烟煤坩埚膨胀序数（CSN）检测技术要点及检测项目详解
一、检测原理与意义
二、核心检测项目与技术规范
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- 粒度控制：原煤破碎至<6mm，研磨至0.2mm以下（过80目筛），确保样品均质性。
- 水分调节：空气干燥基水分需稳定在0.5%~2.0%，防止水分偏差影响热解行为。
- 质量精度：称取（1.00±0.01）g煤样，天平精度需达0.001g。
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- 升温速率：室温至800℃，全程需严格按标准（如GB/T 5448）执行，典型速率为5℃/min。
- 恒温时间：达到800℃后维持（15±1）分钟，保证充分热解。
- 气体环境：使用高纯氮气保护（纯度≥99.99%），流量控制在100mL/min。
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- 专用坩埚规格：石墨或刚玉材质，内径29mm、高度65mm，底部中心设直径2.5mm通气孔。
- 焦块形态分析：测定焦饼最大膨胀高度，精确至0.5mm；区分正常膨胀、收缩或塌陷形态。
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- 标准比对标定：对照CSN标准焦块图谱（或数字模型），确定0~9级膨胀序数。
- 分界规则：相邻序数间膨胀高度差约1.5mm（如CSN=5对应膨胀高度7.5~9.0mm）。
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- 平行实验：每组样品至少重复3次测试，极差≤1级时取均值，否则追加测试。
- 偏差控制：重复测试结果差异≥2级需核查仪器状态及操作规范性。
三、关键设备与校准要求
| 设备名称 | 技术参数 | 校准周期 |
|---|---|---|
| 管式高温炉 | 最高温1200℃±5℃，均温区≥80mm | 半年 |
| 光学测量系统 | 分辨率0.1mm，带图像分析软件 | 季度 |
| 气体控制系统 | 流量误差<±2% | 月度 |
四、质量控制及误差来源
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- 煤样氧化（制样时间过长或储存不当）
- 加热速率波动（温控模块故障）
- 坩埚内壁残留污染（清洗不彻底）
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- 使用惰性气体保护制样过程
- 定期校验热电偶及温控仪表
- 建立坩埚使用台账，淘汰变形坩埚
五、应用领域与数据解读
- 配煤优化：CSN值指导高/低膨胀煤比例调配（如CSN=7的强黏煤搭配CSN=3的弱黏煤）。
- 焦炭质量预测：CSN与DI<sub>15</sub>^150^（焦炭抗碎强度）呈显著正相关（R²≥0.75）。
- 煤源筛选：冶金焦用煤要求CSN≥4，铸造焦需CSN≥6。
六、结语
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