1、玻璃窑用组合式顶盖砖建材行业标准制定编制说明（征求意见稿）标准编制组2017 年 10 月1一、任务来源和工作简况1、任务来源根据工信部工业和信息化部办公厅关于印发 2013 年第二批行业标准制修订计划的通知（工信厅科2013102 号） ，由河南中原特种耐火材料有限公司承担玻璃窑用组合式顶盖砖的制定工作，后来由于种种原因，不能继续制定该标准，然后转由中国建材检验认证集团股份有限公司承担该标准的制定工作，项目编号为：2013-0226T-JC。2、 工作过程标准计划下达到中国建材检验认证集团股份有限公司后，标准负责起草单位确立了起草工作组，并进行了全国该产品生产情况和应用情况的调研，组织有关生
2、产厂家对该标准的制定做了前期的准备工作，确定了标准编制原则、方案和工作计划。2017 年 3 月，经过查阅国内外相关产品的标准和技术资料，对生产企业和使用单位进行充分的调研，结合国家建筑材料工业耐火材料产品质量监督检验测试中心（耐火中心）多年检测数据形成了工作组讨论稿。起草小组对标准工作组讨论稿进行充分交流、讨论、沟通，并进行修改完善。2017 年 10 月初，起草工作组完成所有数据验证、汇总及工作组讨论稿完善工作，然后把完善的讨论稿通过邮件发给相关耐火材料企业初步征求意见。2017 年 10 月 27 日，邀请相关耐火材料企业在北京举行了工作组讨论会，对技术要求及术语描述等方面进行了详细的讨
3、论与论证。2017 年 10 月 30 日，根据工作组讨论会的意见和建议，修改完善后形成征求意见稿。二、标准编制原则和主要内容2.1 标准编制原则本标准制定的依据主要是玻璃窑用组合式顶盖砖实际工况条件、耐火中心多年积累的实测数据及主要生产厂家的技术指标。本标准制订的原则是应保证标准的科学性和适用性，并按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第 1 部分 标准的结构和编写的有关规定进行标准的编制。2.2 标准主要内容的确定22.2.1 标准的适用范围本标准规定适用于玻璃窑以天然硅线石、烧结莫来石、高铝熟料及红柱石等为主要原料，经浇注成型，高温烧结而成的耐火制品。2.2.2 产品理化性能指
4、标的确定以天然硅线石、烧结莫来石、高铝熟料及红柱石等为主要原料，经浇注成型，高温烧结而成的耐火制品，用于以硅线石砖组合模块拼装成的锡槽吊顶结构中。结合玻璃窑用组合式顶盖砖的实际使用情况，耐火中心近 6 年关于组合式顶盖砖的检测数据，以及各厂家的产品技术资料，制定玻璃窑用组合式顶盖砖如下理化性能指标和尺寸允许偏差与外观质量。对各指标的确定下面分别叙述：表 1 制品的理化性能指标项目 指标Al2O3 /% 58化学成分Fe2O3 /% 1.0体积密度/ （g/cm 3） 2.30显气孔率 /% 20常温耐压强度/MPa 50.0常温抗折强度/MPa 10.0高温抗折强度（11000.5h ）/MP
5、a 8.0荷重软化温度 T0.6/ 1400线膨胀率（室温1100 时）/% 提供实测数据热震稳定性（1000，水冷）/次 20物理性能加热永久线变化（12002h）/% -0.1 +0.1表 2 尺寸允许偏差与外观质量单位为毫米项 目 范 围 指 标100 1.0101300 2.0301600 3.0尺寸允许偏差600 0.5%扭曲 0.5%缺角 20允许 200.50 不允许注 1：产品的断面不准有宽度大于 0.5mm 的裂纹。注 2：特殊形状产品的外观质量和尺寸偏差由供需双方商定。（1）化学成分的确定玻璃窑用组合式顶盖砖是以硅线石为主要材质，硅线石分子式为Al2O3SiO2，其理论组成
6、为 w(Al2O3)=62.9%，w(SiO 2)= 37.1%。本标准所述的玻璃窑用组合式顶盖砖除了硅线石，还含有少量其他一些成分，但是需要控制Fe2O3 的含量，以保持高温性能良好，满足玻璃窑实际使用要求。结合耐火中心近 6 年关于组合式顶盖砖的化学成分检测数据及各厂家的产品技术资料，确定Al2O358%，Fe 2O31.0%。（2）体积密度、显气孔率的确定玻璃窑用组合式顶盖砖的体积密度、显气孔率是材料的基本属性，也是测试其他物理性能的基础数据，需要对其体积密度、显气孔率作出规定，鉴于玻璃窑用组合式顶盖砖是以天然硅线石、烧结莫来石、高铝熟料及红柱石等为主要原料，经浇注成型，高温烧结而成的耐
7、火制品，结合耐火中心近 6 年关于组合式顶盖砖的体积密度、显气孔率检测数据及各厂家的产品技术资料，确定体积密度2.30 g/cm 3，显气孔率20%。（3）常温耐压强度的确定玻璃窑用组合式顶盖砖在实际应用过程中需要承受一定的压应力，需要对耐压强度作出规定。结合耐火中心近 6 年关于组合式顶盖砖的常温耐压强度检测数据及各厂家的产品技术资料，确定常温耐压强度50.0MPa。（4）常温抗折强度、高温抗折强度的确定玻璃窑用组合式顶盖砖在实际应用过程中需要承受一定的剪切应力，需要对抗折强度作出规定。在常温和高温状态下都可能会承受一定的剪切应力，组合式顶盖砖的使用温度一般在 900-1000，考虑给予一定
8、富余，考察 11000.5h 条件下高温抗折强度能满足使用要求。结合耐火中心近 6 年关于组合式顶4盖砖的常温抗折强度和高温抗折强度检测数据及各厂家的产品技术资料，确定常温抗折强度10.0MPa、高温抗折强度（11000.5h）8.0MPa 。（5）荷重软化温度的确定玻璃窑用组合式顶盖砖在实际工程应用中，大多数情况既受到一定荷重的压应力，同时也要抵抗高温条件的影响，如果组合式顶盖砖在实际工程应用中出现明显的塑性变形，组合式顶盖砖的工程应用将失效，所以需要对荷重软化温度进行规定。结合耐火中心近 6 年关于玻璃窑用组合式顶盖砖的荷重软化温度（T 0.6， 0.2MPa）检测数据及各厂家的产品技术资
9、料，确定荷重软化温度（T 0.6， 0.2MPa）1400。（6）线膨胀率的确定玻璃窑用组合式顶盖砖在温度升高时，分子运动的平均动能增大，分子间的距离也增大，组合式顶盖砖的体积随之而扩大；温度降低，组合式顶盖砖冷却时分子的平均动能变小，使分子间距离缩短，于是组合式顶盖砖的体积就缩小。玻璃窑用组合式顶盖砖在实际使用过程中，如果线膨胀率过大容易造成组合式顶盖砖的开裂、剥落，因此有必要提供组合式顶盖砖线膨胀率的实测数据以供工程设计参考。（7）热震稳定性的确定如上（6）所述，玻璃窑用组合式顶盖砖在使用过程中，经常会受到环境温度急剧变化的作用，随温度的升降，产生膨胀或收缩。如果膨胀或收缩受到约束不能自由
10、发展时，组合式顶盖砖内部会产生热应力，容易导致制品产生裂纹，剥落甚至崩溃。此种破坏作用是致使窑炉损坏较快的主要原因之一。因此需要考虑玻璃窑用组合式顶盖砖抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能即抗热震稳定性。组合式顶盖砖的使用温度一般在 900-1000，试验条件选取 1000，结合耐火中心近 6 年关于组合式顶盖砖的热震稳定性（1000，水冷）检测数据及各厂家的产品技术资料，确定热震稳定性（1000，水冷）20 次。（8）加热永久线变化的确定加热永久线变化是评定玻璃窑用组合式顶盖砖质量的一项重要指标，线变化产生的主要原因是组合式顶盖砖在烧成过程中，由于温度不匀或时间不足等影响，使其烧成不充分，其在长
11、期使用中，受高温作用时，一些物理化学变化5仍然会继续进行，从而使组合式顶盖砖的体积发生膨胀或收缩。这种变化对玻璃窑炉的吊顶有极大的破坏作用，因此必须加强制品生产中的烧成控制，使该项指标的变化范围控制到最小值，因此需要对加热永久线变化进行规定。考虑局部高温的情况，选取 1200能满足所有浮法玻璃窑在顶盖处的温度范围。结合耐火中心近 6 年关于组合式顶盖砖的线变化率（12002h）检测数据及各厂家的产品技术资料，确定线变化率（12002h）为-0.1 +0.1 之间。（9）尺寸允许偏差与外观质量的确定玻璃窑用组合式顶盖砖的尺寸偏差与外观质量关系着玻璃窑用组合式顶盖砖模块是否稳固，所以需要作出规定，
12、按照 GB/T 10326 的规定及各厂家的产品技术资料对组合式顶盖砖的尺寸允许偏差、扭曲、缺角、缺棱、裂纹长度、层裂及熔洞直径（注）等作出了规定，详细见表 2，涉及到特殊形状产品的尺寸允许偏差和外观质量的要求，由于各个厂家要求不同，由供需双方商定。三、主要试验（或验证）情况分析耐火中心对不同单位的玻璃窑用组合式顶盖砖进行了验证试验，数据整理如下：表 3 玻璃窑用组合式顶盖砖的验证试验数据性能单位Al2O3/%Fe2O3/%体积密度/g/cm3显气孔率/%耐压/MPa常温抗折/MPa高折/MPa， 11000.5h荷软/热震/次，1000水冷线变化/%， 12002h线膨胀率/%,110016
13、.6 22 1 11.5 252 80.2 14.4 3 59.97 2.46 17.1 1408 4 78.23 1.17 2.53 24.3 77.1 12.5 13.5 1539 0.75 54.47 0.53 2.16 24 45.8 11.7 17.3 1615 0.556 67.52 2.52 75.3 7 77.47 2.75 122 8 69.44 0.3 2.57 18.9 64.8 1376 +0.2 9 76.44 1.14 2.51 24.5 79.1 1538 +0.0 10 59.7 0.69 2.48 13.7 25 660.05 0.7 2.53 15.4 10
14、7 13.2 14.9 22 0.7358.67 0.3 2.29 23.5 71.9 10.9 18.0 8 0.6358.71 0.59 2.49 15.5 99.8 18.1 59.57 0.44 2.5 15.6 98.1 16.8 20.5 25 0.7161.23 0.46 2.45 18 73.8 1388 1166.16 0.4 2.44 21.5 85.5 12.4 14.7 25 12 53.25 0.68 1.83 36.4 6.78 69.23 0.25 2.53 18.9 59.3 1390 +0.0 70.1 0.65 2.54 19.9 68.3 1400 +0.
15、0 68.65 0.66 2.53 19.9 84.7 1420 +0.0 68.52 0.5 2.54 19.7 60.9 1396 +0.2 68.85 0.66 2.52 17.9 60.8 12.2 10.0 25 68.85 0.66 2.52 20.1 60.8 8.6 10.0 25 68.42 0.69 2.59 18 73.2 1394 +0.1 68.8 0.28 2.6 17.4 69.9 1383 +0.0 73.95 0.22 2.59 16.4 149 17.3 21.1 10 73.53 0.25 2.62 15.1 132 1700 +0.0 76.38 1.4
16、6 2.51 24.4 74 1541 +0.1 77.22 1.34 2.55 23.8 68.6 1537 +0.0 76.85 1.22 2.53 24 71 1527 +0.0 70.67 0.35 2.54 19.8 94.4 1444 -0.0 68.02 0.37 2.52 20 63 1424 -0.0+0.171.13 0.32 2.52 19.4 79.6 1436 -0.0 67.78 0.4 2.64 18 89.8 1425 -0.1 1369.03 0.4 2.52 19.6 84.2 1441 -0.0 14 76.51 1.38 2.54 23.6 67.9 1
17、555 +0.1 平均值68.04 0.63 2.50 20.34 78.74 13.5 16.0 1467 0.66标准值58 1.0 2.30 20 50.0 10.0 8.0 1400 20 -0.1 +0.1实测合格率/%94 81 91 65 94 91 100 73 80 89 7从表 3 可看出，玻璃窑用组合式顶盖砖的理化性能指标基本控制在 80%左右，对于比较重要的理化性能如显气孔率和荷重软化温度，控制得稍微严格一点，其他的理化性能指标相对重要性低一点，合格率较高，如高温抗折强度达到 100%。另外，以 5、12 号单位的样品为例，多项指标达不到标准值，属于应该淘汰的落后产品，
18、标准的制定有利于淘汰这种落后的产品，让优质的产品获得更好的发展空间，规范市场，使市场进入良性循环，控制产品质量。四、标准中如果涉及专利，应有明确的知识产权说明本标准公开部分不涉及专利和知识产权。五、国内外情况对比经过调研发现，玻璃窑用组合式顶盖砖没有相应的国外标准，但是国内有公司生产玻璃窑用组合式顶盖砖，表 4 为本标准与国内两家公司理化性能指标对比表。表 4 本标准与国内公司理化性能指标对比性能指标项目本标准 A 公司 B 公司Al2O3 /% 58 58 58Fe2O3 /% 1.0 0.6 1.0体积密度/（g/cm 3） 2.30 2.25 2.40显气孔率/% 20 21 /常温耐压
19、强度 /MPa 50.0 60 40常温抗折强度 /MPa 10.0 / /高温抗折强度（11000.5h）/MPa 8.0 / /荷重软化温度 T0.6/ 1400 / 1400线膨胀率（室温1100时）/% 提供实测数据 / /热震稳定性（1000，水冷） /次 20 / 12（1100，水冷）加热永久线变化（12002h）/% -0.1 +0.1 / /从表 4 可以看出，本标准制定的理化指标值与国内两家公司的理化指标值基本相近，本标准制定的部分物理性能指标甚至高于国内这两家公司的相应指标。比如，A 公司对产品的体积密度作出规定为2.25 g/cm3，本标准体积密度的制定值为2.30 g
20、/cm3； B 公司对产品的显气孔率作出规定为 21%，本标准显气孔率的制定值为20%；A、B 两家公司对常温抗折强度、高温抗折强度、线8膨胀率及加热永久线变化没有作出规定，本标准对常温抗折强度、高温抗折强度及加热永久线变化作出了规定，另外，本标准要求对线膨胀率根据需要提供实测数据供工程应用参考；A 公司对荷重软化温度没有作出规定，本标准荷重软化温度 T0.6 的制定值为1400；A 公司对热震稳定性没有作出规定， B 公司对产品的热震稳定性（1100，水冷）作出的规定为12 次，本标准热震稳定性（1000，水冷）的制定值为20 次，虽然本标准热震稳定性的温度稍低，但是次数较高，本标准热震稳定
21、性的制定值高于 B 公司作出的规定或者二者相当，所以本标准具有国际先进水平。六、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果1. 产业化情况我国是玻璃生产和消费大国，2016 年 1-12 月止累计中国平板玻璃产量77402.8 万重量箱，同比增长 5.8%。约占全球产量的 50%左右。玻璃生产过程需要消耗大量的能源和天然矿物，而这些资源是不可再生的。如何降低玻璃生产过程中原燃料的消耗是保证玻璃工业可持续发展的最有效措施。玻璃工业窑炉节能的就是一项重要措施，这就需要开发应用新型耐火材料。玻璃窑用组合式顶盖砖是一种节能型耐火材料，玻璃窑用组合式顶盖砖是锡槽的关键部位之一，以硅线石为主要材质，其作
22、用为密封及吊装加热、测温、测压元件，能有效起对玻璃窑起到节能的作用。具有耐火度高、荷重软化温度高、热膨胀系数小、良好的热稳定性，并耐磨、耐腐蚀，在玻璃行业应用于锡槽顶盖处。组合式顶盖砖还比其它高铝原料的破碎费用低，能耗费用低等优点。因此组合式顶盖砖在玻璃产业的窑炉中具有广泛的应用前景。2. 推广应用论证和预期达到的经济效益根据玻璃行业“十三五”节能减排目标：节能减排、资源综合利用意识进一步增强，实施余热发电、脱硫除尘、脱硝一体化治理的企业达 100%，所有企业全部达到能耗限额标准，单位产品能源消耗较 2015 年降低 5%10%，单位工业增加值能耗较 2015 年降低 10%15%，二氧化碳及
23、各项污染物排放在“十二五”基础上降低 30%。要实现这些目标，节能新型耐火材料的使用将起着重要的作用。玻璃窑用组合式顶盖砖是典型的节能耐火材料，尤其在玻璃行业更具有独特优异的性能，如耐火度高、热膨膨率低、耐冲刷等，能显著提高设备9使用寿命，增产降耗，提高企业经济效益。玻璃窑用组合式顶盖砖以硅线石为主要材质，我国的硅线石资源丰富，分布极广，储量大。已查明的有黑龙江麻山、黑龙江三道沟、福建莆田、内蒙古土贵鸟拉、河北平山、河北罗圈、河南叶县、陕西长里沟、安徽岗里、安徽回龙山及云南元阳等。组合式顶盖砖已经成功应用于黑龙江玻璃厂、大连玻璃厂、北京市平板玻璃集团公司及海勃湾玻璃厂等玻璃企业。随着玻璃行业的
24、发展对组合式顶盖砖的需求量也日益增大，因此开发和使用组合式顶盖砖是未来玻璃窑炉用耐火材料的发展趋势，开发和应用前景乐观。玻璃窑用组合式顶盖砖具有热膨胀系数较低、良好的抗热震性、机械强度高、耐磨性好及耐火度高等优异特点，在玻璃行业应用于锡槽顶盖处。国内已有多家工厂生产这类材料，随着市场竞争日益激烈，产品质量也存在良莠不齐的情况，因此，急需制定产品标准，规范市场行为，便于国家对产品质量进行监督，同时也能为供需双方提供明确技术标准，减少质量纠纷。玻璃窑用组合式顶盖砖为玻璃窑设备的高效长寿命运行提供了可靠的保障，对提高玻璃生产系统运转效率，降低生产成本，节约资源和能源具有重大意义。本标准实施后，将为产
25、品的生产、销售、检验提供重要依据，用在玻璃行业的相关设备上，将大大延长其使用寿命，节省大量社会资源，节能降耗，改善环境，提高企业经济效益。七、与现行相关法律、法规、规程及相关标准，特别是强制性标准的协调性本标准是新标准，因此不存在与原有同类标准相冲突。本标准依据 GB/T 1.1的编写要求开展编制工作，因此与相关标准没有冲突。八、重大分歧意见的处理经过和依据无重大分歧意见。九、贯彻标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过度办法、实施细则等）建议本标准在 2019 年 1 月 1 日起实施。需要时，应由标准主编单位进行培训。10十、标准性质的建议说明本标准性质建议为推荐性标准。十一、废止现行相关标准的建议本标准为首次提出，无废止等相关问题。十二、其他需要说明的问题无。
