CSTM團體標準《玻璃窯蓄熱室用鉻鋯剛玉磚》編制說明

《玻璃窯蓄熱室用鉻鋯剛玉磚》編制說明目的意義鉻鋯剛玉磚指磚中含Cr2O3、A12O3、ZrO2，主晶相為剛玉相的耐火制品。鉻鋯剛玉磚一般以鋁鉻料為主體，通過添加鉻綠，氧化鋁微粉和電熔白剛玉為主要原料，在此基礎上引入少量ZrO2并經(jīng)過高溫燒成制得。鉻鋯剛玉磚具有抗熱震性優(yōu)、常溫耐壓強度高、高溫強度高、耐火度高、高溫體積穩(wěn)定性好、較好的抗侵蝕等特點。由于玻璃熔窯日趨大型化、長壽化發(fā)展，同時市場對玻璃制品的質量要求也越來越高。玻璃熔窯內的熔化溫度較以前有所提高，使得耐火材料的工作條件也越來越苛刻，對耐火材料的質量也提出了新的要求。玻璃窯蓄熱室長期處于高溫荷重、粉塵大、高濃度堿蒸汽的環(huán)境中，受侵蝕嚴重，蓄熱室用耐火材料的選擇將會影響到玻璃窯爐的使用壽命。鉻鋯剛玉磚因其優(yōu)良的特點越來越多的應用于玻璃窯蓄熱室上段。由于目前沒有與玻璃窯用鉻鋯剛玉磚相關的國家標準及行業(yè)標準，僅有各生產(chǎn)單位與產(chǎn)品使用單位商定的技術規(guī)范作為生產(chǎn)、檢驗的依據(jù)。但各單位對鉻鋯剛玉磚指標要求不同，技術規(guī)范僅局限于內部使用，不具有通用性。隨著其應用的推廣，迫切需要一個標準來規(guī)范。這不僅給產(chǎn)品生產(chǎn)單位提供標準化的鉻鋯剛玉磚產(chǎn)品指標，有利于提高產(chǎn)品通用性、一致性及可靠性，同時也能作為產(chǎn)品使用單位和主管部門了解和監(jiān)督產(chǎn)品質量依據(jù)。所以有必要制定玻璃窯蓄熱室用鉻鋯剛玉磚產(chǎn)品標準。預期的社會經(jīng)濟效益標準發(fā)布后，產(chǎn)品使用單位和產(chǎn)品質量監(jiān)督部門將有據(jù)可依，能促進產(chǎn)品在玻璃窯中的使用，延長玻璃窯爐使用壽命，將節(jié)省大量資源，為產(chǎn)品質量提升提供動力。隨著市場競爭日益激烈，針對我國優(yōu)質耐火材料資源不斷減少的現(xiàn)狀，可以減少或者避免資源浪費，節(jié)能降耗，改善環(huán)境，從而促進耐火材料的技術進步，提高企業(yè)的競爭力。標準預期經(jīng)濟效益良好。能夠有效提高產(chǎn)品質量、降低企業(yè)生產(chǎn)成本，避免資源浪費，節(jié)能降耗，改善環(huán)境，提高產(chǎn)品使用壽命，降低使用安全風險做出貢獻。工作簡況本標準由鄭州中科新材料有限公司單位共同發(fā)起，由中國材料與試驗團體標準委員會（CSTM）建筑材料領域委員會(CSTMFC03/TC13)歸口。2020年成立了標準編制組，制定了標準編制計劃，明確了任務分工，確定了制定原則和指導思想，擬定了制定的時間進度。在進行充分的調研和資料收集的基礎上，繼續(xù)完善補充標準申報草案。2020年08月12日召開《玻璃窯蓄熱室用鉻鋯剛玉磚》標準啟動會，根據(jù)啟動會專家意見，開展標準編制及實驗驗證工作，編制組收集了有關產(chǎn)品方面的國內外資料，進行了認真分析，并充分考慮到近年來國內產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀，進行了相關驗證試驗。2021年1月14日召開標準研討會，邀請標委會、質監(jiān)機構、生產(chǎn)企業(yè)、下游用戶總計13名專家，對《玻璃窯蓄熱室用鉻鋯剛玉磚》標準文件進行全面系統(tǒng)審查與指導，經(jīng)過修改完善和補充，形成正式的征求意見稿。標準編制原則1)本標準的編寫按照GB/T1.1-2020的要求進行。2)在本標準的編寫過程中注意貫徹協(xié)調一致的原則，與已發(fā)布的相關國家標準、行業(yè)標準和規(guī)范相協(xié)調。既考慮相關規(guī)范標準，更注重產(chǎn)品的實際生產(chǎn)應用情況和質量水平。3)本標準規(guī)定的試驗方法和檢驗規(guī)則強調切實可行，具有可操作性，試驗方法盡量采用已有的國際或國家標準。確定標準主要技術內容的依據(jù)玻璃窯蓄熱室的工作環(huán)境不僅要求耐火材料能夠穩(wěn)定安全的進行吸熱和放熱的能力，還需要耐火磚有良好的抗侵蝕性和熱震穩(wěn)定性。因此，最終確定玻璃窯蓄熱室用鉻鋯剛玉磚的理化性能指標為化學成分、體積密度、顯氣孔率、荷重軟化溫度（（0.2MPa，T0.6）/℃）常溫耐壓強度、抗熱震性、導熱系數(shù)。國內生產(chǎn)廠家產(chǎn)品指標見表1。技術指標A廠B廠C廠D廠Cr2O3/%，≥12.9613.478.7714.56A12O3/%，≥76.2278.4881.0279.87ZrO2/%，≥2.1331.8583.229Fe2O3/%，≤0.220.14體積密度（g/cm3），≥3.263.223.35顯氣孔率/%，≤19.215.6常溫耐壓強度MPa，≥128151222184荷重軟化溫度（0.2MPa，T0.6）/℃，≥>1700＞1700>1700熱震穩(wěn)定性（950℃，空氣急冷）/次，≥101010化學成分的確定：與所有的耐火磚一樣，鉻鋯剛玉磚的物相組成、特定性質以及如何從本質上改變材料的某些特定性質，都首先取決于其化學組成?；瘜W組成，尤其是氧化鉻含量對耐火材料的高溫性質和抗侵蝕性能起決定性作用，此氧化鉻通常來源于鋁鉻電熔料或燒結料，或者為優(yōu)質鋁鉻渣，而非鉻礦，因此選取測量Fe2O3作為必檢項目，達到限制使用鉻礦的作用。由于作為鉻鋯剛玉磚主要補充組分為剛玉相，因此選擇A12O3作為必檢項目。對于抗熱震性能優(yōu)良的鉻鋯剛玉磚，其主要改善熱震作用來源于ZrO2，選取ZrO2作為必檢項目。體積密度、顯氣孔率的確定：體積密度、顯氣孔率是材料的基本屬性，也是測試其他物理性能的基礎數(shù)據(jù)，需要對其體積密度、顯氣孔率作出規(guī)定。常溫耐壓值是耐火材料的一項力學性能，是其組織結構、顯微結構的參數(shù)。顯微結構的形成受耐火材料制備過程中各種工藝因素的制約，如原料質量特征和種類、配料比、顆粒級配間的結合、成型方法、燒結溫度和燒成氣氛等。常溫耐壓值是檢驗生產(chǎn)工藝流程狀況，評定其力學性能的可靠方法。與其相對應的是抗侵蝕性能和承重性能。如果常溫耐壓值不夠，鉻鋯剛玉磚組織結構不致密，顯微結構比較疏松，其抗侵蝕性能也勢必下降。根據(jù)國內外生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品指標，確定了鉻鋯剛玉磚的常溫耐壓強度，并作為產(chǎn)品出廠的必檢項目。熱震穩(wěn)定性的確定：鉻鋯剛玉磚在使用過程中，隨著溫度變化，產(chǎn)生膨脹和收縮，如果膨脹或收縮受到約束不能自由發(fā)展時，容易導致制品產(chǎn)生裂紋，剝落甚至崩潰。因此需要考慮抗熱震穩(wěn)定性。試驗條件選取950℃風冷。導熱系數(shù)的確定：導熱系數(shù)是表征耐火材料熱導特性的一個物理指標，耐火材料的導熱系數(shù)對于高溫熱工設備的設計是不可或缺的重要數(shù)據(jù)。耐火材料導熱系數(shù)的大小也直接影響磚抗熱震穩(wěn)定性。耐火材料的導熱能力與其化學礦物組成，組織結構以及溫度有密切關系。但由于導熱系數(shù)是材料的本征性能，無需作為產(chǎn)品的必檢項目，僅提供參考數(shù)據(jù)即可。重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)本次標準的修訂沒有重大分歧意見。與國家和行業(yè)有關的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制