Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6015:2018 (hoàn toàn tương đương với ISO 5074:2015) về Than đá - Xác định chỉ số nghiền Hardgrove do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC27 Nhiên liệu khoáng rắn biên soạn, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chuẩn để xác định chỉ số nghiền Hardgrove (HGI) của các loại than đá, một chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng phản ánh độ cứng và khả năng chống lại lực nghiền của than trong quá trình sản xuất công nghiệp.

Phạm vi áp dụng (Điều 1)

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các tổ chức, cá nhân hoạt động trong lĩnh vực khai thác, chế biến, kinh doanh, giám định và sử dụng than đá tại Việt Nam. Phương pháp xác định chỉ số nghiền Hardgrove được áp dụng cụ thể cho:

• Các loại than đá có nguồn gốc tự nhiên, phục vụ cho việc đánh giá chất lượng than nguyên liệu đầu vào.
• Thiết kế, chế tạo và vận hành tối ưu hóa các hệ thống máy nghiền than trong các nhà máy nhiệt điện đốt than, nhà máy luyện kim, lò hơi công nghiệp và các cơ sở sản xuất xi măng.
• Đánh giá hiệu suất năng lượng và dự báo mức độ mài mòn của thiết bị nghiền trong quá trình vận hành thực tế.

Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, cần viện dẫn và phối hợp sử dụng các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế sau đây (đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu, đối với tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất):

• TCVN 1693 (ISO 18283) về Than đá và cốc - Lấy mẫu thủ công.
• TCVN 11152 (ISO 13909) về Than đá và cốc - Lấy mẫu tự động.
• TCVN 4914 (ISO 589) về Than đá - Xác định độ ẩm toàn phần.
• ISO 3310-1 về Sàng thử nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và thử nghiệm - Phần 1: Sàng thử nghiệm bằng lưới kim loại.

Nguyên tắc của phương pháp (Điều 3)

Phương pháp xác định chỉ số nghiền Hardgrove dựa trên nguyên lý cơ học nghiêm ngặt:

• Một khối lượng mẫu than đá đã được chuẩn bị kỹ lưỡng (khối lượng 50 g, cỡ hạt nằm trong khoảng từ 0,60 mm đến 1,18 mm) được đưa vào buồng nghiền của máy nghiền Hardgrove tiêu chuẩn.
• Mẫu than chịu tác động của một lực ép không đổi bằng 284 N ± 2 N truyền qua tám viên bi thép chuyển động tròn trong rãnh nghiền dưới số vòng quay quy định là 60 vòng ± 0,25 vòng.
• Sau khi quá trình nghiền kết thúc, phần than mịn lọt qua sàng có kích thước lỗ 75 µm được tách ra bằng phương pháp sàng cơ học và cân xác định khối lượng chính xác.
• Chỉ số nghiền Hardgrove (HGI) được tính toán gián tiếp từ khối lượng phần than mịn lọt qua sàng 75 µm thông qua một đồ thị hiệu chuẩn được thiết lập sẵn bằng cách sử dụng bốn mẫu than chuẩn Hardgrove có giá trị HGI đã biết trước (khoảng 40, 60, 80 và 110).

Thiết bị, dụng cụ và vật liệu bổ trợ (Điều 4)

Yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống thiết bị và dụng cụ thử nghiệm phải đảm bảo độ chính xác cao để tránh sai số hệ thống:

• Máy nghiền Hardgrove: Phải là máy nghiền tiêu chuẩn có cấu tạo gồm một bàn nghiền tĩnh bằng gang hoặc thép có rãnh nghiền, một vòng nghiền động có rãnh tương ứng, và tám viên bi thép có đường kính 25,4 mm đặt giữa hai rãnh. Máy phải được trang bị cơ cấu truyền động đảm bảo tốc độ quay ổn định và bộ đếm tự động ngắt động cơ chính xác sau khi quay đủ 60 vòng.
• Hệ thống tải trọng: Phải tạo ra một lực ép tĩnh đồng đều lên vòng nghiền động và các viên bi thép với tổng giá trị lực là 284 N ± 2 N (bao gồm cả khối lượng của trục, bánh răng và các bộ phận liên quan trực tiếp).
• Sàng thử nghiệm: Bộ sàng tròn bằng kim loại có đường kính khoảng 200 mm, bao gồm sàng bảo vệ có kích thước lỗ 1,18 mm, sàng cỡ hạt 600 µm (hoặc 0,60 mm) để chuẩn bị mẫu, và sàng phân tích có kích thước lỗ 75 µm kèm theo nắp đậy và đáy nhận kín khít.
• Máy lắc sàng cơ học: Thiết bị lắc sàng phải tạo ra chuyển động lắc tròn theo phương ngang đồng thời kết hợp với lực gõ cơ học theo phương thẳng đứng lên nắp sàng để đảm bảo quá trình phân loại cỡ hạt diễn ra hoàn toàn và không bị tắc nghẽn lỗ sàng.
• Cân phân tích: Cần sử dụng loại cân kỹ thuật có khả năng cân tối đa tối thiểu 100 g và có độ chính xác đến 0,1 g hoặc tốt hơn để cân khối lượng mẫu than trước và sau khi nghiền.
• Chổi quét và dụng cụ làm sạch: Chổi lông mềm chuyên dụng để thu hồi triệt để lượng bụi than bám dính trên bề mặt các viên bi, rãnh nghiền và lưới sàng mà không làm hư hại cấu trúc cơ học của thiết bị.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6015:2018 có hiệu lực kể từ ngày ban hành và thay thế cho tiêu chuẩn TCVN 6015:2007 (ISO 5074:1994). Việc áp dụng thống nhất tiêu chuẩn này giúp đồng bộ hóa phương pháp thử nghiệm chất lượng than đá của Việt Nam với hệ thống tiêu chuẩn quốc tế ISO, tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động xuất nhập khẩu và nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu trong nước.