CSTM團體標(biāo)準(zhǔn)《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(chǔ)上引入少量ZrO2并經(jīng)過高溫?zé)芍频?。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(zhì)量要求也越來越高。玻璃熔窯內(nèi)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(zhì)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(yán)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(yīng)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(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，僅有各生產(chǎn)單位與產(chǎn)品使用單位商定的技術(shù)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(biāo)要求不同，技術(shù)規(guī)范僅局限于內(nèi)部使用，不具有通用性。隨著其應(yīng)用的推廣，迫切需要一個標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范。這不僅給產(chǎn)品生產(chǎn)單位提供標(biāo)準(zhǔn)化的鉻鋯剛玉磚產(chǎn)品指標(biāo)，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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)。預(yù)期的社會經(jīng)濟效益標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，產(chǎn)品使用單位和產(chǎn)品質(zhì)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(zhì)量提升提供動力。隨著市場競爭日益激烈，針對我國優(yōu)質(zhì)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(shù)進步，提高企業(yè)的競爭力。標(biāo)準(zhǔn)預(yù)期經(jīng)濟效益良好。能夠有效提高產(chǎn)品質(zhì)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(fēng)險做出貢獻。工作簡況本標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)委員會（CSTM）建筑材料領(lǐng)域委員會(CSTMFC03/TC13)歸口。2020年成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組，制定了標(biāo)準(zhǔn)編制計劃，明確了任務(wù)分工，確定了制定原則和指導(dǎo)思想，擬定了制定的時間進度。在進行充分的調(diào)研和資料收集的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完善補充標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)啟動會，根據(jù)啟動會專家意見，開展標(biāo)準(zhǔn)編制及實驗驗證工作，編制組收集了有關(guān)產(chǎn)品方面的國內(nèi)外資料，進行了認(rèn)真分析，并充分考慮到近年來國內(nèi)產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀，進行了相關(guān)驗證試驗。2021年1月14日召開標(biāo)準(zhǔn)研討會，邀請標(biāo)委會、質(zhì)監(jiān)機構(gòu)、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(biāo)準(zhǔn)文件進行全面系統(tǒng)審查與指導(dǎo)，經(jīng)過修改完善和補充，形成正式的征求意見稿。標(biāo)準(zhǔn)編制原則1)本標(biāo)準(zhǔn)的編寫按照GB/T1.1-2020的要求進行。2)在本標(biāo)準(zhǔn)的編寫過程中注意貫徹協(xié)調(diào)一致的原則，與已發(fā)布的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范相協(xié)調(diào)。既考慮相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，更注重產(chǎn)品的實際生產(chǎn)應(yīng)用情況和質(zhì)量水平。3)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗方法和檢驗規(guī)則強調(diào)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(biāo)準(zhǔn)。確定標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)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(biāo)為化學(xué)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(dǎo)熱系數(shù)。國內(nèi)生產(chǎn)廠家產(chǎn)品指標(biāo)見表1。技術(shù)指標(biāo)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(xué)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(zhì)以及如何從本質(zhì)上改變材料的某些特定性質(zhì)，都首先取決于其化學(xué)組成?；瘜W(xué)組成，尤其是氧化鉻含量對耐火材料的高溫性質(zhì)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(jié)料，或者為優(yōu)質(zhì)鋁鉻渣，而非鉻礦，因此選取測量Fe2O3作為必檢項目，達(dá)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(chǔ)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(xué)性能，是其組織結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)。顯微結(jié)構(gòu)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(zhì)量特征和種類、配料比、顆粒級配間的結(jié)合、成型方法、燒結(jié)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(xué)性能的可靠方法。與其相對應(yīng)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(jié)構(gòu)不致密，顯微結(jié)構(gòu)比較疏松，其抗侵蝕性能也勢必下降。根據(jù)國內(nèi)外生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品指標(biāo)，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(dǎo)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(fēng)冷。導(dǎo)熱系數(shù)的確定：導(dǎo)熱系數(shù)是表征耐火材料熱導(dǎo)特性的一個物理指標(biāo)，耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)對于高溫?zé)峁ぴO(shè)備的設(shè)計是不可或缺的重要數(shù)據(jù)。耐火材料導(dǎo)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(dǎo)熱能力與其化學(xué)礦物組成，組織結(jié)構(gòu)以及溫度有密切關(guān)系。但由于導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)的修訂沒有重大分歧意見。與國家和行業(yè)有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制