影響煤灰熔融性溫度的因素

1、粒度大小

煤灰粒度小，比表面積大，顆粒之間接觸的機(jī)率也高，同時(shí)，還具有較高的表面活化能，因此，同一種煤灰，粒度小的比粒度大的熔融性溫度低。例如某種煤的煤灰的軟化溫度在粒度小于600μm 時(shí)為1175℃;粒度小于250μm時(shí)為1165℃;粒度小于75μm時(shí)為1140℃。

2、升溫速度

若在軟化溫前200℃左右，急劇升溫比緩慢升溫所測(cè)出的軟化溫度高。當(dāng)升溫速度緩慢時(shí)，煤灰中化學(xué)成分間相對(duì)有時(shí)間進(jìn)行固相反應(yīng)，因此，軟化溫度點(diǎn)相對(duì)在較低溫度出現(xiàn)。

3、氣氛性質(zhì)

煤灰的熔融性溫度受氣氛性質(zhì)的影響為顯著，特別是含鐵量大的煤灰更為明顯。這主要是由于煤灰中鐵在不同性質(zhì)氣氛中有不同形態(tài)，并進(jìn)一步產(chǎn)生低熔融性的共熔體所致。因此要定期檢查爐內(nèi)氣氛的性質(zhì)，才能保證測(cè)定結(jié)果的可靠性，通常檢查爐內(nèi)氣氛性質(zhì)的方法有下列兩種。參比灰錐法：此法簡(jiǎn)單易行，效果較好，被廣泛采用。先選取具有氧化和弱還原性兩種氣氛下的煤灰熔融性溫度的標(biāo)準(zhǔn)煤灰，制成灰角錐，而后置于爐中，按正常操作測(cè)定其四個(gè)特征溫度，即變形溫度(DT)，軟化溫度(ST)，半球溫度(HT)，流動(dòng)溫度(FT)。

當(dāng)實(shí)測(cè)的軟化溫度(ST)，半球溫度(HT)，流動(dòng)溫度(FT)與弱還原性氣氛下的標(biāo)準(zhǔn)值相差不超過50℃時(shí)，則認(rèn)為爐內(nèi)氣氛為弱還原性。如果超過50℃，則要根據(jù)實(shí)測(cè)值與氧化氣氛或弱還原性氣氛下的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值的接近程度及封碳物質(zhì)的氧化情況判斷爐內(nèi)氣氛性質(zhì)。氣體分析法：用一根內(nèi)徑為3～5mm氣密的剛玉管直接插入爐內(nèi)高溫帶，分別在1000～1300℃和1100℃下抽取爐內(nèi)氣體，抽樣速度以不大于6~7ml/min抽出氣體。若用氣體全分析儀分析氣體成分時(shí)，可直接用該儀器的平衡瓶(內(nèi)裝水)抽取氣體較為方便;若采用氣相色譜分析儀時(shí)，則可用100ml注射器抽取氣體樣品，取樣結(jié)束后立即送實(shí)驗(yàn)室分析。在1000～1300℃范圍內(nèi)還原氣體(CO、H2、CH4)體積百分量為10%～70%，同時(shí)在1100℃以下它們的總體積和二氧化碳的體積比不大于1：1，O2的體積百分比<0.5%，則爐內(nèi)氣氛是弱還原性。

4、角錐托板的材質(zhì)

耐火材料有酸性和堿性之分，它們?cè)诟邷叵?，同一般酸堿溶液一樣也會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，在測(cè)定煤灰熔融性溫度時(shí)，要注意托板的選擇，否則，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏低。多數(shù)煤灰中酸性物(Al2O3+SiO2+TiO2)大于堿性物(Fe2O3+MgO+CaO+K2O+Na2O)，可采用剛玉(Al2O3)或氧化鋁與高嶺土混合制成的托板。相反，堿性煤灰則要選用灼燒過的菱苦土(MgO)制成的托板。

5、主觀因素

由于煤灰成分是由多種氧化物(含常量元素氧化物及稀散元素氧化物)混合而成的一種復(fù)雜物質(zhì)，從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)無一固定熔點(diǎn)，而只有一個(gè)熔融溫度范圍，在這一熔融過程中煤灰錐的形態(tài)變化是多種多樣的，很難給予準(zhǔn)確的描述，再加上作為判斷四個(gè)特征溫度形態(tài)的規(guī)定都是非量化的，這就容易造成由于個(gè)人的理解和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的不同而使判斷有所差異，特別是變形溫度(DT)的差別更為突出。然而，這種情況在熱顯微照相法中有極大的改善。

6、煤灰中SiO2對(duì)煤灰熔融性溫度的影響

煤灰中SiO2的含量較多，一般約占30%～70%，它在煤灰中起熔劑的作用，能和其他氧化物進(jìn)行共熔。SiO2含量在40%以下的普遍高出100℃左右。SiO2含量在45%～60%范圍內(nèi)的煤灰，隨著SiO2含量的增加，煤灰熔融性溫度將降低。SiO2含量超過60%時(shí)，SiO2含量的增加對(duì)煤灰熔融性溫度的影響無一定規(guī)律，但煤灰灰渣熔化時(shí)容易起泡，形成多孔性殘?jiān)?。而?dāng)SiO2含量超過70%時(shí)，其煤灰熔融性溫度均比較高。

7、煤灰中Al2O3對(duì)煤灰熔融性溫度的影響

煤灰中Al2O3的含量一般均較SiO2含量少。Al2O3能顯著增加煤灰的熔融性溫度，煤灰中Al2O3含量自15%開始，煤灰熔融性溫度隨著Al2O3含量的增加而有規(guī)律地增加;當(dāng)煤灰中Al2O3含量高于25%時(shí)，煤灰熔融性的軟化溫度和流動(dòng)溫度間的溫差，隨煤灰中Al2O3含量的增加而愈來愈小。當(dāng)煤灰中Al2O3含量超過40%時(shí)，不管其他煤灰成分含量變化如何，其煤灰的熔融性流動(dòng)溫度一般都超過1500℃。

8、煤灰中CaO的含量對(duì)煤灰的熔融性溫度的影響

煤灰中CaO的含量變化很大，煤灰中的CaO一般均起降低煤灰熔融性溫度的作用。但另一方面，純CaO的熔點(diǎn)很高，達(dá)2590℃，故當(dāng)煤灰中CaO含量增加到一定量時(shí)(如達(dá)到40%～50%以上時(shí))，煤灰中的CaO反而能使煤灰熔融性溫度顯著增加。

9、煤灰中Fe2O3和MgO及Na2O和K2O對(duì)煤灰熔融性溫度的影響

煤灰中Fe2O3的含量變化范圍廣，一般煤灰中Fe2O3含量在5%～15%居多，個(gè)別煤灰高達(dá)50%以上。測(cè)定煤灰熔融性溫度無論在氧化氣氛或者弱還原氣氛中，煤灰中的Fe2O3含量均起降低煤灰熔融性溫度的作用。在弱還原性氣氛中，若煤灰中Fe2O3含量在20%～35%的范圍內(nèi)，則煤灰中Fe2O3含量每增加1%，平均降低煤灰熔融性軟化溫度18℃，流動(dòng)溫度約13℃，煤灰熔融性的流動(dòng)溫度和軟化溫度的溫差，隨煤灰中Fe2O3含量的增加而增大。在煤灰中MgO含量較少，一般很少超過4%，在煤灰中MgO一般起降低煤灰熔融性溫度的作用。試驗(yàn)證明：煤灰中MgO含量在13%～17%時(shí)，煤灰熔融性溫度低，小于或大于這個(gè)含量，煤灰熔融性溫度均能有所增高。

煤灰中的Na2O和K2O一般來說，它們均能顯著降低煤灰熔融性溫度，在高溫時(shí)易使煤灰揮發(fā)。煤灰中Na2O含量每增加1%，煤灰熔融性軟化溫度降低約18℃，流動(dòng)溫度降低約16℃。

煤灰熔融性溫度的高低，主要取決于煤灰中各無機(jī)氧化物的含量。一般來說，酸性氧化物如SiO2和Al2O3含量高，其灰熔融性溫度就高，相反，堿性氧化物如CaO2、MgO、Fe2O3和K2O、Na2O3含量多，則其灰熔融性溫度就低。

總之，測(cè)定煤灰熔融溫度過程中，每一個(gè)細(xì)節(jié)都很重要，且人為因素較多。試驗(yàn)時(shí)一定要認(rèn)真、仔細(xì)、規(guī)范。

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