1、玻璃窑用硅线石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1.1 任务来源根据工信部工业和信息化部办公厅关于印发 2015 年第二批行业标准制修订计划的通知（工信厅科函2015429 号），由中国建材检验认证集团股份有限公司承担玻璃窑用硅线石砖的制定工作，项目编号为：2015-0309T-JC。1.2 工作过程标准计划下达后，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
2、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 9 月底，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
3、标准编制原则本标准制定的依据主要是玻璃窑用硅线石砖实际工况条件、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2.2.1 标准的适用范围本标准规定适用于以天然硅线石、烧结莫来石、高铝熟料、红柱石及高岭2土等为主要原料，加入部分超微粉和结合剂，经压制成型或浇注成型、高温烧结而成的硅线石制品。2.2.2 产品理化性能指标的确定硅线石砖在日用玻璃行业主要应用于供料机和拉管机等部位，用作浮法玻璃生产线的锡槽顶盖砖、喷嘴砖
4、、盖板砖及池底大砖等，以及用作玻璃熔窑蓄热室下部材料等。结合硅线石砖在玻璃行业的实际使用情况，耐火中心近 6 年关于硅线石砖的检测数据，以及各厂家的产品技术资料，制定玻璃窑用硅线石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指标项目压制 浇注 *SiO2 /% 35 35Al2O3 /% 58 58化学成分Fe2O3 /% 1.0 1.0体积密度/（g/cm 3） 2.40 2.40显气孔率/% 20 20常温耐压强度 /MPa 70.0 50.0常温抗折强度 /MPa 提供实测数据 提供实测数据高温抗折强度（11000.5h ）/MPa
5、提供实测数据 提供实测数据荷重软化温度 T0.6/ 1550 1450线膨胀率（室温1000 时）/% 提供实测数据 提供实测数据热震稳定性（1100，水冷）/次 10 10物理性能加热永久线变化（14002h ）/% -0.2 +0.2 -0.2 +0.2注： *低水泥浇注。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
6、定硅线石分子式为 Al2O3SiO2，其理论组成为 w(Al2O3)=62.9%，w(SiO 2)= 37.1%。本标准所述的玻璃窑用硅线石砖以硅线石为主要原料，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 年关于硅线石砖的化学成分检测数据及各厂家的产品技术资料，确定压制或浇注成型的硅线石砖SiO235%，Al 2O358%，Fe 2O31.0%。（2）体积密度、显气孔率的确定玻璃窑用硅线石砖的体积密度、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，鉴于玻璃窑用硅线石砖是以
7、天然硅线石、烧结莫来石、高铝熟料、红柱石及高岭土等为主要原料，加入部分超微粉和结合剂，经压制成型或浇注成型、高温烧结而成的硅线石制品，结合耐火中心近 6 年关于硅线石砖的体积密度、显气孔率检测数据及各厂家的产品技术资料，确定压制或浇注成型的硅线石砖体积密度2.40 g/cm3，显气孔率 20%。（3）常温耐压强度的确定考虑到玻璃窑用硅线石砖实际应用情况，如用作料道、锡槽顶盖砖、喷嘴、盖板砖、玻璃熔窑蓄热室下部的格子体材料，硅线石砖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 年关于硅线石砖的常温耐压强度检测数据及各厂家的产品技术资料，确定压制成型硅线石砖的常温耐压强度70.
8、0Mpa，浇注成型硅线石砖的常温耐压强度50.0MPa。（4）常温抗折强度、高温抗折强度的确定4同样，考虑到玻璃窑用硅线石砖实际应用情况，如用作料道、锡槽顶盖砖、喷嘴、盖板砖，硅线石砖需要承受一定的剪切应力，需要对抗折强度作出规定。可能在常温和高温状态下都会承受一些剪切应力，耐压强度跟抗折强度具有正比例关系，可以根据工程应用需要检测压制或浇注成型的硅线石砖的常温抗折强度、高温抗折强度，这些抗折强度的实测数据为供需双方提供技术参考。（5）荷重软化温度的确定玻璃窑用硅线石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，如果硅线石砖在实际工程应用中出现明显的塑性变形
9、，硅线石砖的工程应用将失效，所以需要对荷重软化温度进行规定。玻璃窑用硅线石砖的最高应用温度在 1500左右，结合耐火中心近 6 年关于硅线石砖的荷重软化温度（T 0.6， 0.2MPa）检测数据及各厂家的产品技术资料，确定压制成型硅线石砖的荷重软化温度（T 0.6， 0.2MPa）1550，浇注成型硅线石砖的荷重软化温度（T 0.6， 0.2MPa）1450。（6）线膨胀率的确定玻璃窑用硅线石砖在外压强不变的情况下，在温度升高时，其体积增大，温度降低时体积缩小。因为硅线石砖的温度升高时，分子运动的平均动能增大，分子间的距离也增大，硅线石砖的体积随之而扩大；温度降低，硅线石砖冷却时分子的平均动能
10、变小，使分子间距离缩短，于是硅线石砖的体积就要缩小。玻璃窑用硅线石砖在实际使用过程中，如在料道和喷嘴处，温度是有变化的，温度的变化会造成硅线石砖的开裂、剥落，在施工过程中硅线石砖之间可以采用预留膨胀缝等方式来减缓开裂等问题，提供压制或浇注成型硅线石砖的线膨胀率的实测数据对工程设计具有参考价值。（7）热震稳定性的确定如上（6）所述，玻璃窑用硅线石砖在使用过程中，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发展时，硅线石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。此种破坏作用不仅限制了制品和窑炉的加热和冷却速度，限制了窑炉操作的强化，并
11、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硅线石砖抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能即抗热震稳定性。结合耐火中心5近 6 年关于硅线石砖的热震稳定性（1100，水冷）检测数据及各厂家的产品技术资料，确定压制或浇注成型硅线石砖的热震稳定性（1100，水冷）10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硅线石砖质量的一项重要指标，线变化产生的主要原因是线石砖在烧成过程中，由于温度不匀或时间不足等影响，使其烧成不充分，其在长期使用中，受高温作用时，一些物理化学变化仍然会继续进行，从而使硅线石砖的体积发生膨胀或收缩。这种变化对玻璃窑炉的砌体有极大的破坏作用，因此必须加强制品生
12、产中的烧成控制，使该项指标控制到最小值，因此需要对加热永久线变化进行规定。结合耐火中心近 6 年关于硅线石砖的线变化率（14002h ）检测数据及各厂家的产品技术资料，确定压制或浇注成型硅线石砖的线变化率（14002h）为-0.2 +0.2 之间。（9）尺寸允许偏差与外观质量的确定玻璃窑用硅线石砖的尺寸偏差与外观质量关系着玻璃窑用硅线石砖砌体是否稳固，所以需要作出规定，按照 GB/T 10326 的规定及各厂家的产品技术资料对尺寸允许偏差、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
13、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硅线石砖进行了验证试验，数据整理如下：表 3 玻璃窑用硅线石砖的验证试验数据性能 单位SiO2/%Al2O3/%Fe2O3/%体积密度/g/cm3显气孔率/%耐压/MPa荷软/ ,T0.6热震/次，1100水冷线变化/%，14002h线膨胀率/%, 1000常温抗折/MPa高折/MPa， 11000.5h1 31.85 64.74 0.73 2.50 18.0 109 1613 2 0.53 1547 3 32.60 64.49 0.53 2.45 17.4 88.0 1615 13 626.80 68.60 0.88 2.49
14、 21.0 101 1624 0.51 34.56 53.80 0.44 2.60 17.1 91.7 1485 0.51 1560 32.60 64.46 0.57 2.52 16.2 74.1 1651 0.50 32.80 65.10 0.82 2.56 14.0 113 1641 0.49 430.72 66.92 0.45 2.56 14.8 95.8 1631 30.35 65.14 0.99 2.47 19.5 88.2 1632 31.85 65.57 0.53 2.56 14.7 86.1 1648 533.35 63.28 0.70 2.55 15.3 98.4 1616
15、43.10 51.95 0.88 1.96 31.1 21.1 1590 25 7.9 6 81.9 15.4 29.45 66.77 77.6 11.6 7 56.15 0.63 2.26 74.0 1593 19.4 8 38.75 57.78 0.55 19.9 65.1 1558 9 30.62 65.99 1.10 2.42 21.3 135 1539 25 10 30.20 64.67 0.71 2.41 20.3 128 1598 14 35.65 59.66 0.55 2.46 18.0 117 1624 25 32.55 63.28 0.40 2.47 16.5 152 16
16、79 12 1133.75 60.50 1.37 2.55 13.2 124 1615 12 30.35 66.12 0.56 2.52 16.8 105 1618 25 2.54 14.0 111 1606 2.54 14.4 112 1613 26.70 67.16 0.42 2.54 16.2 122 1700 28.30 64.35 1.82 2.42 19.0 84.6 1600 9 60.14 1.05 2.50 15.2 138 1593 25 1361.65 1.13 2.51 15.0 144 25 30.25 65.44 0.99 2.32 21.5 82.4 1585 1
17、8 +0.0 29.75 66.02 1.13 2.33 21.1 77.6 1589 22 +0.0 26.38 69.22 0.61 2.46 20.9 76.1 1556 5 +0.0 71.42 0.56 2.43 23.1 85.6 1679 +0.0 1472.85 0.45 2.49 21.9 83.8 1593 +0.1 15 35.15 59.12 1.21 2.24 22.7 39.1 1483 22 +0.0 16 33.72 62.15 1.17 2.50 101 1612 22 725.18 66.94 1.28 2.51 113 1607 4 32.63 64.42
18、 0.75 2.51 14.6 107 1640 20 +0.0 17 29.50 65.87 0.38 2.37 20.1 51.0 1610 37.00 58.64 0.75 2.26 22.6 63.5 1527 +0.2 18 79.77 1.34 2.72 19.4 122 1525 -0.0 19 37.00 59.44 0.60 2.47 16.1 85.9 1548 20 28.65 66.11 0.48 99.0 1660 21 62.15 2.23 33.7 1510 25 2229.85 66.64 0.57 2.57 16.4 98.4 1550 23 60.02 0.
19、40 2.47 16.1 120 1620 4 -0.0 32.15 62.55 0.63 2.43 18.9 62.0 1592 22 24 33.55 61.75 0.63 2.40 17.8 66.7 1570 8 36.50 58.41 0.40 2.45 16.7 82.1 1390 25 28.55 67.11 0.31 2.45 18.6 175 1690 31.2 26 35.90 2.28 21.5 68.5 1440 27 33.58 61.87 1.00 16.3 96.0 1610 28 35.00 61.01 0.82 13.6 1617 29 56.63 0.71
20、2.21 23.3 29.5 25 35.75 58.25 15.4 1566 40.05 56.76 2.20 23.2 44.5 3056.66 0.58 2.22 22.2 58.5 1530 31 63.64 0.65 2.49 17.7 114 1590 32 1560 33 2.35 73.7 1530 34 23.10 75.51 0.30 2.62 138 1637 19.0 3.1 5.1 3513.4 2.1 4.4 36 1510 37 23.10 72.30 1.00 2.48 18.4 83.4 1620 19 24.90 72.67 0.41 2.48 19.0 9
21、5.4 1671 24.60 73.69 0.42 2.45 22.1 105 1700 3860.80 0.82 2.38 64.4 1581 39 29.55 67.65 0.28 2.50 17.8 65.7 1620 25 40 24.00 74.62 0.17 2.52 18.2 96.4 1700 10 841 32.00 61.84 0.73 2.45 16.8 68.7 1600 20 42 28.10 67.82 2.53 16.1 99.4 1509 54.04 0.76 2.16 1459 38.70 57.65 0.76 2.42 16.3 89.5 1628 25 3
22、0.45 64.82 0.88 2.38 22.3 104 1572 30.28 67.54 0.59 2.49 19.2 106 1644 4334.67 63.16 0.59 2.47 16.9 75.3 1617 +0.0 44 56.42 0.91 2.22 22.9 1570 平均值31.60 63.88 0.73 2.43 18.5 101/62.0 1608/1539 0.51 11.9 10.1标准值35.0058.00 1.00 2.40 20.070.0/50.01550/1450 10-0.2 +0.2 实测 实测 实测合格率/%80 85 84 74 69 91/67
23、91/88 81 100 表注：其中数字斜体加粗对应的数据为浇注成型硅线石砖的验证数据。从表 3 可看出，玻璃窑用硅线石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体积密度、显气孔率及常温耐压强度，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，如加热永久线变化达到 100%。另外，以 15、26、29 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，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
24、权。五、国内外情况对比经过调研发现，玻璃窑用硅线石砖没有相应的国外标准，但是有日本窑泰公司 CASIC-A 和美国泰勒公司 TAMUL 等公司生产玻璃窑用压制成型的硅线石砖，表 4 为本标准与国外这两家公司理化性能指标对比表。表 4 本标准与国外公司理化性能指标对比9性能指标项目 本标准 日本窑泰公司CASIC-A美国泰勒公司TAMULSiO2 /% 35 28.98 24.87Al2O3 /% 58 68.30 69.45Fe2O3 /% 1.0 0.76 0.61体积密度/（g/cm 3） 2.40 2.40 2.52显气孔率/% 20 25.5 20.25常温耐压强度 /MPa 70.0
25、 75 60常温抗折强度/MPa 提供实测数据 / /高温抗折强度（11000.5h）/MPa 提供实测数据 / /荷重软化温度 T0.6/ 1550 1600 1550线膨胀率（室温1000时）/% 提供实测数据 0.55 /热震稳定性（1100，水冷） /次 10 10 /加热永久线变化（14002h）/% -0.2 +0.2 0（15002h） /从表 4 可以看出，针对压制成型的硅线石砖，本标准制定的理化指标值与日本窑泰公司 CASIC-A 和美国泰勒公司 TAMUL 两家国外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这两家国外公司的相应指标。比如，日本窑泰公司 C
26、ASIC-A 的产品显气孔率为 25.5%，美国泰勒公司TAMUL 的产品显气孔率为20.25%，本标准显气孔率的制定值为 20%；美国泰勒公司 TAMUL 的产品常温耐压强度60MPa，本标准常温耐压强度的制定值为70MPa； 日本窑泰公司 CASIC-A 和美国泰勒公司 TAMUL 两家国外公司对常温抗折强度和高温抗折强度没有作出规定，本标准要求对其根据需要提供实测数据供工程应用参考；美国泰勒公司 TAMUL 对线膨胀率没有作出规定，本标准要求对其根据需要提供实测数据供工程应用参考；美国泰勒公司 TAMUL对热震稳定性没有作出规定，本标准热震稳定性（1100，水冷）的制定值为10次； 美国
27、泰勒公司 TAMUL 对加热永久线变化没有作出规定，本标准常加热永久线变化（14002h ）的制定值为-0.2 % +0.2%。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10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。硅线石质耐火材料非常适合玻璃熔窑工况要求。硅线石是含 62.9%Al2O3 和 37.1%SiO2 的高铝矿物原料。它在 1545不可逆地转化为 88%左右的莫来
28、石，生成 12%左右的方石英。硅线石的耐火度在 1790以上，荷重软化温度在 1500以上，体积变化小(膨胀 57%)，热膨胀系数小，具有良好的热稳定性，并耐磨、耐侵蚀。在日用玻璃行业主要应用于供料机和拉管机等部位，用作浮法玻璃生产线的锡槽顶盖砖、喷嘴砖、盖板砖及池底大砖等，以及用作玻璃熔窑蓄热室下部材料等。硅线石比其它高铝原料的破碎费用低，能耗费用低，是一种可以不经预烧就能用作耐火材料的原料。因此硅线石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
29、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。硅线石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、热膨率低、耐玻璃侵蚀性强、耐冲刷等，能显著提高设备使用寿命，增产降耗，提高企业经济效益。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
30、元阳等。硅线石在玻璃的工业利用占 10-20%，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、海勃湾玻璃厂、佳木斯工农玻璃厂、湖南株洲玻璃厂等玻璃企业。随着玻璃行业的发展对高铝耐火材料要求日益提高，对硅线石砖的需求量也日益增大，因此开发和使用硅线石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。硅线石砖品种繁多，用途广泛，国内已有多家工厂生产这类材料，随着市11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。玻璃窑用硅线石砖为玻璃窑设备的高效长寿命运行
31、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。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。
