矾土基耐火均质料 编制说明

根据国家标准化管理委员会关于下达2023年国家标准复审修订计划的通知（国标委发[2023]64号文《矾土基耐火均质料》列入2023年国家标准修订计划，计划号20233292-T-469。该标准由北京金隅通达耐火技术有限公司、阳泉金隅通达高温材料有限公司、郑州大学等负责修订，由全国耐火材料标准化技术委员会归口。牵头单位北京金隅通达耐火技术有限公司在标准制修订计划下达后就开始进行相关工作。2024年1月组建了《矾土基耐火均质料》标准编制组，除牵头单位北京金隅通达耐火技术有限公司外，成员还包括：阳泉金隅通达高温材料有限公司、郑州大学等，工作组进行了合理分工，并制定了工作计划进度。主要工作过程如下：2.1调研及资料收集、汇总阶段（2024年1月-2024年7月）2024年1月-2024年4月，工作组对国内矾土基耐火均质料（以下简称“均质料”）的生产、销售、应用等情况进行调研；2024年5月-2024年6月收集了部分均质料企业的产品，并对产品进行性能指标检测；2024年7月-2024年7月对国内均质料的应用客户进行调研，了解客户对均质料的应用要求及收集当前使用均质料的指标；在以上工作的基础上，2024年8月在北京召开了标准编制的工作会，会议总结2024年来标准编制工作情况，讨论标准编制过程中的问题、检查编制进度；同时会议明确了后期标准编制工作的任务和要求。2024年1月-2024年9月工作组编写了《矾土基耐火均质料》编制说明书和《矾土基耐火均质料》国家标准征求意见稿，并在其间多次组织讨论会，对稿件进行讨论和修改。2.2征求意见稿的确定（2024年7月-2024年9月）为使该标准科学、简便易行、符合实际需求，编制组人员依据调研情况，于2024年9月完成了《矾土基耐火均质料》标准征求意见稿初稿和编制说明初稿。2024年9月10日，编制组在北京召开讨论会，对初稿进行了讨论，并进一步修改后形成了最终的征求意见稿和编制说明。3.1标准修订的必要性矾土基耐火均质料行业标准（GB/T32832-2016）发布执行已超过八年，标准的有些内容与我国现在均质料产品的实际情况已经不相适应。一方面，随着我国耐材工艺技术及装备能力的快速提升，均质料产品的品质有了大幅的提高，部分指标也有了一定的变化，同时，行业积极践行减排降耗、资源集约利用的绿色发展理念，此前未被利用的低品位资源在现有条件下也可以生产出优质的均质料，丰富了均质料的种类。另一方面，高温工业的高质量发展也对耐火材料提出了更高的要求，作为耐火材料高档原材料的均质料，此前的指标要求迫切需要更新，一些此前没有关注的，如磁性物的要求急需进行补充。当然，此前标准中也存在类似TiO2含量、质量证明书等非关键指标或可合并引用的部分，为使标准更具有规范性、科学性、先进性和可操作性，迫切需要对其进行修订。均质料在提升矾土基耐火熟料的品质，提高我国耐火铝土矿综合利用方面具有重要意义。对推动我国耐火材料性能的提升具有积极的推动作用。标准的修订是对现行均质料标准的技术指标等相关条文的更新、补充和修正，修订后的标准更与时俱进、更适合现有资源的现状、客户的需求及生产企业的质量控制，也为科技工作者在未来均质料的研发方面预留了空间，因此，八年后对现行标准进行审视，重新修订是非常必要，对指导均质料产业的健康高质量发展具有非常重要的意义。3.2标准修订的原则根据GB/T1.1-2020的要求编制。遵从以下规则：贯彻执行国家的政策、法规，与现行其他国家标准协调一致的原则；技术指标制定先进可行、规范合理的原则；标准编制突出产品特性，促进行业健康发展和产品推广的原则。标准编制过程中技术指标的确定参考了国内外生产企业的产品技术指标，以保证标准中技术指标的准确性、科学性与可比性。4.1规范性引用文件变化结合产品检测项目和最新检测方法，引用文件“GB/T17617耐火原料和不定形耐火材料取样”修改为“GB/T17617耐火原料抽样检验规则”；“GB/T15545不定形耐火材料包装、标志、运输和储存”修改为“GB/T15545不定形耐火材料包装、标志、运输、储存和质量证明书的一般规定”。增加了引用文件“GB/T18930耐火材料术语”和“JB/T6570磁性物含量测定方法”。4.2术语和定义的修改“下列术语和定义适用于本文件”修改为“GB/T10325界定的以及下列术语和定义适用于本文件”。原定义“以不同氧化铝含量的铝土矿石为原料，经过配料、均化、细磨、成型、高温煅烧等工艺制成的成分均匀、性能稳定的高铝质耐火熟料”修改为“以不同氧化铝含量的铝土矿石为主要原料，经过配料、均化、细磨、成型、高温煅烧等工艺合成的成分均匀、性能稳定的铝硅质耐火熟料”。由于目前或未来均质料技术的发展，原料中可能添加其他的辅助组分,因此，在“原料”前面添加了“主要”两字一方面更准确，另一方面也为未来均质料的改性留有空间；鉴于均质料的制备过程中，不仅仅发生了物理变化，也发生了化学和物相变化，为准确起见将“制成”修改为“合成”；根据修改后的产品体系，氧化铝含量范围更广，“高铝质熟料”已不够准确，因此，修改为“铝硅质熟料”。4.3牌号的调整根据现有市场主流产品种类，增加了矾土基耐火均质料FNJ-90牌号，将FNJ-60、FNJ-70两个牌号调整为FNJ-60A、FNJ-60B、FNJ-70A、FNJ-70B四个牌号。矾土基耐火均质料按化、FNJ-80、FNJ-85、FNJ-88、FNJ-90。牌号中F、N、J分别为“矾土基”、“耐火”和“均质料”首个汉字的汉语拼音首字母，数字为氧化铝的质量分数，根据氧化铁含量质量分数的差异，又分为A、B两种牌号。4.4技术要求的变化1）修订部分1：理化指标的修订。由如下表1的原理化指标更新为表2的理化指标。具体变化为：①化学成分中删除了“TiO2”的指标要求，增加了“灼烧减量”的指标要求。由于定义中主要原料为铝土矿，因此，熟料中TiO2指标决定于原矿固有特征含量，且在常规耐火材料中TiO2含量对最终产品性能的影响较小，考虑到验收的快捷性，本次修订予以删除；由于灼烧减量可以间接体现熟料的烧结程度，因此，为了提高均质料粉的质量的保险系数，本次修订中增加了“灼烧减量”的指标要求，并根据实际统计对其数值予以了规定。②根据现有铝矾土资源的现状以及均质料产品指标的统计数据将原标准中FNJ-88、FNJ-85、FNJ-80牌号中的Fe2O3含量调整为≤2.0%；CaO+MgO、K2O+Na2O含量全部修订为≤0.6%；FNJ-70、FNJ-60各拆分为两个均调整为，A牌号Fe2O3为≤1.5%，B牌号Fe2O3为≤2.0%;根据现有的技术能力，FNJ-60A、FNJ-60B的吸水率调整为≤2.5%；FNJ-50的吸水率调整为≤2.0%；新增的FNJ-90根据统计数据规定了相应的理化指标。表1矾土基耐火均质料的理化指标（原标准）%A12O3Fe2O3K2O+Na2O表2矾土基耐火均质料的理化指标（现标准）%A12O3Fe2O3K2O+Na2O2）修订部分2：增加了“磁性物含量和铁合金粒含量”的要求，见5.2.1。由于均质料较矾土熟料有更高的硬度，加工过程中客观存在磁性物，且正常情况下破碎加工设备的核心金属件或提升为高硬度的铁合金件，在加工过程中所产生的进入均质料物料中的磁性物或碰撞产生的铁合金颗粒均会对均质料在高温下的应用产生影响，尤其是铁合金颗粒。因此，结合应用的影响及工艺设备能力，将磁性物含量和铁合金粒含量的要求规定为：＞3mm的颗粒中磁性物含量≤0.03%，≤3mm的颗粒中磁性物含量≤0.05%，大于0.5mm粒度的矾土基耐火均质料中，不允许有铁合金颗粒。3）修订部分3：增加了对外观的要求，为“矾土基耐火均质料中不允许混入外来杂质”。4.5试验方法的补充根据新增的技术要求，对应增加了相应的试验方法，依次为“6.4磁性物含量和铁合金粒含量的测定按JB/T6570的规定进行”，“6.5外观检验目测进行”。4.6包装、标志、运输、储存及质量证明书的简化按照引用标准的规定，删除了原8.3，对照现有标准，规定均质料块料和颗粒料的包装、标志、运输、储存及质量证明书依次按照YB/T5142和GB/T15545的规定进行。4.7主要验证情况分析本文件采集试验验证数据来自国内外矾土基耐火均质料需求企业和生产厂家，验证数据汇总见表3-表9。表3矾土基耐火均质料FNJ-50数据验证汇总表Al2O3%Fe2O3%%%%%%Na2O%%%求求测测测从表3汇总FNJ-50的数据来看，3个样品全部指标都达到标准规定的数值。表4矾土基耐火均质料FNJ-60A、FNJ-60B数据验证汇总表处Al2O3%%%%%%%Na2O%%%测测n)测测率从表4汇总FNJ-60A、FNJ-60B的数据来看，12个样品中仅有1个Al2O3超标，其他关注（检测的）全部指标都达到或接近标准规定范围。需求指标，除主成分外Al2O3仅对下限进行设置或范围较大，其他指标也都与规定指标具有较高的符合。表5矾土基耐火均质料FNJ-70A、FNJ-70B数据验证汇总表处Al2O3%Fe2O3%%%%%%Na2O%%%n))从表5汇总FNJ-70A、FNJ-70B的数据来看，11个样品中仅有4个样品中的部分数据有较大差异，其他关注（检测的）全部指标都达到或接近标准规定范围。需求指标，除主成分外Al2O3仅对下限进行设置或范围较大，其他指标也都与规定指标具有较高的符合。表6矾土基耐火均质料FNJ-80数据验证汇总表Al2O3%Fe2O3%%%%%%Na2O%%%-----------------从表6汇总FNJ-80的数据来看，10个样品中仅有2个样品中的杂质成分（K2O+Na2O）或（CaO+MgO）部分数据有微小差异，1个粉状样品因为欠烧灼烧减量超标，其他关注（检测的）全部指标都达到或接近标准规定范围。需求指标，除主成分外Al2O3仅对下限进行设置或范围较大，其他指标也都与规定指标具有较高的符合。表7矾土基耐火均质料FNJ-85数据验证汇总表Al2O3%Fe2O3%%%%%%Na2O%%%-----从表7汇总FNJ-85的数据来看，7个样品中仅有2个样品中的杂质成分（K2O+Na2O）数据略有超标，其他关注（检测的）全部指标都达到或接近标准规定范围。需求指标，除主成分外Al2O3仅对下限进行设置或范围较大，其他指标也都与规定指标具有较高的符合。表8矾土基耐火均质料FNJ-88数据验证汇总表Al2O3%Fe2O3%%%%%%Na2O%%%-----从表8汇总FNJ-88的数据来看，12个样品中仅有2个样品中的杂质成分（K2O+Na2O）或（CaO+MgO）部分数据有微小差异，1个样品因为欠烧，吸水率超标，其他关注（检测的）全部指标都达到或接近标准规定范围。需求指标，除主成分外Al2O3仅对下限进行设置或范围较大，其他指标也都与规定指标具有较高的符合。表9矾土基耐火均质料FNJ-90数据验证汇总表Al2O3%%%%%%%Na2O%%%--------------0从表9汇总FNJ-90的数据来看，6个样品都达到或接近标准规定范围。需求指标，除主成分外Al2O3仅对下限进行设置或范围较大，其他指标也都与规定指标具有较高的符合。综上，从整体验证情况分析可见：国内外不同客户的均质料指标要求和供需双方不同牌号均质料检测指标绝大部分都达到或接近标准规定范围；使用厂家需求的化学性能指标主要为：主成分Al2O3的含量，杂质成分Fe2O3，也有厂家对K2O和Na2O的合量作出了规定；物理性能指标主要为：体积密度、吸水率，也有厂家对磁性物含量提出了要求；从供需双方所检测的指标主要为：Al2O3的含量、杂质成分Fe2O3，体积密度、吸水率,其他关注度较高的为（K2O+Na2O）和（CaO+MgO）。因此，标准中对主成分Al2O3进行了限制，其设置了上下限，体现了均质料的稳定性和先进性；其他作为必须要的补充，规定了杂质成分Fe2O3、（K2O+Na2O）和（CaO+MgO)、体积密度和吸水率；灼烧减量的设计也为了避免欠烧料进入粉体产品中，也体现了标准的先进性。均质料硬度比较大，破碎加工时会有机械铁引入的可能，因此，磁性物的设计也体现了标准的先进性。标准制定的指标绝大部分都可以实现，未达标的指标也很接近标准指标，通过加强原料及生产控制就可以达标，标准制定的指标合理可行。4.8产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况均质料产品较传统高铝矾土熟料具有原料来源广、质量波动小、性能特征可控等优点，在生产和应用中具有不可比拟的优势，在国内外市场具有很强的竞争力。由于耐材制品性能的提升给矾土基熟料也提出了更高的要求，随着高品位铝土矿日渐稀缺，传统铝矾土熟料已经无法满足高档耐材制品的需求。随着装备技术的提升，均质料的产业化技术也逐渐成熟，山西、河南、山东等地生产企业如雨后春笋般涌现，部分技术成熟、运营稳健的企业站稳了脚跟，并不断壮大，呈现深耕之势，为耐火材料产业源源不断的输出高品质的均质料产品，带动整个行业的健康发展，持续增速产业化的进程，助推均质料成为耐火材料新质生产的新赛道。近十年来，伴随着对均质料认知的不断深入，耐火材料技术人员的对均质料的应用经