从标准指标设置探讨我国耐火材料产品标准的发展

　　　　　　　　　　　　　　                                      谢朝晖1） 彭西高2）
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摘 要：通过对目前我国现行耐火材料产品标准指标设置中存在的问题进行分析，指出了标准中存在的诸如指 标设置多、指标要求高、不利于资源节约和不利于用户选型等方面的问题，提出了我国耐火材料产品标准今后 发展的建议，建议合理设置关键性控制指标，从使用角度考虑进行标准编制，多邀请用户参与产品标准工作和 改进完善现有产品标准。 
关键词：耐火材料；指标；产品标准；发展 

　　工业窑炉的寿命取决于结构设计、设备配置、内衬耐火材料质量、工程施工质量、投运后生产操作与维护等。其中，内衬耐火材料的配置选型、性能设计与质量至关重要。而在工业窑炉耐火材料选型与性能设计中，耐火材料产品标准发挥了巨大的作用。我国耐火材料产品标准数量众多，但绝大部分属于生产型标准，保留了计划经济时期的特点，在控制和提高耐火材料产品质量方面曾发挥了巨大的作用，大多数设计部门也遵从耐火材料产品标准的规定进行材料选型与性能设计。随着耐火材料技术的不断进步，国家或行业产品标准虽然在提升产品档次、推进新产品开发与普及等方面仍将发挥重要作用；然而，产品标准的现状却不利于耐火材料的性能优化设计及节能环保，主要表现在：产品标准中的性能要求设置过多，不分轻重、主次；性能指标设定较高，不利于耐火材料设计、生产和使用中的节能降耗；产品标准还不能有效、友好地协助设计人员及用户对耐火材料的选型等。 
　　在本文中，主要通过对部分现行耐火材料产品标准的指标设置进行分析，提出了对耐火材料产品标准发展的一些建议，以期能促进将来我国耐火材料产品标准的不断完善与提高。

1我国耐火材料产品标准现状
　　我国耐火材料产品标准数量较多。截止到2011年12月，现行有效的耐火材料产品国家标准和行业标准共计120项，其中，耐火原料标准27项，致密定形耐火制品标准58项，隔热耐火制品标准10项，不定形耐火材料标准25项。
　　从2009年开始，国家进行新的标准体系规划建设，制定了标准体系框架表、标准体系表和全国专业标准化技术委员会体系表。按照体系规划，耐火材料标准体系包括国家标准和行业标准两个级别，按标准性质均为推荐性标准。按类别分为基础标准、产品标准和试验方法标准3类，其中，产品标准分为耐火原料、定形耐火制品、不定形耐火材料、窑炉产品技术规范4个次类。定形耐火制品分为致密定形耐火制品和定形隔热耐火制品。致密定形耐火制品又分为：硅铝系致密定形耐火制品、残碳质量分数<7％的碱性致密定形耐火制品、残碳质量分数≥7％的碱性致密定形耐火制品和特种致密定形耐火制品。不定形耐火材料分为耐火浇注料、耐火可塑料、耐火捣打料、耐火压入料、耐火喷射料、耐火涂抹料、耐火泥浆等。
　　按照体系建设要求，对于产品标准，逐步建立以高铝、黏土、硅砖、碱性耐火制品、特种耐火制品等几大主要砖种为主的产品标准体系。目前，产品标准以行业标准为主，有冶金行业标准(YB)、建材行业标准(JC)、机械行业标准(JB)、有色行业标准(YS)、电力行业标准(DL)等，分得过细，且比较混乱。今后，通用耐火材料产品以国家标准为主，将原有国家标准名称下将同类行业标准产品整合修订为一个标准，在标准内部分类，从而充实国家标准的内容，扩大国家标准的覆盖面，减少标准数量，方便标准维护。另外，针对具体行业工业窑炉制定对应的技术规范，其中可直接引用通用产品国家标准和已有的行业标准，而新增的产品则制定相应的技术指标。

　　类似情况还有很多，如YB／T4132—2005《循环流化床锅炉用耐磨耐火可塑料》指标有8项，YB／T113—1997《烧成微孔铝炭砖》指标(不含外观要求)多达12项，YB／T4129---2005《塑性相复合刚玉砖》指标更是高达15项。
　　从耐火材料的应用技术角度看，研究材料的性能和应用环境的特殊需求，是提高耐火材料使用效果的有效途径和关键。只有当耐火材料的特性及其构成的砌体结构形式适应于应用环境的状态时，其功能才能最大限度地得到发挥。因此，关键控制指标的选择与控制决定了产品功能的实现，过多的指标并不能显示技术水平高低，相反既导致产品成本上升资源浪费，又不能最好地适应环境，反而影响材料的使用寿命。故而产品标准的起草人员必须对所提供的产品进行深入系统的研究，同时必须结合对使用环境系统的研究，通过审慎地选择控制指标来实现产品标准的功能。
2．2性能指标设定较高
　　在材料设计选型时通常会基于使用安全考虑按一定的比例提高对指标的具体要求，因此目前许多耐火材料的技术指标相对于应用环境的要求而言是比较高的。但较高的技术指标意味着需要选择较好的原料和较高的烧成温度，这和国家日益强调的循环经济和节能减排的大政策是相违背的。耐火材料产品标准更应该多提倡和引导低资源消耗性和循环利用产品的生产和使用，但现阶段做得还是不够的。如在大多数工业炉的烟道处的永久层，其最高温度不超过600℃，在此处通常大量使用普通黏土质耐火砖，这些砖在YB／T5106--2009《黏土质耐火砖》标准中要求并不高，只有4项指标(见表2)，但规定了荷重软化温度。大家知道荷重软化温度表示了耐火材料同时抵抗高温和荷重两方面作用的能力，规定了这个指标在很大程度上就已经限定了耐火材料的内在品质。但在较低应用环境温度的条件下，这个指标要求就可能导致本可以大量使用耐火矿物尾矿、粉煤灰、矿渣等废弃物为原料、在较低烧成温度下生产的黏土耐火砖无法利用，因为它们的荷重软化温度达不到标准要求，尽管这些耐火砖应对使用环境绰绰有余!这样的情况在中高档材料体系中则表现得更为明显。

2．3不方便用户选型
　　我国产品标准的分类有许多方面不利于用户选择。现阶段的产品标准基本都是耐火材料生产企业为起草主体，产品分类方法基本都是站在生产者的角度，而没有关注用户的需求，不方便用户选择。最典型的就是大多数标准是按产品的化学组成分类，如黏土砖、高铝砖、硅砖、镁砖、以及不定形耐火材料都是以主化学组成A12O3、SiO2、MgO等含量作为牌号划分依据，产品生产者清楚特定组成和指标产品的使用温度和使用特点，而多数的用户是不清楚的，选择时不知所措。所以，往往会出于使用保险的考虑而选择高牌号的产品，这样导致大量优质的耐火材料产品被用在普通环境中，从而导致成本的上升和资源的浪费。再者就是相同主成分牌号产品划分时，细分牌号之间指标差别较小，当没有耐火生产者解释具体差别意义时，用户很难通过标准指标的判别来选择更适合自己的产品，因为指标上1％～2％的差别对用户来说不知道意味着什么。这样一来用户选择时通常也会使用高牌号的产品，导致资源的浪费。如GB／T2275—2007《镁砖和镁铝砖》标准中的M一97A、M一97B和MZ一95A、MZ一95B，表3列出了部分产品指标。

3对耐火材料产品标准发展的建议
　　从上面指出的问题来看，我国耐火材料产品标准在今后还有许多方面工作需要改进和完善。为使我国耐火材料产品标准更能适应市场要求，更好地响应国家节能减排的要求，从产品的源头上鼓励和推进耐火材料产品生产的资源节约，同时引导用户对耐火材料理性消费，建议我国耐火材料产品标准的发展从以下几个方面着手。
3．1减少指标数量，合理设置指标要求
　　产品标准应该是纲领性的，主要用于定义和规范同类产品的本质要求，由企业或由用户根据标准和自身的需求提出细化指标要求；再者，产品标准是产品成功应用的经验总结，同时能引领同类产品技术发展的方向，应具有广泛的包容性和可扩展性；第三，在多指标体系产品标准的框架下，指标越多意味着生产方对原料、生产工艺等的选择和调整的空间会越小，不利于资源节约和节能减排。因此，产品标准在起草过程中应通过系统的思考，合理减少技术指标数量，设置最有代表性的关键控制指标，从而既减少指标数量，又能有效控制产品质量。根据实际需要设置合理的指标要求，建议生产企业和研究单位结合用户一同进行研究，对目前偏高的耐火材料指标体系进行梳理，重建合理的指标体系以引导耐火材料合理消费。
3.2尝试从用户角度划分产品类型
　　耐火材料产品无论形式如何、指标多寡高低，其最终目的在于应用，因此用户的选择和要求是重要的。产品标准应能考虑和尊重用户的选择和要求，在利于用户选型方面做出改变。在现阶段的产品标准中，隔热产品标准(如CB／T3003--2006《耐火陶瓷纤维及制品》、GB／T3994--2005《黏土质隔热耐火砖》、GB／T3995—2006《高铝质隔热耐火砖》等)是按温度和体积密度划分的，非常直观，利于选择，用户可根据自己使用环境温度要求和隔热效果的要求自行选择使用合适的产品。因此，建议今后在产品标准起草中以方便选型、利于应用为宗旨，对产品类型的划分多从用户角度出发考虑，提高标准的适用性。
3．3多邀请用户参与产品标准的编制
　　目前产品标准编制主体大多数仍然是耐火材料企业，而用户则很少参与。耐火材料的合理使用是耐火材料自身功能(如耐高温、抗侵蚀性等)和综合使用功能(连续使用、重复使用及可修复使用)的良好配合，要实现这点必须是耐火材料生产企业和用户共同探讨才能很好地实现。只有两者合作、相互交流，用户让生产企业全面了解高温工业工艺流程的特点及对耐火材料的损害过程，生产企业有针对性地研发、生产，并指导用户合理选材，引导用户理性选择，这样才能形成耐火材料生产企业和用户互利双赢的良性互动，同时还能有效提升产品标准的水平和有效性。因此，我国耐火材料产品标准的制订过程中，用户的参与是不可缺少的，在今后的产品标准工作中应更多地邀请用户参与。
3．4鼓励参与企业从不断完善和改进现有产品标准入手
　　现有耐火材料产品标准数量较多，而许多参与标准的企业更热衷于对新产品起草标准，近两年在不定形耐火材料方面同类型产品就增加了多个子类产品的行业标准。企业参与标准工作的积极性是值得肯定的，但长此以往是不利于产品标准健康发展的。原因在于：首先是产品标准多不利于标准管理；其次是过多的子类产品易导致标准内容相互重复，失去实际指导意义；第三是部分企业的功利思想会影响标准工作的健康发展。因此，建议在今后的标准管理上多引导企业关注现有的产品标准，不断完善和改进这些标准，使标准更合理、适用，生命力更强，提升我国产品标准的整体水平。
4结语
　　标准工作是一项基础性工作，做好产品标准工作不仅可以有效提升我国耐火材料产品的整体技术水平，还可以促进耐火材料行业的健康发展。产品标准还可以在引导行业节能减排工作中发挥作用。今后的产品标准制修订中应更多地鼓励企业研发使用循环性资源、废弃原料、用后耐火材料的产品，将更多的生产和使用过程中耗能少、污染小的耐火材料产品纳入到标准体系中来。同时，结合上述建议，共同努力，引导生产企业和用户通过产品标准合理利用耐火材料资源。