Kömürün Hardgrove Yöntemiyle Tayini

Kömürün Hardgrove Yöntemiyle Tayini
 
Amaç
Bu standart, kömürün öğütülebilirliğinin hardgrove yöntemiyle tayinine dairdir.

Kapsam
Bu standart, kömürün öğütülebilirliğinin hardgrove yöntemiyle tayinini ve deney aygıtlarının kalibrasyonu ile standart referans kömür numunelerinin hazırlanmasını kapsar.

Kömürün Öğütülebilirliğinin Hardgrove Yöntemiyle Tayini

Deneyde Kullanılan Araç ve Gereçler
Terazi: 0.01 gr doğrulukla 100 gr' a kadar tartabilen.
Terazi: 1 gr doğrulukla 1500 gr' a kadar tartabilen.

Deney Elekleri: TSE 1227 (veya ASTM ) de özellikleri belirtilen tel örgülü eleklerden R 20/3 cinsinden bir dizi ile kapak ve elek altı.

Koruyucu Elek: Koruyucu elek, deney eleklerine yuvarlanabilir özellikte ve 16 mm ile 19 mm elek açıklıkları arasında yuvarlak veya kare delikli olmalıdır. Yuvarlak delikli metal levhadan yapılmış elek tercih edilmelidir. Standart tel örgülü elek kullanıldığında , bu eleğin, deney eleği olarak kullanılmayacağı belirtilir ve üzeri işaretlenir.

Mekanik Eleme Aygıtı: Kapak ve elek atı ile birlikte, düşey olarak yuvarlanmış 200 mm çapında bir dizi eleği (TSE 1227) alabilen mekanik bir eleme aygıtıdır. Aygıt, elle eleme hareketini taklit edebilmelidir. Bu işlemde, 25 mm30 mm genlik ve yaklaşık 300 dev/dk hızla yatay salınım hareketi ve salınım halindeki bu elek düzenine, 1.9 kg kütlenin 25 mm yükseklikten yerçekimi etkisini yaklaşık olarak dakikada 150 darbeyle düşürmesi sağlanır. Alternatif olarak kapak ve elek altı ile birlikte yuvarlanmış elek dizisi mekanik eleme aygıtının çalışma düzenine benzer olmak koşuluyla bir elektromanyetik aygıt kullanılarak titreşim sağlanabilir.

Kırıcı: 5.00 mm tane büyüklüğündeki kömür tanelerini, en az miktarda 560 mm' den ince malzeme verecek biçimde 1.25 mm tane büyüklüğüne öğütülebilecek diskli bir kırıcı disk yüzeyleri ve 200 mm çapında olmalıdır. Diskler arasında açıklık ayarlanabilir olmalı ve birbirine göre dönme hızı 200 dev/dk' yı geçmelidir. Merdaneli veya darbeli kırıcılar kullanılmamalıdır.

Öğütülebilirlik Aygıtı: Öğütülebilirlik aygıtı şekil 1 de gösterildiği gibi olmalıdır. Aygıt, çelik veya sertleştirilmiş çelikten yapılmış ve içinde 25.4 mm çapında 8 adet bilyenin hareketi için yatay yuva bulunan hareketsiz bir öğütme çanağı içermektedir. Bilyeler, 19-21 dev/dk hızda dönen bir üst öğütme halkası tarafından tahrik edilecektir. Üst öğütme halkası, çanağın yapıldığı malzemeden yapılmalı ve elektrik motoruna bağlı bir devir düşürücü dişli sistemiyle tahrik edilen bir mile bağlanmalıdır. Bilyelerin üstüne üst halka nedeniyle dişli , yük ve milin toplamı olarak 284 N ± 2 N (yaklaşık 29 kg0.2 kg' lık kütle) düşey kuvvet sağlamak için mile bir ağırlık eklenmelidir.

Aygıtı, 60 ± 0.25 devirde durdurmak için otomatik bir durdurma düzeni ve devir sayacıyla donatılmalıdır. Aygıt, hardgrove indeksinin tayininde kullanılmadan önce uluslar arası standart referans kömür numunelerine göre kalibre edilmelidir.

Numune Alma
Numune alma ve hazırlama işlemi TS 2390' a (ASTM' ye ) göre yapılmalıdır. Ancak ön kırma 10 mm yerine 5.00 mm' ye yapılmalıdır. Tam numuneden TS 2390 ve TS 3083' te belirtilen numune bölücülerden uygun olanı kullanılarak 1 kg son numune hazırlanmalıdır.

Numunenin Hazırlanması
Son numune 24 – 48 saat süre ile havada kurutulmalı ve ağırlığı en yakın gr' a kadar tayin edilmelidir.

Kurumuş numune 200 gr' lık parçalar halinde, üst eleğin 1.12 mm ve alt eleği 560 mm elek açıklığında olan yuvalanmış elek dizisiyle eleme aygıtına yerleştirilir ve 2 dk süreyle elenir. 1.12 mm elek açıklığı eleğin üstünde kalan numune yalnız en büyük taneleri kırmak için ayarlanmış bir kırıcıyla kırılır ve kırılmış numune tekrar 2 dk süre ile elenir. Elek üstü tekrar en büyük taneyi kırmak için ayarlanmış kırıcıyla kırılır. Kırma ve eleme işlemlerine tüm numune 1.12 mm elek açıklıklı elekten geçene kadar devam edilir. 560 mm elek altı atılır, 1.12 mm elek altına geçen ve 560 mm elek üstünde kalan kömür en yakın gr' a kadar tartılır. Bu tane büyüklük sınırlarında kalan kısım son numunenin %50 sinden az ise elde edilen numune atılarak tam numuneden tekrar 1 kg son numune alınarak numune hazırlama işlemi tekrarlanır.

Elde edilen 1.12 mm560 mm tane büyüklüğü sınırları arasındaki numuneler iyice karıştırılır ve numune bölücü kullanılarak yaklaşık 120 gr alınır ve tozdan arıtmak için 560 mm elekle eleme aygıtında 5 dk süre ile elenir. Numune bölücü kullanılarak tozu alınmış numune 50 gr' dan az olmamak koşulu ile azaltılır.

Deneyin Yapılışı
Öğütülebilirlik aygıtı iyice temizlenerek, bilyeler öğütme çanağına olabildiği kadar eşit aralıklarla yerleştirilir.

Tozu alınmış deney numunesinden 50 gr ± 0.01 gr tartılır ve öğütme çanağına düzenli olarak dağıtılıp yüzeyi düzeltilir. Üst öğütme halkası çanağı oturtulur ve çanak, hareket miline göre sabitlenerek yükün düzenli olarak uygulanması sağlanır. Çanağın kenarına sıçrayan kömür taneleri çanak içine fırçalanır. Devir sayacı sıfırlanır ve otomatik durdurma düzeni, aygıtı 60± 0.25 devirde durduracak biçimde ayarlanır. Aygıt çalıştırılır.

Devir tamamlanıp dönme durunca aygıt durdurulur ve aygıt düzeni sökülür. Üst öğütme halkasına yapışan kömür tozları elek altına yuvalanmış 75 mm elek üzerindeki koruyucu eleğe fırçalanır. Öğütme bilyeleri ve öğütülmüş kömür, koruyucu eleğin üstüne boşaltılır. Çanakta ve bilyelerde kalan kömürde koruyucu eleğe fırçalanır. Koruyucu elek, içindeki ve altındaki kömür tozları 75 mm eleğe fırçalandıktan sonra bir kenara bırakılır.

Kapak elek altına yuvalanmış 75mm eleğin üzerine yerleştirilir ve eleme aygıtında 10 dk süre ile elenir. 75 mm elek altında yapışmış bulunan kömür tozları özenle tava içine fırçalanır. Eleme ve sallama işlemi her biri 5 dk olmak üzere iki kez daha tekrarlanır. Her tekrardan sonra 75mm eleğin altının temizlenmesine özen gösterilmelidir.

75mm elek üstü ve elek altı öğütülmüş kömür en yakın 0.01 gr' a kadar ayrı ayrı tartılır. Bu tartımların toplamı deney numunesinin ağırlığından (50 ± 0.01 gr) 0.75 gr farklı olursa deney sonuçları kabul edilmez.

Kalibrasyon
Öğütülebilirlik aygıtı, yeni, değiştirilmiş, tamir edilmiş ve yeni personel tarafından kullanılmış olması durumunda, kömür deneyinde kullanılmadan önce, deneyle ilgili elekler ve diğer aygıtlarla birlikte kalibrasyonu yapılmalıdır.

Her bir kalibrasyon için dört standart referans numunesinin uygun olarak ayrı ayrı öğütülebilirlik aygıtında deney yapılmalı ve elde edilen sonuçlarla kalibrasyon grafiği hazırlanmalıdır.

Çizilecek kalibrasyon grafiğinde koordinatlar doğrusal ölçekli olup , ordinata ortalama olarak hesaplanmış 75 mm elek altı (50 ± 0.01 gr – 75 mm elek üstü ) ve apsis olarakta standart referans numunelerin EK 1' de verilen yönteme göre tayin edilen hard grove öğütülebilirlik indeks değerleri alınır. Bu grafik, en küçük kareler yöntemine göre dört noktadan geçen bir doğru olarak çizilmelidir.

Kalibrasyon grafiği standart edilmiş referans numunelerden elde edilmelidir.

Sonuçların Gösterilmesi
Deney numunesinin 75 mm elek altı ağırlığı m gr olarak aşağıdaki eşitlikten hesaplanır:

m = 50 – m1

Burada;

m = 75 mm elek altı
m1 =
75 mm elek üstü

dir. Öğütülebilirlik indeksi kalibrasyon grafiğinden tayin edilir.

Son numuneden alınan 1.12 mm560 mm' lik kısma ikili tayinler uygulanır. Ortalama öğütülebilirlik indeksi en yakın tam sayıya yuvarlatılır.

Duyarlılık
Duyarlık sonuçlar arasında kabul edilebilir en büyük farktır.

Tekrarlanabilirlik
Aynı numuneden 1.12 mm elek altı, 560 mm elek üstü kısmına aynı laboratuvarda, aynı eleman tarafından aynı aygıtla ayrı zamanlarda uygulanan deneylerden yapılan ikili tayin sonuçları arasındaki fark 2 birimden daha büyük olmamalıdır.

Uyarlık: Aynı 5.00 mm tane büyüklüklü kömür numunesinden alınan deney numunesinin her birine ayrı laboratuvarlarda yapılan ikili deney sonuçlarının ortalamalarının arasındaki fark 3 birimden daha büyük olmamalıdır.

Deney Raporu
Deney raporunda en az aşağıdaki bilgiler bulunmalıdır.

· Deneyin yapıldığı laboratuvarların, deneyi yapanın veya raporu imzalayan yetkililerin adları, görev ve meslekleri,
· Deney tarihi,
· Numunenin tanıtılması,
· Deneyde uygulanan standartların numaraları,
· Sonuçların gösterilmesi,
· Deney sonuçlarını değiştirebilecek etkenlerin sakıncalarını önlemek üzere alınan tedbirler,
· Uygulanan deney yöntemlerinde belirtilmeyen veya zorunlu görülmeyen, ancak deneyde yer almış olan işlemler,
· Rapor tarihi ve numarası.

EK – 1
Kalibrasyon Grafiği
Yapılan sayısız deneyler, aygıt değişkenleri kalibrasyon grafiği kullanılarak en az düzeye indirilirse deney yönteminin uyarlığı sağlanabilir.

Kalibrasyon grafiğinin hazırlanmasında, dört takım ulusal standart referans kömür numunesi kullanılmıştır. Bu numunelerin öğütülebilirlik indeksi onaylanmış hardgrove öğütülebilirlik indeksi yaklaşık 40, 60, 80 ve 110 olmalıdır. Herbir numune ikili olarak deneye uygulanmalıdır.

Hesaplanmış ortalama 75 mm elek altı kısmen ağırlığı (m) her numune için onaylanmış öğütülebilirlik indeksine karşı doğrusal koordinatlarda çizilmelidir. Elde edilen 4 noktadan en küçük kareler yöntemine göre bir doğru çizilir. Örnek kalibrasyon grafiği şekil 3 de gösterilmiştir.

Kalibrasyon grafiği, aygıt yenilendiğinde tamir edildiğinde veya aygıtın hatalı olduğundan kuşkuya düşüldüğünde kontrol edilmelidir.

EK – 2
Onaylanmış Hardgrove Öğütülebilirlik İndeksleri ile Ulusal Standart Referans Kömür Numunelerinin Hazırlanması

Her biri 80 kg ağırlığında ve öğütülebilirlik indeksleri 40, 60, 80 ve 110 olan dört kömür numunesi hazırlanır. Numune her biri aşağıda olduğu gibi işlemlerden geçirilir.

Numune 24-48 saat süreyle havada kurutulur. Plakalı kırıcı kullanılarak tüm numune 5,00mm elekten geçecek biçimde kırılır. Numune tamamen karıştırılarak 24 eşit kısmi numuneye bölünür (karıştırma ve bölme işlemleri mekanik olarak yapılmalıdır).

24 kısmi numunenin ikisi alınarak her biri ikiye bölünür. Böylece 4 deney numunesi oluşturulur. 4 deney numunesinin her birinin hardgrove ve öğütülebilirlik indeksi, bu standartlarda belirtilen işlemlere göre , uluslar arası standart referans kömür numunelerine (EK – 3) dayanan kalibrasyon grafiği ile belirlenmiş ulusal hardgrove aygıtı kullanılarak tayin edilir.

4 öğütülebilirlik indeksinin en yakın tam sayıya yuvarlatılmış ortalaması kalan 22 numunenin onaylanmış öğütülebilirlik indeksi olur. Bu numuneler ulusal standart referans kömür numuneleri olarak kabul edilir.

Standart referans kömür numuneleri, Argon veya Azot (oksijensiz) ortamında ve serin depoda sızdırmaz kaplarda saklanmalıdır.

EK – 3
Ulusal Hardgrove Aygıtının Kalibrasyonu
Ulusal hardgrove aygıtı, ulusal standart referans kömür numunelerinin hazırlanmasıyla ilgili olarak kullanılmadan önce, uluslar arası standart referans kömür numunelerine göre kalibre edilmelidir.

Dörtlü uluslararası standart referans kömür numunesi takımı, bu amaç için belirlenen ulusal deney laboratuvarları tarafından (American Society for Testing and Materials) dan temin edilmelidir.

Ulusal hardgrove aygıtının kalibrasyonu EK – 1 de belirtilen işlem sırasına göre yapılır. Ancak EK – 1, 2 de belirtilen ikili tayinler yerine her numune için 4 tayin yapılır.

Kalibrasyonu yapılan ulusal hardgrove aygıtı sadece ulusal standart referans kömür numunelerinin öğütülebilirlik tayini için saklanmalıdır.