🔥 Backfähigkeit von Steinkohle — das Roga-Verfahren (die Roga-Zahl)

Petrochemie PN-G-04508

Übersicht

Die Backfähigkeit (das Backvermögen) ist eine kennzeichnende Eigenschaft fester fossiler Brennstoffe, die es erlaubt, Kokskohlen rasch von nicht verkokbaren zu unterscheiden. Das Roga-Verfahren besteht darin, die mechanische Festigkeit (durch Trommeln) des Kokses zu untersuchen, der durch Entgasung einer Mischung der Kohle mit einem Referenzanthrazit bei 850 °C unter streng genormten Laborbedingungen erhalten wurde. Die vorliegende Beschreibung stützt sich auf die Laboranleitung der Technischen Universität Wrocław, ausgeführt nach der früheren Norm PN-81/G-04518 (eine andere Nummer als die heutige PN-G-04508 — die Übereinstimmung beider Bezeichnungen ist zu prüfen); die aktuelle Ausgabe PN-G-04508:2020-05 stand nicht zur Verfügung und ist vor der Einführung zu prüfen.

Kokskohlen (in der polnischen Klassifikation die Typen 33–37: Gaskohle, Gaskokskohle, Orthokokskohle, Metakokskohle, Semikokskohle) gehen beim Erhitzen unter Luftabschluss im Bereich 350–500 °C in den plastischen Zustand über; die übrigen Steinkohlentypen, Braunkohle und Anthrazit geben einen staubigen, nicht gebackenen oder wenig festen Koks. Die Backfähigkeit ist neben dem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, der Dilatation, dem Blähgrad und dem Brennwert ein Parameter der Steinkohlenklassifikation.

Die theoretischen RI-Werte reichen von 0 bis 100; in der Praxis haben die am besten backenden Kohlen ein RI von etwa 85. Die Einteilung: nicht backende Kohlen — 0, sehr schwach backende — bis 20, schwach backende — 20–30, mittel — 30–40, gut — 40–60, sehr gut backende — über 60. Das Roga-Verfahren nach PN-G-04508:2020-05 steht im Akkreditierungsbereich des GIG (Bereich 0–90).

Prinzip der Methode

Eine Mischung aus 1,00 ± 0,01 g Kohle (Analysenprobe, Korngröße unter 0,2 mm) mit 5,00 ± 0,01 g Referenzanthrazit wird unter der ständigen Belastung eines Stahlblocks in einem Porzellantiegel genormter Abmessungen bei 850 ± 15 °C 15 min lang verkokt. Der erhaltene Koksknopf wird gewogen und durch ein 1-mm-Sieb gesiebt; der Siebrückstand wird gewogen und dreimal je fünf Minuten mit einer Geschwindigkeit von 50 U/min in der Roga-Trommel getrommelt, wobei Siebung und Wägung nach jedem Durchgang wiederholt werden. Die Roga-Zahl: RI = 100/(3Q) × [(a + d)/2 + b + c], wobei Q die Masse der Probe nach der Verkokung, a die Masse auf dem Sieb vor dem ersten Trommeln und b, c, d die Massen auf dem Sieb nach dem ersten, dem zweiten und dem dritten Trommeln sind.

Anwendungen

• Beurteilung der Eignung einer Steinkohle für die industrielle Kokserzeugung
• Klassifizierung der Steinkohlen (ein Parameter neben Vdaf, der Dilatation, dem Blähgrad und dem Brennwert)
• Auswahl der Bestandteile von Kokskohlemischungen und von mageren Zusätzen
• Rasche Unterscheidung von Kokskohlen und nicht verkokbaren Kohlen

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-G-04508:2020-05

Titel (PL)

Węgiel kamienny — Oznaczanie zdolności spiekania metodą Rogi

Title (EN)

Hard coal — Determination of caking power by the Roga method (tłumaczenie robocze)

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Vorbereitung der Mischung

   In den gewogenen Tiegel 1,00 ± 0,01 g Kohle (Analysenprobe 0,2 mm) und 5,00 ± 0,01 g Referenzanthrazit geben; 2 min mit dem Rührstab sorgfältig mischen, die Oberfläche mit der Spitze des Rührstabs einebnen und ohne Erschütterung das Stahlgewicht mit der Pinzette auflegen. 30 s in die Pressvorrichtung stellen (das Gewicht berührt die Wände nicht).

   ⏱ Zeit: 2 min + 30 s

2. Verkokung

   Den Tiegel mit der Mischung und dem Gewicht mit dem Stahldeckel abdecken und in den Ofen bei 850 ± 15 °C stellen; der Ofen soll diese Temperatur in ≤ 5 min wieder erreichen. 15 min nach dem Einsetzen den Tiegel herausnehmen und abkühlen lassen (etwa 45 min).

   ⏱ Zeit: 15 min • 🌡 Temperatur: 850 ± 15 °C

3. Wägung des Koksknopfes

   Deckel und Gewicht mit der Pinzette abnehmen und dabei die an der Unterseite des Gewichts haftenden Kokskörner in den Tiegel zurückstreifen. Den Tiegel mit seinem Inhalt wägen (Q).

4. Erste Siebung

   Den Inhalt auf das 1-mm-Sieb schütten; die größeren Stücke mit der Pinzette in den Tiegel zurückbringen und den Rest von Hand sieben, ohne den Koks kräftig über das Sieb zu reiben. Den Siebrückstand in den Tiegel bringen und wägen (a).

5. Trommeln

   Den Siebrückstand auf den Boden der Roga-Trommel schütten, den Deckel schließen und 5 min trommeln (50 U/min); auf das Sieb geben, sieben und den Siebrückstand wägen (b). Trommeln und Sieben noch zweimal wiederholen (c, d).

   ⏱ Zeit: 3 × 5 min

6. Berechnung

   RI = 100/(3Q)·[(a + d)/2 + b + c]. Als Ergebnis den Mittelwert zweier paralleler Versuche derselben Kohle nehmen, auf eine ganze Zahl gerundet; im Prüfbericht die Massen aus allen Wägungen angeben.

7. Aufräumen

   Die Koksstücke und den Siebdurchgang unter 1 mm entsorgen, die leeren Tiegel bei 850 °C ausglühen und die Siebe und das Innere der Trommel mit einem trockenen Papiertuch vom Staub befreien.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Ofen bei 850 °C und heißer Tiegel mit Gewicht — Zange und Thermohandschuhe, vor dem Zerlegen etwa 45 min abkühlen
• Bei der Verkokung werden brennbare Gase und Teer frei — Lüftung, den Ofen während der 15 min nicht öffnen
• Koks- und Anthrazitstaub beim Sieben und Trommeln — Schutzbrille, Staubmaske

Häufige Fragen