采样方式 粒度分布，％ ＞80 80～60 60～40 40～25 输送皮带水平质量基停皮带人工部位 采样 输送皮带水平时间基刮板采样器部位 采样 输送皮带落下时间基铲车采样 部位 焦场焦炭大堆质量基人工采样 四周 汽车倒运卸车质量基人工采样 地点 ＜25 在5种采样方法中，停皮带采样法是目前公认的最准确的采样方式，也是GB19494中规定的采样器的标准校准方法，所以作为表1中评价其他采样方式结果的标准。
从表1可看出，即使是同一批焦炭，由于采样地点和方式不同，筛分结果有明显的差异，这说明焦炭在装卸、运输和存储过程中，产生了粒度离析现象。
通过比较发现，在焦炭的落流过程中，以时间基采样的检测结果与标准方法最接近，原因是此处用铲车可以采到比较完整的子样；在水平皮带上，用刮板采样器采样，很难采到大块焦，因而产生了较大的采样偏差；在焦炭大堆的四周，人工采样的焦末含量偏小，是因为堆料机在攒堆过程中产生了粒度离析（大块焦易洒落在四周，小块焦易停留在中间）；焦炭在倒运过程中，由于大块焦和小块焦密度不同而产生了粒度离析，即在汽车侧翻过程中，小块焦容易盖在大块焦表面而更容易被采到，导致样品的焦末含量偏大。
2筛分环节
我国现行国家标准规定的冶金焦炭筛分方法是机械筛法（GB2005-1994),旧标准人工手筛法（GB2005-1980）已废止且一直没有更新，鉴于一些原因，现在很多企业对冶金焦炭的筛分依然采用GB2005-1980人工手筛法，但由于该标准对筛分试验细节的规定不够明确，导致不同单位对同一批焦炭的筛分结果差异很大。为了探讨不同操作细节对冶金焦炭人工手筛法结果的影响，对同一批焦炭做以下试验，结果见表2。
表2不同筛分方法对焦炭筛分结果的影响
筛分方法 ＞80 试验一 试验二 试验三 试验四 80～60 粒度分布，％ 60～40 40～25 ＜25 试验一，将试样冶金焦炭按GB2005-1994规定的机械筛法进行筛分。即将所采试样连续缓慢均匀地加入机械筛进行筛分，并保持试样在筛面上不出现重叠现象，随着机械筛的振动，试样被分成＞80 mm、80～60 mm、60～40mm、40～25 mm以及＜25 mm的5个粒级焦炭，待试样全部筛完后，分别称量各粒级的质量，并计算出各粒级焦炭质量占总量的百分数。 试验二，将试样冶金焦炭按GB2005-1980规定的人工手筛法进行筛分。即先筛分出焦末，再做大块焦筛分，具体方法是将采取的焦炭试样用铁锹每次取约15 kg铺在25 mm的筛面上，往复3次，将筛面上的焦炭收集于箱中，然后在筛面上再铺上新的一份焦炭试样，用同样的方法直到全部试样筛完为止；然后将箱中的焦炭依次在80 mm、60 mm和40 mm的筛面上筛分，往复筛动直到筛净为止，最后称量和计算。
试验三的基本操作参照试验二，不同之处在于对所有粒级的焦炭筛分都是筛净为止（包括25 mm粒级）。
试验四是在试验三的基础上，对80mm、60mm和40mm粒级的焦炭进行手穿孔操作，即筛上物用手试穿过筛孔，只要在一个方向可穿过筛孔者，均做筛下物计。
从表2可看出，试验二的结果与试验一的结果有较大差异，焦末含量明显偏低；试验三的结果与试验一的结果在焦末含量上较接近，但在40～25 mm的粒级上相差较大，只有试验四的结果与试验一的最吻合。
这是因为从放入焦炭样品开始，机械筛的各个筛片（包括25mm筛片）一直在振动，而GB2005-1980规定25 mm的筛片只允许往复3次，这并不足以将25 mm以下粒级的焦炭筛净，而且机械筛每振动1次，筛片上的焦炭就弹跳1次，筛片振动的机会越多，焦炭弹跳的机会也越多，有的焦炭虽然只有一个面能穿过筛孔，但在多次弹跳下也就容易穿过筛孔了，所以人工筛分时，只有执行手穿孔操作，才能与机械筛分的结果保持一致。
另外，虽然在我国已经废止的冶金焦炭人工手筛标准中，没有规定手穿孔操作，但在国际标准中，是有手穿孔规定的，如在ASTMD293-93中就规定，对于未通过38.1mm及以上筛孔的焦炭，应执行手穿孔操作。
3结论
影响冶金焦炭焦末含量及筛分组成的因素主要有两个方面，即采样环节和筛分环节。前者要尽量避免因焦炭在装卸、运输和存储过程中产生的粒度离析，后者要尽量选用机械筛分法，不具备机械筛分条件的，也应选择与机械筛分法结果具有一致性的手筛方法，即40 mm以上的焦炭要执行手穿孔操作，25 mm的筛分要尽量筛净。
冶金焦炭焦末含量及筛分组成试验的影响因素
