1、PAGE PAGE 6礦熱爐用炭塊行業(yè)標準編制說明（征求意見稿）寧夏寧平炭素有限責任公司二零二二年三月PAGE PAGE 13礦熱爐用炭塊行業(yè)標準編制說明一、工作簡況1、任務來源本項目根據(jù)工業(yè)和信息化部工信廳科函 2021 25號2021年第一批行業(yè)標準制修訂和外文版項目計劃要求的通知，項目編號為2021-0368T-YB，項目名稱為“礦熱爐用炭塊”。本項目是修訂項目，代替YB/T 2805-2006。主要起草單位：寧夏寧平炭素有限責任公司、方大炭素新材料科技股份有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院，計劃完成時間為2022年。主要工作過程草案階段: 礦熱爐用炭塊現(xiàn)行的產(chǎn)品標準YB/T 2805-2

2、006是2006年5月13日發(fā)布，2006年11月1日實施的，距今已有15年的歷史。該標準是為了適應當時的技術水平和滿足十幾年前用戶要求為依據(jù)制定的，在當時是有一定的先進性和普遍性。但近年來我國的礦熱爐用炭素生產(chǎn)技術和礦熱爐的砌筑水平進步很快，該標準和要求已不能適應現(xiàn)在的需要。為推動礦熱爐用炭素行業(yè)的技術進步，配合鐵合金、電石等礦熱爐企業(yè)的節(jié)能減排、環(huán)保治理工作，提高礦熱爐的爐襯壽命，需要對礦熱爐用炭塊標準進行修訂，希望能引起冶煉行業(yè)和炭素行業(yè)同行對該標準修訂方案進行充分和廣泛的討論。調研階段: YB/T 2805-2006熱爐用炭塊是原蘭州炭素集團和冶金工業(yè)信息標準研究院在YB/T 2805

3、-1997礦熱爐用炭塊和YB/T 5145-1993電石爐用自焙炭塊兩個標準的基礎上合并修訂而成的。2018年由寧夏寧平炭素有限責任公司、鄂爾多斯工業(yè)技術研究院聯(lián)合向冶金工業(yè)信息標準化研究院提出了標準的修訂建議書，就2006版標準的修訂正式進入工作程序。起草階段: 計劃下達后，2021年4月6日全國鋼標委炭素材料分委員會組織各起草單位成立了起草工作組，由寧夏寧平炭素有限責任公司為組長單位，負責主要起草工作。工作組對國內外礦熱爐用炭塊和技術現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全面調研，同時廣泛搜集相關標準和國內外技術資料，進行了大量的研究分析、資料查證工作，結合實際應用經(jīng)驗，進行全面總結和歸納，在此基礎上編制出礦

4、熱爐用炭塊標準草案初稿。經(jīng)工作組及有關專家研討后，對標準草案初稿進行了認真的修改，于2022年4月形成了標準征求意見稿及其編制說明等相關附件，報全國鋼標委炭素材料分委員會秘書處。3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本標準由寧夏寧平炭素有限責任公司、方大炭素新材料科技股份有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院共同起草。主要成員：劉禎、曹培峰、張文強、馬小龍、張永斌、張赤、何樹寧、于兆斌.。所做的工作：劉禎任工作組組長，主持全面協(xié)調工作，負責對各階段標準的審核；張文強為本標準主要執(zhí)筆人，負責本標準的具體起草與編制；曹培峰、馬小龍、張赤負責國內外相關技術文獻和資料的收集、分析及資料查證，對產(chǎn)品生產(chǎn)工

5、藝、性能和使用經(jīng)驗進行總結和歸納; 張永斌、于兆斌、何樹寧負責對國內外產(chǎn)品和技術的現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全面調研，張文強負責對各方面的意見及建議進行歸納、整理。二、標準編制原則本標準在修訂過程中，遵循“面向市場、服務產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的原則，注重標準修訂與技術創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進、應用推廣相結合，本著先進性、科學性、合理性和可操作性以及標準的目標、統(tǒng)一性、協(xié)調性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進行本標準的修訂工作。未采用國際標準的制修訂的標準：本標準在起草過程中主要按GB/T 1. 1-2009標準化工作導則第1部分:標準的結構和編寫規(guī)則的要求編寫。在確定本標準主要

6、技術指標時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的能力和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟、社會效益，充分體現(xiàn)了標準在技術上的先進性和合理性。三、主要內容說明1、標準主要內容1.1、增加導熱率指標炭塊作為隔熱的耐火材料，導熱率是一個重要的技術指標，也是礦熱爐熱平衡計算的重要參數(shù)，應該成為標準里的一個必須要求的理化指標。如果不對爐底炭塊的導熱率進行要求，根據(jù)有關文獻資料分析，由于炭塊的導熱率過高，高溫熔池內的熱量容易通過炭塊層傳導給爐底高鋁磚層，高鋁磚和黏土磚等耐火材料長期超過最高允許使用溫度是產(chǎn)生漏爐的主要原因。經(jīng)過對比分析產(chǎn)品在不同生產(chǎn)批次、不同檢測機構的化驗數(shù)據(jù)，可以看出預焙炭塊在常溫狀態(tài)下的導熱系數(shù)在3 W/（m.

7、k）左右。經(jīng)過小組成員討論確定將預焙炭塊常溫狀態(tài)下導熱系數(shù)定為不大于5 W/（m.k）。此數(shù)值滿足保溫爐襯砌筑法對耐火材料的要求。 1.2、真密度這個指標應去掉真密度是去掉氣孔和裂隙在內的單位體積物質的質量，也可以理解為將物質壓縮至無氣孔狀態(tài)時的密度。對同一種碳質原料真密度越高石墨化程度越高，真密度越高的一般來說其導電性、導熱性能越好。真密度這個指標對于炭素生產(chǎn)過程具有較好的指導作用，但對于礦熱爐用炭塊這個產(chǎn)品來說卻是多余的，用體積密度這個指標足以反映炭塊的密實程度，多了這個指標反而容易產(chǎn)生誤解和困惑。2006版標準要求炭塊真密度大于1.80g/cm3，按照規(guī)律真密度越低導熱率越低，保溫型的電

8、爐炭塊要求要有較低的導熱性，應該是要求較低的真密度才對，原標準反而要求高的真密度，顯然是和保溫型炭塊的要求是相悖的。由上式炭塊氣孔率計算公式可以看出，在體積密度一定的情況下，真密度越高氣孔率也越高，顯然針對炭塊質量更關注氣孔率這個指標，而不是真密度。保溫型電爐炭塊生產(chǎn)使用的原料是1200煅燒太西煤，真密度是1.74 g/cm3，炭塊生產(chǎn)過程是不會增加真密度的，炭塊真密度的大小只取決于原料自身的真密度和焙燒溫度，炭塊的焙燒溫度并沒有超過原料的煅燒溫度，所以要想達到標準要求的1.80 g/cm3就必須添加石油焦、殘陽極、石墨，這些原料的添加提高了導熱率，卻降低了炭塊的抗沖刷能力，實際上是降低了保溫

9、型電爐炭塊的質量，甚至于有些廠家為了降低成本添加一些高密度的Fe、SiO2、Al2O3更是使炭塊在使用過程中出現(xiàn)了許多不確定性。綜上所述，建議礦熱爐用炭塊應去除真密度這個指標。2、主要技術差異本標準與YB/T 2805-2006相比，主要修訂內容如下:刪除了規(guī)范性引用文件中炭素材料真密度的測定方法；增加了規(guī)范性引用文件中閃光法測量熱擴散系數(shù)或導熱系數(shù)；增加了規(guī)范性引用文件中炭塊尺寸及外觀檢查方法；補充完善了規(guī)范性引用文件中炭素材料體積密度測定方法；補充完善了規(guī)范性引用文件中炭素材料顯氣孔率的測定方法；補充完善了3.1.1炭塊尺寸及允許偏差；補充完善了3.1.2炭塊表面缺陷；刪除了真密度指標；增

10、加了導熱系數(shù)指標；修訂了顯氣孔率指標；刪除了自焙炭磚的分類內容；刪除了自焙炭磚外形尺寸內容；補充完善了3.2.3自焙炭磚尺寸及允許偏差；補充完善了3.2.5自焙炭磚的理化指標；補充完善了4試驗方法內容；四、主要試驗(或驗證)情況本標準是在YB/T 2805-2006的基礎上，結合我國礦熱爐用炭塊生產(chǎn)和使用經(jīng)驗而修訂完成的。工作組通過礦熱爐用炭塊進行出廠檢驗和在線檢驗，以及用戶的入廠檢驗和使用經(jīng)驗，對礦熱爐用炭塊主要性能指標進行了驗證見表1 。 表1 礦熱爐用炭塊主要新增性能指標檢測值序號性能指標檢測數(shù)值檢測時間檢測單位1導熱系數(shù)（室溫） W/（m.k）2.962019/8/27國家輕金屬質量監(jiān)

11、督檢驗中心22.642021/11/16方大炭素新材料科技股份有限公司32.5443.1352.5563.2272.352022/2/15鄭州輕金屬研究院有限公司檢測實驗室83.2393.14五、標準中涉及專利的情況本標準不涉及專利問題。六、預期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況（重要）1、起草單位簡介寧夏寧平炭素有限責任公司（簡稱“寧平炭素”）創(chuàng)建于1993年5月，是研發(fā)及生產(chǎn)節(jié)能環(huán)保鋁用炭素和大型礦熱爐用炭素材料的寧夏炭素龍頭企業(yè)，是國家高新技術企業(yè)、自治區(qū)“專精特新”企業(yè)、新材料企業(yè)。公司位于寧夏平羅工業(yè)園區(qū)，占地面積15.3萬m2，資產(chǎn)總值4.5億元。公司技術力量雄厚，生產(chǎn)裝備先進

12、，是國內獨有的綜合性炭素產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)有產(chǎn)能25萬噸，其中炭磚5萬噸，糊類20萬噸。炭磚包括：鋁用陰極炭磚、側部炭磚、角部炭磚；礦熱爐用預焙炭磚、自焙炭磚；高爐用微孔炭磚；長壽命爐口炭磚、半石墨質碳化硅磚、高石墨質爐口磚等；與炭磚配套的有鋼棒糊、炭間糊、周圍糊，澆筑糊、粗縫糊、細縫糊、炭膠泥等滿足客戶需求的產(chǎn)品。電極糊可供電石、硅鐵、硅錳、鉻鐵、鎳鐵、釩鐵等各種礦熱爐使用，目前供應的最大爐型有：電石爐81000KVA、硅鐵爐63000 KVA、硅錳爐66000 KVA、鉻鐵爐57000 KVA。公司寧炭牌“R”商標被評為寧夏“著名商標”，高密度低氣孔率炭磚、鋁用陰極炭磚被評為“寧夏名牌產(chǎn)品”

13、。寧平炭素傳承和發(fā)揚了石嘴山炭素產(chǎn)業(yè)50多年的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，已發(fā)展成為國內大型多灰炭素材料生產(chǎn)研發(fā)和技術服務企業(yè)，擁有專利30項；主筆、參與制定國家及行業(yè)標準16項；在國家權威刊物發(fā)表論文24篇?？蒲谢貙幭奶克夭牧瞎こ碳夹g研究中心，是寧夏唯一一家炭素材料工程技術研究中心，是自治區(qū)級科技創(chuàng)新平臺。2、行業(yè)背景耐火材料的質量、砌筑水平、烘爐工藝、冶煉操作等多種因素影響著礦熱爐爐襯壽命，其中壽命長的礦熱爐爐襯可以長達10年以上，壽命短的只有幾個月。爐襯壽命區(qū)間跨度如此巨大，無疑是對耐火材料質量的重大考驗。炭素材料作為礦熱爐爐襯的主要用材。其中電爐炭磚作為一種特殊的耐火材料用來砌筑礦熱爐爐底、爐缸

14、部分，其質量的好壞直接決定了礦熱爐爐襯壽命。隨著高耗能產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，礦熱爐的爐型不斷向大型化發(fā)展，對爐襯壽命和爐底安全性的要求也越來越高。同時由于礦熱爐爐型的不斷擴大，出現(xiàn)的鐵水穿底事故也越來越多，這就對爐襯材料的升級和質量的提高提出了更高的要求。炭磚需在2000以上高溫下運行并長期受到鐵水、爐料的沖刷、滲透和腐蝕，使用一定周期后炭磚損壞到一定程度，爐子則無法正常運行，需要停爐、重新砌筑，爐子的使用周期直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益，而炭磚的使用壽命是影響爐子使用周期最重要的因素，因此電爐炭磚的各項性能也要隨之提升，配套的標準也需要修訂完善。YB/T 2805-2006礦熱爐用炭塊是2006年制定的

15、。標準規(guī)定了各類礦熱爐用炭塊的技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、尺寸誤差、標志、貯存、包裝、運輸要求。本標準適用于鐵合金爐、電石爐爐襯和導電材料用保溫法砌筑的的礦熱爐用常規(guī)炭塊，以及大中型電石爐爐底及熔池內襯用的自焙炭塊。近年來我國的礦熱爐用炭素生產(chǎn)技術和礦熱爐的砌筑水平進步很快，原來的標準和要求已不能適應現(xiàn)在的需要，為推動礦熱爐用炭素行業(yè)的技術進步，配合鐵合金、電石等礦熱爐企業(yè)的節(jié)能減排、環(huán)保治理工作，提高礦熱爐的爐襯壽命，需要對礦熱爐用炭塊標準進行修訂。3、標準化對象相關情況（產(chǎn)品特點、主要產(chǎn)地、應用領域、相關工藝、）礦熱爐用炭塊是以煅燒無煙煤、冶金焦、瀝青為主要原料，經(jīng)成型、焙燒和機械加工制

16、成，供砌筑礦熱爐爐襯使用。國內主要生產(chǎn)企業(yè)有寧平炭素產(chǎn)量5萬噸；方圓炭素產(chǎn)量3萬噸；寧夏文順產(chǎn)量2萬噸；寧夏平西產(chǎn)量1萬噸，其他如方大炭素、武彭炭素、宇通炭素共有1萬噸的生產(chǎn)。國外主要有德國德馬克、西格里、美國大湖炭素、?？咸克亍⑷毡緰|洋炭素等企業(yè)在生產(chǎn)。產(chǎn)品舊版主要性能指標如下表所示：表2 礦熱爐用常規(guī)炭塊的理化指標項目單位指標體積密度，不小于g/cm31.52灰分，不大于%8抗壓強度，不大于MPa32耐堿性級U或LC顯氣孔率，不大于%20真密度，不小于g/cm31.80注：灰分為參考指標，供需雙方可按實際需要相互協(xié)商。表3 自焙炭磚的理化指標項目單位TKZ-1TKZ-2焙燒前焙燒后焙燒前焙

17、燒后固炭，不小于%85938086灰分，不大于%561013殘余收縮率（800），不大于%-0.05-0.1抗壓強度，不小于MPa30302525體積密度，不小于g/cm31.61.51.581.45顯氣孔率%10201525產(chǎn)品新版主要性能指標如下表所示：表4 礦熱爐用常規(guī)炭塊的理化指標項目單位指標體積密度，不小于g/cm31.52灰分，不大于%8抗壓強度，不大于MPa32耐堿性級U或LC顯氣孔率，不大于%18導熱系數(shù)（室溫），不大于W/(m.K)5注：導熱系數(shù)為參考指標，供需雙方可按實際需要相互協(xié)商。表5 自焙炭磚的理化指標項目單位焙燒前焙燒后固碳，不小于%8593灰分，不大于%56殘余收

18、縮率（800），不大于%-0.05抗壓強度，不小于MPa3030體積密度，不小于g/cm1.61.5顯氣孔率%1020本標準于1978年首次發(fā)布，2006年進行了修訂，本次是第3次修訂。通過修訂，充分納入和反映了當今新產(chǎn)品、新技術、新工藝的先進技術成果，解決標齡老化問題，保證標準的時效性，為礦熱爐用炭塊的推廣應用提供了有力的技術支撐，為指導和規(guī)范礦熱爐用炭塊生產(chǎn)和驗收提供了依據(jù)，有利于提高產(chǎn)品的技術性能、安全可靠性及環(huán)保性能。 通過標準的制定和實施，將促進技術創(chuàng)新，增強產(chǎn)品的國內外市場競爭力，同時為推進產(chǎn)業(yè)結構調整與優(yōu)化升級創(chuàng)造條件，對規(guī)范市場競爭，引導市場良性發(fā)展，加快我國礦熱爐用炭塊技術快速發(fā)展具有積極的促進作用。七、與國際、國外對比情況本標準沒有采用國際標