行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
α-氧化铝空心球
建议项目名称
(英文)
alpha alumina hollow sphere
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
81.080
中国标准分类号
Q44
牵头单位
河南建筑材料研究设计院有限责任公司
体系编号
1-18.2
参与单位
中国国检测试控股集团股份有限公司、中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司、中铝郑州有色金属研究院有限公司
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

指出该标准项目涉及的方面,期望解决的问题;

α-Al2O3空心球主要是指一种以工业氧化铝为主要原料、采用小型倾倒式电弧炉电熔、控制流速倾倒、吹制、冷凝、结晶而成的主晶相为alpha相的氧化铝质空心微球,粒径一般介于0.15mm之间。当然,未来,α-Al2O3空心球也可采用化学法成型、烧结法转相的工艺进行制备,但是,当前这种以化学法生产的α-Al2O3空心球尚未见产业化生产或流通。所以,本文件主要适用于电熔喷吹法制备的α-Al2O3空心球产品。

α-Al2O3空心球属于一种绿色设计产品,是性能优越的耐火原材料和新型磨具生产用造孔剂和磨料。在用于耐火材料行业时具有轻质薄壁、耐火度高、耐热冲击性好、蓄热量少、隔热节能的特点,可用于制作氧化铝空心球砖、板、配制轻质耐火浇注料,能长期耐受1600℃及以上的高温,节能、减碳效果显著。并可利用其球壁呈α-Al2O3微晶结构、中空高气孔率的特点将其开发为磨料磨具行业用磨削比高、耐用性好具有微晶自锐性的优质磨料以及特别的磨具成孔剂。

虽然与α-氧化铝空心球对应的常常使用的传统电熔刚玉也是优质的耐火材料和磨料磨具用原材料,但是,传统电熔刚玉常常采用大容量电弧炉熔制,将熔融后的熔体倾倒至接包冷凝成熔坨、然后将熔坨移出自然冷却形成的晶粒较为粗大的主晶相为alpha相、气孔率很少的氧化铝熔块,经破碎制粒、筛分后制得相应的耐火材料或磨料磨具行业用刚玉砂或细粉。由这种传统刚玉制作的耐火材料密度大承重能力强,据统计,以α-Al2O3空心球制成的耐火材料产品其密度、导热系数和蓄热量约为相应以传统刚玉制作的耐火材料的一半,可实现节能20%以上。以α-Al2O3空心球质耐火材料砌筑窑炉时可以改变窑炉的结构,降低耐火材料的消耗。而由传统刚玉制成的磨具不易获得相应以α-Al2O3空心球制成的磨具产品的高气孔率、大气孔结构或特有的微晶自锐性能,传统刚玉制成的磨具产品其自锐性常常表现为整粒磨粒脱落或由于磨粒上存在的微裂纹发生穿晶破裂和脱落,相对比以α-Al2O3空心球为磨料的磨粒能够以微晶晶粒脱落自锐而表现出的微晶自锐、微刃磨削性能相比形成磨料浪费和磨料功能的损失、磨具的工件磨出率低、不耐用、劳动效率低、性价比较差。

20209月国家主席习近平在第75届联合国大会上宣布我国将力争于2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标。这对于处于发展中的我国经济建设来说是一个巨大的挑战,而发展优质隔热节能的材料和制品对于实现“双碳”目标非常重要。据统计,我国α-氧化铝空心球生产企业主要集中在河南省的三门峡,约有810家、上街、开封等地各有2家,洛阳、新密等地也各有1家以上。另外山东淄博也有12家,每家企业α-氧化铝空心球的产能约为20007000/a,总计产能约在23万吨/a,如果按吨单价0.72万元/t,则年产值约合1.55亿/a。α-氧化铝空心球是一种优良的具有微晶结构的抗热震性良好、低密度隔热耐火原材料和优质磨料磨具用原材料,这种性能优异的α-氧化铝空心球产品约有半数出口到日本、欧美等西方国家赚取微薄的利润,造成我国优质原材料资源的流失为西方国家创造了价值。

当前,我国缺乏统一的α-氧化铝空心球国家或行业标准,不利于对于我国α-氧化铝空心球生产企业的产品质量和工艺性能、生产技术水平的评定和提升,各家企业在销售过程中都是凭借自己的企业内控标准在为客户提供α-氧化铝空心球产品,或者根据客户要求进行定制服务,如果发生国际性合同纠纷将不利于保护我国的α-氧化铝空心球生产企业。同时,如果行业内企业不能依据统一的产品标准注重产品质量的提升,比如相同粒度段的产品堆积密度差别较大则导热系数和热容将有所差别,以其为原料制得的耐火材料产品的隔热性能和构建窑体的重量有所差别,窑炉的节能效果也有所不同。再比如,材料的氧化钠含量偏高则将形成较多的

β-氧化铝,将严重影响制品的耐火度和制成磨具时的切削性能。而如果,二氧化硅、氧化镁、氧化锆含量偏高,则会使得球壁变厚,影响成球率甚至吹不出球,则导致材料的堆积密度大、隔热性能变差。如果不同企业的产品晶粒尺寸相差较大,则相应空心球的强度有所差别,进而制备的耐火材料或磨具产品的强度和性能也有所区别。如果不注重产品质量仅凭价格低廉取胜的话则不利于优质产品的生产和流通,易于形成劣币驱逐良币的现象影响行业的可持续发展。故,适时推出相应国家或行业标准将能够在一定程度上指导企业的发展和产品的细分,为促进企业的高质量发展、、进行供给侧改革、促进氧化铝空心球的生产、销售、流通和使用提供支持性指导性文件。


范围和主要
技术内容

标准的技术内容与适用范围;

1.范围

本文件适用于以电熔法制备的α-氧化铝空心球,也适用于以烧结法制备的α-氧化铝空心球。规定了α-氧化铝空心球的术语和定义、牌号、技术要求、试验方法、质量评定程序、包装、标志、运输、储存和质量证明书。

规范性引用文件

本文件规范性引用了下列文件中的内容并构成本文件必不可少的条款。其中,一些不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 4513.2  不定形耐火材料  2部分  取样

GB/T 4513.5  不定形耐火材料  5部分:试样制备和预处理

GB/T 4513.6  不定形耐火材料  6部分:物理性能测定

GB/T 5069  镁铝系耐火材料化学分析方法

GB/T 15545  不定形耐火材料包装、标志、运输、储存和质量证明书的一般规定

GB/T 18930  耐火材料术语

GB/T 16458  磨料磨具术语

GB/T 21114  耐火材料  X射线荧光光谱化学分析  熔铸玻璃片法

YS/T 976  煅烧α型氧化铝中α- Al2O3含量的测定 X射线衍射法

GB/T 7320  耐火材料  耐火度试验方法

GB/T   20316.1  普通磨料 堆积密度的测定 1部分︰粗磨粒

HG/T 3927  工业活性氧化铝

JB/T 6570  普通磨料 磁性物含量测定方法

JB/T 7987  普通磨料 微晶刚玉

术语和定义

GB/T18930GB/T 16458界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

α-氧化铝空心球 alpha alumina   hollow sphere

主要是指以工业氧化铝粉为原料,经过熔融、吹制、冷凝、结晶形成的空心α-氧化铝微球;或是以可溶性化学品铝源经化学法处理、以模板粘结吸附法成型经拍胶、烧结法转相制成的薄壁中空α-氧化铝微球。

分类与标记

α-氧化铝空心球按生产工艺可分为电熔法LKM和烧结法LKS两种,牌号中“L”、“K”分别为“铝”、“空”的汉语拼音首字母,后面的“M”、“S”分别为熔融和烧结的英文单词首字母大写。而以上两种工艺生产的α-氧化铝空心球按用途和理化指标又可分为:耐火材料用LKMRLKSR和机械行业磨料磨具用LKMA LKSA 四类。其中的“R”、“A”分别为耐火材料、磨料磨具、的英文单词首字母大写。

技术要求

本文件规定用于耐火材料和机械行业磨料磨具领域用α-氧化铝空心球的相应理化指标和要求,包括Al2O3 Na2O+0.658K2OSiO2Fe2O3CaOMgO等化学成分的质量分数,α-   Al2O3含量、磁性物含量、杂色球含量、耐火度/℃、堆积密度/(g/cm3)、体积密度/(g/cm3)、抗压强度/N/颗)等,并规定了相应的测试方法。同时规定了应考察关键指标α- Al2O3晶体尺寸、α- Al2O3空心球粒度规格及粒度组成等性能。

试验方法

本文件规定了相应技术要求项目的试验方法。

质量评定程序

本文件规定了对于α-氧化铝空心球质量评定方面相关的组批、抽样及合格判定规则、合格评定形式。

包装、标志、运输、储存和质量证明书

本文件规定了相应牌号α-氧化铝空心球产品的包装、标志、运输、储存和质量证明书的执行要求。

附录A

本文件提供了标准的附录并通过附录A给出了α-氧化铝晶体尺寸的测定方法。


国内外情况
简要说明

1.         国内外对该技术研究情况简要说明:国内外对该技术研究的情况、进程及未来的发展;该技术是否相对稳定,如果不是的话,预计一下技术未来稳定的时间,提出的标准项目是否可作为未来技术发展的基础;

跟很多技术的发展历程相似,国外在空心氧化铝球方面的发展也早于我国。根据原料中氧化钠、二氧化硅、氧化铁等含量的多少成球性能和使用性能有所差异,α-氧化铝空心球主要用于制备定型耐火材料氧化铝空心球砖或用于配制不定型耐火材料浇注料、捣打料等,起隔热耐火作用,同时,α-氧化铝空心球,特别是低钠氧化铝空心球还是一种优良的磨具制作原材料,既可作为造孔剂应用同时具有磨料的功能,是一种高价值产品。我国α-氧化铝空心球企业的产品既在国内销售流通也有很大份额出口国外,为了生产管理和α-氧化铝空心球销售的便利,也是为了保护和促进α-氧化铝空心球产品的流通和企业发展,加强α-氧化铝空心球产业链的建设和延伸、实现强链和补链,制定α-氧化铝空心球行业性标准可为未来α-氧化铝空心球上游氧化铝粉行业的发展和下游耐火材料以及磨料磨具产业的发展有所助益。

2.         项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑:该标准项目是否有对应的国际标准或国外先进标准,标准制定过程中如何考虑采用的问题;

该标准项目目前无专项对应的国际标准或国外先进标准,不存在采用国际或国外标准的问题。

3.         与国内相关标准间的关系:该标准项目是否有相关的国家或行业标准,该标准项目与这些标准是什么关系,该标准项目在标准体系中的位置;

搜索发现国内相关联的氧化铝空心球的标准只有行业标准YB/T 4764《耐火材料 氧化铝空心球砖》和企业标准Q/KQM 004-2019《氧化铝空心球》,其他的如YS/T 89《煅烧α型氧化铝》、JC/T 494《玻璃熔窑用熔铸氧化铝耐火制品》这些标准都不同于本标准。而行业标准YB/T 4764《耐火材料 氧化铝空心球砖》和企业标准Q/KQM 004-2019《氧化铝空心球》也都没有给出相应对氧化铝空心球性能影响较大的α-氧化铝相含量和α-氧化铝晶粒尺寸指标和相应测试方法方面的规定,因此,需要制定新的具有更广泛的适用范围、有利于支撑鼓励企业高质量发展、加快产业化水平提升的标准。当然,本标准在制定过程中将借鉴乃至包含以上标准中的某些方面的规定和条款内容。由于当前尚无α-氧化铝空心球国家、行业或协会标准,本标准项目填补了我国现有标准体系的空白,其将处于氧化铝空心球标准体系中的核心位置,在其制定发布实施以后将以其为基础制定更加系统的α-氧化铝空心球产品生产用原材料标准、α-氧化铝空心球生产技术规范、α-氧化铝空心球产品生命周期评价技术规范、应用α-氧化铝空心球的耐材产品相关标准、应用α-氧化铝空心球的磨料、磨具产品相关标准等国内或国际标准。

4.         指出是否发现有知识产权的问题

无。


备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
α-氧化铝空心球-建议书.docx (29.75KB)任务书(建议书)