《绿色设计产品评价技术规范 超高功率石墨电极》

ICS29.050

CCSQ52CISA

团体标准

T/CISA—202X

绿色设计产品评价规范超高功率石墨电

极

Specificationforgreen-designproductassessment—Ultrahighpowergraphite

electrode

征求意见稿

2022-7-8发布2022-8-1实施

中国钢铁工业协会发布

T/CISA222—2022

绿色设计产品评价技术规范超高功率石墨电极

1范围

本标准规定了超高功率石墨电极绿色设计产品的评价要求、生命周期评价报告编制方法和评价方

法。

本标准适用于超高功率石墨电极的绿色设计产品评价。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

YB/T4090超高功率石墨电极

GB/T1426炭素材料分类

GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则

GB/T50765炭素厂工艺设计规范

GB/T19001质量管理体系要求

GB/T23331能源管理体系要求

GB21370炭素单位产品能源消耗限额

GB/T9078工业炉窑大气污染物排放标准非金属

GB/T16297大气污染物综合排放标准

DB41/1066工业炉窑大气污染物排放标准

GB/T12348工业企业厂界环境噪声排放标准

GB/T24001环境管理体系要求及使用指南

GB/T24040环境管理生命周期评价原则与框架

GB/T24044环境管理生命周期评价要求与指南

GB/T28001职业健康安全管理体系要求

GB/T32161生态设计产品评价通则

GB/T32162生态设计产品标识

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

超高功率石墨电极ultrahighpowergraphiteelectrode

采用针状焦等原料，经成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工制成，使用电流密度大于25A/cm3的

石墨电极。导电性、机械强度及抗热冲击性能均比高功率石墨电极高。使用电流密度比普通电极高35%～

55%以上。通常用于超高功率电弧炉作导电电极。广泛应用于钢铁、有色冶炼等行业。

I

T/CISA222—2022

3.2

绿色设计green-design

生态设计eco-design

按照全生命周期的理念，在产品设计开发阶段系统考虑原材料选用、生产、销售、使用、回收、处

理等各个环节对资源环境造成的影响，力求产品在全生命周期中最大限度降低资源消耗、尽可能少用或

不用含有有毒有害物质的原材料，减少污染物产生和排放，从而实现环境保护的活动。

3.3

绿色设计产品green-designproduct

生态设计产品eco-designproduct

符合绿色设计理念和评价要求的产品。

4评价要求

4.1基本要求

4.1.1生产企业污染物排放应符合相关环境保护法律法规，达到国家或地方污染物排放标准的要求，

污染物总量控制应达到国家和地方污染物排放总量控制指标。

4.1.2生产企业截止至评价日三年内（投产不足三年的企业自投产之日起）无重大安全事故和重大

环境污染事件。

4.1.3生产企业宜采用国家鼓励的先进技术工艺装备，不应使用国家或有关部门发布的淘汰或禁止

的技术、工艺、装备及相关物质。

4.1.4生产企业应按照GB/T24001、GB/T23331、GB/T19001和GB/T28001分别建立并运行环境管

理体系、能源管理体系、质量管理体系和职业健康安全管理体系。

4.1.5生产企业应按照GB/T17167配备能源计量器具，并根据环保法律法规和标准要求配备污染物

检测和在线监控设备。

4.1.6生产企业所生产的超高功率石墨电极产品质量应满足YB/T4090的要求。

4.2评价指标要求

绿色设计产品的评价指标可从资源能源的消耗，以及对环境和人体健康造成影响的角度进行选取，

通常可包括资源属性指标、能源属性指标、环境属性指标和产品属性指标。超高功率石墨电极绿色设计

产品的评价指标名称、基准值、判定依据等要求见表1。

表1评价指标要求

一级

二级指标单位基准值判定依据

指标

针状焦破碎、配料、油系针状焦：硫含量≤0.5%，氮含量≤0.5%；按照GB/T50765标准，并提供证

——

资源混捏、压型工序煤系针状焦：硫含量≤0.4%，氮含量≤0.5%；明材料

原材料质量要求

属性煤沥青保温、混捏、按照GB/T50765标准，并提供证

——改质沥青灰分≤0.3%，水分≤4.0%

压型工序明材料

II

T/CISA222—2022

按照GB/T50765标准，并提供证

浸渍工序——浸渍沥青喹啉不溶物含量≤0.5%

明材料

石英砂二氧化硅含量≥95%，粒度宜为（0～按照GB/T50765标准，并提供证

焙烧工序——

5）mm明材料

辅料质量要求

按照GB/T50765标准，并提供证

石墨化工序——冶金焦硫分≤1.1%，粒度宜为25mm～40mm

明材料

水资吨超高功率石墨电极取水量——≤按照附录A，并提供证明材料

源生产水重复利用率——≤98%按照附录A，并提供证明材料

按照GB21370标准，并提供证明

综合能耗kgce/t≤3780

材料

按照GB21370标准，并提供证明

吨超高功率石墨电极能耗焙烧工序kgce/t≤610

材料

按照GB21370标准，并提供证明

能源

石墨化工序kgce/t≤1345

材料

属性

按照GB21370标准，并提供证明

综合电耗kw·h/t≤7260

材料

吨超高功率石墨电极电耗

按照GB21370标准，并提供证明

石墨化工序kgce/t≤5480

材料

按照GB9078标准，并提供证明材

沥青烟排放mg/m3≤50

料

按照GB16297标准，并提供证明

粉尘排放mg/m3≤120

材料

SO2≤200按照DB41/1066标准，并提供证

生产过程中污染物排放量

硫氮化合物处理mg/m3

NOx≤400明材料

环境

采取减振、隔声、消声等有效降噪措施后，按照GB12348标准，并提供证明

属性

噪声排放——

厂界噪声满足标准的要求材料

工业废水排放——工业废水循环使用零排放实测数据，并提供证明材料

符合国家和地方有关环境法律、法规，污染物排放达到国家、地方和行业排放总量控制和排

环境法律法规标准污许可管理要求。

环境审核按照环境保护的要求进行审核；环境管理制度健全，原始记录及统计数据齐全有效。

超高功率石墨电极本体≥%

产品合格率——按照附录A，并提供证明材料

超高功率石墨电极接头≥%

项目300-400450-500550-650700-800

按照YB/T4090标准，并提供证明

电极6.26.36.05.8

产品产品材料

电阻率μΩ·m不大于μΩ·m

属性性能按照YB/T4090标准，并提供证明

接头5.35.34.54.3

指标材料

要求按照YB/T4090标准，并提供证明

电极10.510.510.010.0

抗折强度MPa不小于μΩ·m材料

接头20.020.022.023.0按照YB/T4090标准，并提供证明

III

T/CISA222—2022

材料

按照YB/T4090标准，并提供证明

电极14.014.014.014.0

材料

弹性模量GPa不大于μΩ·m

按照YB/T4090标准，并提供证明

接头20.020.022.022.0

材料

按照YB/T4090标准，并提供证明

电极1.671.661.661.68

体积密度材料

不小于μΩ·m

g/cm3按照YB/T4090标准，并提供证明

接头1.741.751.781.78

材料

热膨胀系数按照YB/T4090标准，并提供证明

电极1.51.51.51.5

（100℃～材料

不大于μΩ·m

600℃）按照YB/T4090标准，并提供证明

接头1.41.41.31.3

10-6/℃材料

按照YB/T4090标准，并提供证明

灰分%不大于%0.50.50.50.5

材料

注：灰分为参考指标。

4.3数据处理和计算方法

本标准所设各项指标均采用炭素行业和环境保护部门最常用的指标，易于理解和执行。

本标准的各项指标的采集和监测按国家标准检测方法执行。

工序能耗按照附录A的方法测定。

5评价方法

按照4.1基本要求、4.2评价指标和4.3对超高功率石墨电极下游使用过程的评价要求开展自我评

价或第三方评价，同时满足以下条件，并在按照相关程序要求经过公示无异议后的

产品可称为绿色设计产品，并可按照GB/T32162要求粘贴标识。

a)满足基本要求（见4.1）和评价指标要求（见4.2）；

b)按照6提供产品生命周期评价报告。

按照GB/T32162要求粘贴标识的产品以各种形式进行相关信息自我声明时，声明内容应包括但不限

于4.1和4.2的要求，但需要提供一定的符合有关要求的验证说明材料。

6生命周期评价报告编制要求

6.1编制依据

应依据附录B中的超高功率石墨电极产品生命周期评价方法编制超高功率石墨电极生命周期评价

报告。

6.2评价对象及工具

报告中应详细描述评估的对象、功能单位和产品主要功能，提供超高功率石墨电极产品的原材料

IV

T/CISA222—2022

组成及主要技术参数表，绘制并说明产品的系统边界，披露所使用的基于中国生命周期数据库的软件工

具。

本标准以“1吨产品”为功能单位来表示。

6.3报告内容的要求

6.3.1基本信息

报告应提供报告信息、申请者信息、评估对象信息、采用的标准信息等基本信息，其中报告信息

包括报告编号、编制人员、审核人员、发布日期等，申请者信息包括公司全称、组织机构代码、地址、

联系人、联系方式等。

在报告中应提供产品的主要技术参数和功能，包括：物理形态、生产厂家、使用范围等。产品重

量、包装的大小和材质也应在生命周期评价报告中阐明。

6.3.2报告基本内容要求

生命周期清单分析

报告中应提供考虑的生命周期阶段，说明每个阶段所考虑的清单因子及收集到的现场数据或背景

数据，涉及到数据分配的情况应说明分配方法和结果。

生命周期影响评价

报告中应提供产品生命周期各阶段的不同影响类型的计算值，并对不同影响类在各生命周期阶段

的分布情况进行比较分析。

绿色设计改进方案

在分析指标的符合性评价结果以及生命周期评价结果的基础上，提出超高功率石墨电极产品绿色

设计改进的具体方案。

评价报告主要结论

应说明该产品对评价指标的符合性结论、生命周期评价结果、提出的改进方案。

附件

报告中应在附件中提供：

——产品生产材料清单；

——产品工艺表（产品生产工艺过程示意图等）；

——各单元过程的数据收集表；

——其他。

V

T/CISA222—2022

附录A

（规范性）

评价指标的检测方法

A.1单位产品取水量

超高功率石墨电极生产过程中的用水量，计算时按照1年生产为周期计算平均值。每生产1t超高

功率石墨电极所消耗的新水量，按式（A.1）计算：

·························（A.1）

式中：

——每生产1t超高功率石墨电极所消耗的新水量，单位为立方米每吨（m3/t）；

——1年内超高功率石墨电极生产取新水量，单位为立方米（m3）；

——1年内超高功率石墨电极生产总量，单位为吨（t）。

A.2水重复利用率

水重复利用率，计算时按1年生产为周期计算。生产过程中使用的重复利用水量与总水量进行计算，

按式（A.2）计算：

························（A.2）

式中：

——水重复利用率，%；

——1年内重复利用水量，单位为立方米（m3）；

——1年内总补水量，单位为立方米（m3）。

A.3焙烧工序、石墨化工序单位产品能耗按式（A.3）计算：

……（A.3）

式中：

——第j种炭素制品过程中第k道工序（焙烧工序、石墨化工序）单位产品能耗，单位为千克标

准煤每吨（kace/t）；

——炭素制品加工过程中第k道工序（加工工序之前的某工序）第i种能源实物量消耗，单位为吨

（t）或千瓦时（kW·h）或立方米（m3）;

——炭素制品加工过程中第k道工序（加工工序之前的某工序）第i种能源折标准煤系数，但位

为吨标准每千瓦时[tce/（kW·h）]或吨标准煤每吨（tce/t）或吨标准煤每立方米（tce/m3）;

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T/CISA222—2022

——炭素制品加工过程中第k道工序（加工工序之前的某工序）第j种炭素制品产量，单位为吨（t）；

——炭素制品加工过程中第k道工序（加工工序之前的某工序）第j种炭素制品在第k道工序的能

耗分配系数（按附录B规定的数据取值）。

A.4超高功率石墨电极单位产品综合能耗按式（A.4）计算：

……（A.4）

式中：

——第j种炭素制品[式（2）中，j=1~3,分别指石墨电极、炭电极或炭块3种炭素制品]单位产品

综合能耗，单位为千克标准煤每吨（kace/t）；

——第j种炭素制品生产过程消耗的所有能源总量，单位为千克标准煤（kace）;

——第j种炭素制品合格产量，单位为吨（t）;

——第j种炭素制品加工过程中第m道工序（加工工序）的单位产品能耗，单位为千克标准煤

每吨（kace/t）；

——炭素制品加工过程中第m道工序（加工工序）的成品率（加工成品率）。

——炭素制品加工过程中第k+i道工序（加工工序之前的某工序）的成品率。

A.5产品合格率按式（A.5）计算：

产品合格率（%）=…(A.5)

VII

T/CISA222—2022

附录B

（规范性）

超高功率石墨电极产品生命周期评价方法

B.1目的

超高功率石墨电极的原料储存、运输、生产的过程以及钢厂使用消耗对环境造成的影响，通过超高

功率石墨电极全生命周期的环境影响大小评价，提出超高功率石墨电极绿色设计改进方案，从而大幅提

升石墨电极的环境友好性。

B.2范围

根据评价目的确定评价生命周期评价范围。

B.2.1功能单位

本部分以生产每吨超高功率石墨电极为功能单位来表示。

B.2.2系统边界

本标准界定的超高功率石墨电极产品生命周期系统边界，分3个阶段：原辅料与能源的开采生产阶

段；超高功率石墨电极产品的生产、销售阶段。如图1所示，具体包括：

原料

生产运输销售使用

辅料

图1.超高功率石墨电极生命周期系统边界图

B.2.3数据的描述

数据包括企业现场数据和背影数据。

现场数据是在现场具体操作过程中收集来的。现场数据包括超高功率石墨电极生产阶段原辅材的消

耗、能源的消耗、污染物的排放、废弃物的循环利用以及运输等数据，对数据的获得方式和来源以及产

品生产和使用地点均应予以说明。

背景数据应当包括主要原料的生产数据、权威的电力的组合的数据（如火力、水、风力发电等）、

VIII

T/CISA222—2022

不同运输类型造成的环境影响以及产品成分在环境中降解或在本企业污水处理设施内处理过程的排放

数据。

LCA的覆盖时间应在规定的期限内。数据应反映具有代表性的时期（取最近3年内有效值）。如

果未能取得3年内有效值，应做具体说明。

B.2.4数据取舍原则

单元过程数据种类很多，应对数据进行适当的取舍，原则如下：

a）能源的所有输入均列出；

b）原料的所有输入均列出；

c）辅助材料质量小于原料总消耗0.1%的项目输入可忽略；

d）大气、水体的各种排放均列出；

e）小于固体废弃物排放总量1%的一般性固体废弃物可忽略；

f）道路与厂房的基础设施、各工序的设备、厂区内人员及生活设施的消耗和排放，均忽略；

g）任何有毒有害材料和物质均应包含于清单中。

B.3生命周期清单分析

B.3.1总则

应编制超高功率石墨电极系统边界内的所有材料和能源输入、输出清单，作为产品生命周期评价的

依据。如果数据清单有特殊情况、异常点或其他问题，应在报告中进行明确说明。

当数据收集完成后，应对收集的数据进行审定。然后，确定每个单元过程的基本流程，并据此计算

出各单元过程的定量输入和输出。此后，将每个单元过程的输入输出数据除以产品的产量，得到功能单

位（即/t超高功率石墨电极）的资源消耗和环境排放。最后，将产品各单元过程中相同的影响因素的

数据求和，以获取该影响因素的总量，为产品级的影响评价提供必要的数据。

B.3.2数据收集

B.3.2.1概况

基于LCA的信息中要使用的数据分为两类：现场数据和背景数据。主要数据尽量使用现场数据，

如果“现场数据”收集缺乏，可以选择“背景数据”。

应将以下要素纳入数据清单：

IX

T/CISA222—2022

a)原料开采、生产（针状焦、沥青等）；

b)辅料开采、生产（氧化铁、硬脂酸等）

c)能源开采、生产（外购水、外购电、外购气等）

d)运输（主要原辅材、产品流转等）；

e)超高功率石墨电极的生产；

f)产品废副品的循环利用；

g)超高功率石墨电极的使用；

h)寿命终止。

B.3.2.2现场数据采集

应描述代表某一特定生产活动而直接测量或收集的数据相关采集规程。可直接对过程进行的测量或

通过问卷调查从经营者处获得的测量值为特定过程最具代表性的数据来源。现场数据的质量要求包括：

a)代表性：现场数据应按照企业生产单元收集所确定范围内的生产统计数据。

b)完整性：现场数据应采集完整的生命周期要求数据。

c)准确性：现场数据中的资源、能源、原材料消耗数据应该来自于生产单元的实际生产统计记录；

环境排放数据优先选择相关的环境监测报告，或由排污因子或物料平衡公式计算获得。所有现场数据均

须转换为单位产品，即千克/吨石墨电极为基准计算，且需要详细记录相关的原始数据、数据来源、计

算过程等。

d)一致性：企业现场数据收集时应保持相同的数据来源、统计口径、处理规格等。典型现场数据

来源包括：

——超高功率石墨电极的原辅材料采购和预加工；

——超高功率石墨电极的原辅材料以及半成品流转、成品运输数据；

——超高功率石墨电极生产过程的能源（电、气等）和水资源消耗数据；

——超高功率石墨电极原辅材料分配及用量数据；

——超高功率石墨电极包装材料数据，包括原材料包装数据；

——超高功率石墨电极生产沥青烟、焦油经焚烧所消耗的数据；

——超高功率石墨电极生产废副品产生量的数据；

——超高功率石墨电极使用过程的能源消耗的数据。

X

T/CISA222—2022

B.3.2.3背景数据采集

背景数据不是直接测量或计算而得到的数据。所使用数据的来源应有清楚的文件记载并载入产品生

命周期评价报告。

背景数据的质量要求包括：

a)代表性：背景数据应优先选择企业的原材料供应商提供的符合相关LCA标准要求的、经第三方

独立验证的上游产品LCA报告中的数据。若无，须优先选择代表中国国内平均生产水平的公开LCA数

据，数据的参考年限应优先选择近年数据。在没有符合要求的中国国内数据的情况下，可以选择国外同

类技术数据作为背景数据。

b)完整性：背景数据的系统边界应该从资源开采到这些原辅材料或能源产品出厂为止。

c)一致性：所有被选择的背景数据应完整覆盖本部分确定的生命周期清单因子，并且应将背景数

据转换为一致的物质名录后再进行计算。

B.3.2.4原辅料采购和预加工

该阶段始于其它相关企业生产的原辅料，结束于原辅料进入产品生产实施，包括：

a)原料运输。

b)所有材料的预加工。

c)转换回收的材料。

d)原辅料在工序的运输和流转。

B.3.2.5生产

该阶段始于原辅料进入生产设施，结束于超高功率石墨电极产品生产出来。生产活动包括压型、焙

烧、浸渍、石墨化、机械加工、生产过程中半成品的运输、材料组成包装等。

B.3.2.6产品销售

该阶段将超高功率石墨电极分配给世界各地钢厂，可沿着供应链将其储存在各点，包括运输车辆的

燃料使用等。

B.3.2.7使用阶段

该阶段始于使用单位拥有产品，结束于超高功率石墨电极应用于电炉炼钢过程结束。包括使用情况、

XI

T/CISA222—2022

使用期间的资源消耗等。

B.3.2.8物流

主要考虑的运输参数包括运输方式、车辆类型、燃料消耗量、装货速率、回空数量、运输距离、产

品运输分配以及燃料用量等。

B.3.2.9寿命终止

该阶段始于使用单位使用超高功率石墨电极，结束于产品作为原料应用于炼钢并消耗完进入大自然

的生命周期。

B.3.2.10用电量计算

对于产品系统边界上游或内部消耗的电力，应使用区域供应商现场数据。

B.3.3数据分配

B.3.3.1分配原则

超高功率石墨电极生产工序存在一个单元过程同时加工两种或多种产品，而投入的能源不能分开的情

况。也会存在输入渠道有多种，而输出只有一种的情况。在这些情况下，不能直接得到清单计算所需要

的数据，应根据一定的关系对这些过程的数据进行分配。清单是建立在输入和输出的物质平衡的基础上，

分配关系需反映出这种输入与输出的基本关系与特征，分配的主要原则如下：

a）应识别与其他产品系统公用的过程，并按分配程序加以处理。

b）单位过程中分配前与分配后的输入与输出的总和应相等。

c）如果存在若干个可采用的分配程序，应进行敏感分析，以说明采用其它方法与所选用方法在结

果上的差异。

B.3.3.2分配程序

处理数据分配问题一般以下程序进行：

a）尽量避免或减少出现分配。如：

①将原来收集数据时划分的单元过程再进一步分解，以便将那些与系统功能无关的单元排除在外；

②扩展产品系统边界，把原来排除在系统之外的单元包括进来。

XII

T/CISA222—2022

b）使用反映其物理关系的方式进行分配。如产品的质量、数量、规格等比例关系。

c）当物理关系不能确定或不能用作分配的依据时，用其经济关系来进行分配，如产品产品、利润

值等。

B.3.3.3超过功率石墨电极生产系统的分配

a）类似功能系统

产品的功能相近的单元过程，单元过程的输入和输出按照产品的质量、能量或其它当量关系进行分

摊给不同规格的产品。在石墨电极生产系统中，类似功能系统通常包括：

①冷却水系统；

②烟气等尾气焚烧系统；

③浸渍系统。

b）多功能系统

单元过程的产品功能差距较大的系统成为多功能系统，如焙烧工序，该工序主要消耗电极生坯、浸渍剂

沥青、冶金焦（石英砂），各种规格产品有一烧品、浸渍品、二烧品等，是多功能系统。多功能系统的

数据分配比较复杂，需要根据不同规格产品的工艺进行扩展产品的系统边界，把原来排除在系统之外的

一些单元包括进来。

B.3.4超高功率石墨电极废副品再利用环境收益

超高功率石墨电极废副品再利用环境收益按照系统扩展法计算，即根据废副品的实际用途、抵扣其

替代品的产品环境负荷。

B.3.5生命周期影响评价

B.3.5.1选取影响类型

根据超高功率石墨电极生产工艺的特点，超高功率石墨电极产品生命周期评价的影响类型应包括：

全球变暖、酸化、能源消耗、资源消耗、人体毒性、生态毒性等6类。

B.3.5.2生命周期清单因子归类

归类是根据清单负荷因子的物理化学性质，将对某影响类型有贡献的因子归到一起的过程。根据

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T/CISA222—2022

石墨电极行业生产特点，重点考虑表中所列4种环境类型，生命周期清单因子按表1归入各影响类型，

其它环境影响类型及相应归类情况按照相应规定进行添加。

表B1影响评价清单因子归类

影响类型特征化因子

全球暖化二氧化碳

酸化二氧化硫、氮氧化物

能源消耗总一次能源

水消耗水资源

B.3.5.3分类评价

分类评价是定量计算影响类型的类型指标。同质量的不同负荷因子对同一种影响类型的贡献潜力

不一样，转化为统一度量需要借助于特征化模型，分类评价结果