煤灰熔融性的测定方法及原理解析

由于煤灰不是一种纯净的物质，因此它没有固定的熔点，而是在一定温度范围内熔融，其熔融温度的高低取决于煤灰的化学组成及结构。

煤灰的化学组成是比较复杂的，通常以各种氧化物的百分含量表示，其组成的百分含量可按下列顺序排列：SiO2、Al2O3、Fe2O3+FeO、CaO、MgO、Na2O+K2O。

煤灰中的主要组分在纯净状态时的熔点都较高。在高温下，由于各种氧化物的相互作用，因此生成了有较低熔点的共熔体。熔化的共熔体还有溶解灰中其他高熔点矿物质的性能，从而改变了共熔体的成分，使其熔化温度更低。

《煤灰熔融性的测定方法》是采用国际上广泛采用的角锥法，将煤灰制成一定尺寸的正三角形锥体，同时将此锥体置于一定的气体介质中，以规定的速度升温；加热到一定程度后，灰锥中开始出现液相，其机械强度随之减弱，在自重作用下，灰锥发生变形。角锥法就是根据目测灰在受热过程中的形态变化，用与下面四种形态相对应的特征温度来表示煤灰的熔融性，如图6-8所示。

图6-8 灰锥熔融特征示意图(www.xing528.com)

（1）变形温度（DT）。灰锥尖端或棱开始变圆或弯曲时的温度。

（2）软化温度（ST）。灰锥弯曲至锥尖触及托板，灰锥变成球形时的温度。

（3）半球温度（HT）。灰锥变成近似半球形，即高约等于底长的一半时的温度。

（4）流动温度（FT）。灰锥熔化展开成高度在1.5mm以下的薄层时的温度。

应该指出，DT、ST、HT、FT这四个特征温度并不具有明确的物理意义，但它们的温度间隔大小对实际工作很有意义。如果温度间隔很大，就意味着固相和液相共存的温度区间很宽，灰渣的黏度随温度变化得很慢，这样的灰渣称为长渣；反之，如果温度间隔很小，那么黏度就急剧地随温度而变化，这样的灰渣称为短渣。一般认为DT和ST的差值为200～400℃时称为长渣，差值为100～200℃时称为短渣。长渣在冷却时可长时间保持一定黏度，因此在炉膛中易于结渣；而短渣在冷却时的黏度增加很快，有可能在短时间内造成结渣。在电力用煤中，凡ST高于1350℃的煤称为不结渣煤，低于1350℃的煤称为结渣煤。