散装铁矿粉适运水分限量的测定-流盘法编制说明.docx

1、散装铁矿粉适运水分限量的测定-流盘实验法国家标准（征求意见稿）编制说明一、工作简况1、任务来源本项目是依据国家标准化管理委员会国标委综合201573号文“国家标准委关于下达 2015年第三批国家标准制修订计划的通知”下达的项目计划（项目编号为20153623-T-605, 项目名称为“散装铁矿粉 适运水分限量的测定流盘实验法），由山东出入境检验检疫局检 验检疫技术中心、青岛查鑫科技有限公司、冶金工业信息标准研究院等负责起草，完成时间为 2018 年。2、主要工作计划下达后，山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心牵头成立了标准编制工作组，负责 主要起草工作。工作组对国内外流盘实验法检测散装铁矿粉适

2、运水分限量的技术现状与发展 情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料，进行了大量的研充分析、资料 查证工作，结合实际应用经验，进行全面总结和归纳，在此基础上编制出散装铁矿粉适运 水分限量的测定流盘实验法标准草案初稿。经工作组及有关专家研讨后，对标准草案初稿 进行了认真的修改，于2018年07月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件，报全国 钢标委全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会秘书处。二、标准编制原则本标准在起草过程中主要按GB/T1. 1-2009标准化工作导则第1部分:标准的结构和编 写规则的要求编写。三、标准立项说明18. 79310. 33311.03312.

3、14312. 623*28. 6779. 45010. 45311.64013. 09038. 8039. 34310.48311.72013.42048. 6339. 49010. 63011.58013. 03059. 03710. 32711.01712.927*14. 36069. 1109. 58310. 85311.48313. 78778. 3939.49710. 63311.65713. 14788. 8309. 73010. 80311.50713. 28798. 4839. 44710. 45011.94712. 840108. 6079. 37710. 36011.787

4、13. 023表A.7调整后昌官元内离散度实验室水平1水平2水平3水平4水平510. 0570. 0910. 0850. 1060. 127*20.0150. 1050. 0420. 1840. 07830. 0320. 0350. 0450. 0300. 04040. 0350. 0500. 0360. 0620. 03050. 0250. 0250. 0310. 047*0. 04060. 0440. 0500. 0830. 1160. 03170. 0350. 0350. 0310. 0350. 02580. 0350. 0460. 0350. 0510. 04590. 0740. 03

5、50. 0620. 0680. 046100. 0970. 0250. 0500. 1010. 042再次进行柯克伦和格鲁布斯检验，见表A.8、A.9。表A. 8柯克伦检验水平1水平2水平3水平4水平5最大方差0. 0090.0110. 0070. 0340.016总方差0. 0260. 0310. 0290. 0820. 034C0. 3690. 3530. 2520.4120. 478C临界值5%0. 4450. 4450. 4450. 4780. 445C临界值1%0. 5360. 5360. 5360. 5730. 536结论正确值正确值正确值正确值方差最大者 为岐离值，保 留表A.

6、9格拉布斯检验（最大、最小值）水平1水平2水平3水平4水平5最大值9. 11010. 33311.03312. 14314. 360最小值8. 3939. 34310. 36011.48312.623平均值8. 7379. 65810. 67211.71813. 261标准偏差0. 2260. 3700. 2430.2140. 500G最大1.6531.8251.4861.9862.201G最小1.5200. 8491.2811.0971.276G临界值5%2. 2902. 2902.2902.2152.290G临界值1%2. 4822. 4822. 4822. 3872. 482结论正确值正

7、确值正确值正确值正确值用格拉布斯检验最大两个值和最小两个值是否离群，见A.IOo水平2的最大两个值为离群 值，剔除进一步计算，水平5的最大两个值为岐离值，保留计算。表A. 10格拉布斯检验（两个最大、两个最小值）水平1水平2水平3水平4水平5第一大值9. 11010. 33311.03312. 14314. 360第二大值9. 03710. 32711.01711.94713. 787第一小值8. 3939. 34310. 36011.48312. 623第二小值8. 4839. 37710. 45011. 50712. 840方差0.4591.2340. 5330. 3672. 246除二大

8、平均值8. 6539. 49010. 58311.66513. 006除二小平均值8.8119. 73210. 73811.74813. 446方差（二大）0. 1730. 1040. 2210. 1630. 280方差（二小）0. 2321.0120. 3510. 3051.545G二大0. 3770. 084*0.4140. 4450. 125*G二小0. 5060. 8200. 6590. 8310. 688G临界值5%0. 18640. 18640. 18640. 14920. 1864G临界值1%0. 1150. 1150. 1150. 08510. 115再次调整后的单元平均值和离

9、散度见表A. 11、A. 12o表A. 11调整后的单元平均值实验室水平1水平2水平3水平4水平518. 79310. 333*11.03312. 14312. 623*28. 6779. 45010. 45311.64013. 09038. 8039. 34310. 48311.72013. 42048. 6339. 49010. 63011. 58013. 03059. 03710. 327*11.01712. 927*14.360*69. 1109. 58310. 85311.48313. 787*78. 3939. 49710. 63311.65713. 14788. 8309. 73

10、010. 80311. 50713. 28798.4839. 44710. 45011.94712. 840108. 6079. 37710. 36011. 78713. 023表A.12调整后单元内离散度实验室水平1水平2水平3水平4水平510. 0570. 091*0. 0850. 1060. 127*20.0150. 1050. 0420. 1840. 07830. 0320. 0350. 0450. 0300. 04040. 0350. 0500. 0360. 0620. 03050. 0250. 025*0. 0310. 047*0. 040*60. 0440. 0500. 0830

11、. 1160. 031*70. 0350. 0350. 0310. 0350. 02580. 0350. 0460. 0350. 0510. 04590. 0740. 0350. 0620. 0680. 046100. 0970. 0250. 0500. 1010. 042再次进行柯克伦和格鲁布斯检验，见表A. 13、A. 14。表A. 13柯克伦检验水平1水平2水平3水平4水平5最大方差0. 0090.0110. 0070. 0340.016总方差0. 0260. 0230. 0290. 0820. 034C0. 3690. 4920. 2520.4120.478C临界值5%0. 4450.

12、5160.4450.5160. 445C临界值1%0. 5360.6150. 5360.6150. 536结论正确值正确值正确值正确值方差最大者为岐离值， 保留表A. 14格1血布斯检验（最大、最小值)水平1水平2水平3水平4水平5最大值9. 1109. 73011.03312. 14314. 360最小值8. 3939. 34310. 36011.48312. 623平均值8. 7379. 49010. 67211.71813. 261标准偏差0. 2260. 1220. 2430.2140. 500G最大1.6531.9711.4861.9862. 201G最小1.5201. 1991.2

13、811.0971.276G临界值5%2.2902. 1262. 2902.2152. 290G临界值1%2.4822. 2742. 4822. 3872. 482结论正确值正确值正确值正确值正确值用格拉布斯检骚最大两个值和最小两个值是否离群，见A.I5,均不离群，所有结果进一步计算总平均值和 精密度。表A. 15格拉布斯检验（两个最大、两个最/、值）水平1水平2水平3水平4水平5第一大值9. 1109. 73011.03312. 14314. 360第二大值9. 0379. 58311.01711.94713. 787第一小值8. 3939. 34310. 36011.48312.623第二小

14、值8. 4839. 37710. 45011.50712. 840方差0. 4590. 1040. 5330. 3672.246除二大平均值8. 6539.43410. 58311.59813. 006除二小平均值8.8119. 53310. 73811.81613. 446方差（二大）0. 1730. 1290. 2210. 1990. 452方差（二小）0. 2320. 1190. 3510. 3421.545G二大0. 3771.2380.4140. 5440. 201G二小0. 5061. 1430. 6590. 9320. 688G临界值5%0. 18640. 11010. 1864

15、0. 14920. 1864G临界值1%0. 1150. 05630. 1150. 08510. 115结论正确值正确值正确值正确值正确值表A. 16平均值与精密度实验室水平1水平2水平3水平4水平518. 79311.03312. 14312. 62328. 6779. 45010. 45311.64013. 09038. 8039. 34310. 48311.72013. 42048. 6339. 49010. 63011. 58013. 03059. 03711.01714. 36069. 1109. 58310. 85311.48313. 78778. 3939. 49710. 633

16、11.65713. 14788. 8309. 73010. 80311. 50713. 28798.4839. 44710.45011.94712. 840108. 6079. 37710. 36011. 78713. 023P10810910n33333m总评均值8. 7379.49010. 67211. 71813. 261重复性方差0. 00260. 00280. 00290. 00910. 0034Sd方差0. 10200. 02980. 11840. 09160. 4991平均检测次数33333实验室间方差0. 03310. 00900. 03850. 02750. 1653再现性方

17、差0. 03570.01180. 04140. 03660. 1686重复性标准差0. 0510. 0530. 0540. 0950. 058再现性标准差0. 1890. 1090. 2030. 1910.411重复性限r0. 1420. 1490. 1500. 2670. 163再现性限R0. 5290. 3040.5700. 5361. 150精密度和总平均值描图如下，图A.1,拟合度不高，重复性标准差和再现性标准差与总平 均值的相关系数仅为0. 42和0. 73,决定采用平均值作为精密度数据。0.4500.0008.000V = 0 0482x - 0 307.R2 = 0.539 Sr

18、 SR.一一y = 0.0042x + 0Sxl.0161.R2 = 0.1757ft.一0.4000.3500.3000.2500.2000.1500.1000.0509.00010.00011.00012.00013.00014.000图A.I精密度和总平均值关系表A. 17重复性和再现性结果X含量（质量分数）/%重复性限r再现性限R8140. 1740.618精密度是在适运水分极限为8%14%之间经协同试验得到，超出此范围的精密度数据未经验 证可参考使用。固体散货每年有成十几亿吨在海上运输，虽然大多数船舶没有发生事故，但仍有一定数量 的船舶不幸造成严重海损灾难，足以引起我们重视。为了促进

19、除散装谷物外的散装货物的海上 运输安全，国际海事组织将海上安全委员会第85次会议决议内容，作为海上人命安全国际 公约(SOLAS公约)的附件固体散装货物安全操作规则)(BC Code),现已 更名为国际海上固体散装货物规则(IMSBC Code)(以下简称规则，从2009年 1月1日起自愿适用，但从2011年1月1日起，规则将强制适用。其实精选矿粉类货物 作为固体散装运输危险品，在国际海上固体散装货物安全操作规则中己有明确规定，主要 目的是通过提供船运某些种类的固体散货的危险性的相关资料和在完成固体散货船运时采用 的程序的有关说明，便于固体散货的安全积载和船运。规则中将固体散货分为以下3类:A

20、类散货：即易流态化货物(Cargoes Which may liquefy) <> 一般由较细颗粒状的混合 物构成，包括精矿、煤粉或类似物理性质的货物。这类货物在海运时的潜在危险是：当它们的 含水量超过其适运水分限量TML (Transportable Moisture Limit)时，由于大量含水，在航 行中因船舶的颠簸、振动，其水分逐渐渗出，表面形成可流动状态。表层流态化的货物在风浪 中摇摆时会流向一舷，而船回摇时却不能完全流回，如此反复，将会使船舶逐渐倾斜乃至倾覆。B类散货：即具有化学危险的货物(Materials Possessing Chemical Hazards) o

21、 般 指由于本身的化学性质而在运输中产生危险的货物。C类散货：既不易流态化又无化学危险的散装物质(Bulk Materials Which are neither Liable to Liquefy nor to Possess Chemical Hazards)。此类货物即为普通固体散货,散装矿石是规则所涉及的主要货种，它在大宗散装固体货物运输中占有相当重要的 地位，特别是铁矿石是世界散装固体货物中运量最大的货种，因此大多采用专用船舶运输。干 散货船舱内积载的铁矿液化会威胁船舶航运安全。含水量超标的铁矿砂在船舶装载和船舶航行 振动时，会使船舱内铁矿砂颗粒间孔隙内含水层压力增加，导致剪切阻力减

22、至接近于零，从而 使铁矿从固体转变成流动状态，一旦船舱内矿砂向船舶一侧流动，船体就会向一侧倾斜，造成 散货船舶结构松懈，此时如遇风浪，船容易侧翻或断裂，其后果不言而喻。尤其是在规模经济 驱使下，散货船或矿砂专用船越造越大，装载率或负荷率也迅速上升，装运铁矿砂的风险呈现 加剧的趋势。近年来世界各地以铁矿为主的精矿粉水上运输发展迅速，与铁矿砂运载密切相关 的船舶事故多得举不胜举。根据交通运输部海事局发布的关于执行国际海运固体散装货物规则有关事项的通 知（海船舶2010662号），要求海事部门对国际运输和我国沿海运输（包括江海联运）的 A组固体散装货物标准格式办理船舶载运固体散装货物申报和固体散装货

23、物安全适运申报审 批工作的要求。装船货物适运水分极限的检测应在装货前6个月内按照规则进行取样和检 测，如期间发生可改变货物适运水分极限的情况，应予以重新取样和检测，货物含水量的检测 应在货物装货前7日内按照规则的规定进行取样和检测，日期间发生可改变货物含水量的 降水等情况，应予以重新取样和检测。货物含水量超过货物适运水分极限的，不得装船运输。国际认可的常用测试适运水分极限的方法有流盘试验、插入度试验和葡式/樊式三种，规 则附录2同样是给出了上述三个方法。目前国际、国内尚无针对铁矿粉适运水分极限的相关 检验标准，仅有国际海事组织规则提供的散装货物TML检测方法供参考，该方法针对性不 强，在实际操

24、作中不容易掌握，不同的检测人员由于理解不同，检验结果波动性较大。山东出 入境检验检疫局检验检疫技术中心于2011年初着手探讨流盘法、插入度法等不同实验方法在 铁矿粉中的实际应用效果，以规则相关资料为实验基础，寻找最佳实验条件研发相关配套 设备并进行比对验证，在大量实验数据基础上建立本标准。本标准主要参考国际海运固体散装货物规则附录2给出的实验室测试程序、使用的 仪器和标准中的流盘试验程序；IS01274-2007铜、铅氧化锌粉适运水分极限一流盘法（Copper, lead, and zinc sulfide concentratesDetermination of transportable

25、moisture limits -Flow-table method）；等。考虑到检验人员的操作和仪器设备的通用，在标准的编写时尽 可能的选择国内己有的通用设备。四、主要内容说明1、“1范围”指明该方法适用于最大粒度为1毫米铁矿粉。颗粒大于此限的物质不适用，对于含粘土比 例较高的同类物质，检测结果也不理想。2、“3术语和定义”为了便于理解和操作本标准，参考国际海运固体散装货物规则的有关条款，在标准中3.1、3.2、3.3、3.4的条款中分别定义了流态、水分含量、流动水分点、适运水分限量等术 语。3、“5仪器”3.1、“5.1流盘仪"流盘和模具选择的是上述大多数方法或标准都在使用的设备

26、，保证各项尺寸与我们选择与 国际海运固体散装货物规则附录2给出的“流盘试验程序”和IS01274-2007铜、铅氧 化锌粉适运水分极限一流盘法中的一致，我们选择了相同的流盘测定仪（包括模具），所以 该设备在国际上也是通用的。3.2、“5.5搅拌容器”搅拌可以选择手工工搅拌或者用自动搅拌器，只要把试样搅拌均匀即可。但考虑到标准的 规范性，利用机器搅拌可以规定搅拌的转速、搅拌的时间等条件，使得每次试验搅拌的更加均 匀、一致，所以自动搅拌器会是一个更好的选择。4、“6.2试样的制备”缩分出不少于5kg的铁矿粉，充分混匀后，用二分器将铁矿粉缩分为四个试样A、B、C、 Do试样A立即按GB/T 1032

27、2.5测定水分含量，另外三分试样应密封后备用，试样A的测试结 果对适运水分极限的检测只是作为一个参考数值，并不影响适运水分极限的结果，另外，B试 样进行预备试验，C、D两个试样进行正式试验，若试样达流态化，将模具中的试样与搅拌锅 中的试样合并，缩分为两份，立刻按照GB/T 10322.5测定其水分含量，否则将其放回搅拌锅 中继续试验。5、“6. 5撤去圆模”试样比较粘不易脱模时需要在模具上涂少许机油，可以方便脱模，另外，模具使用完毕后 内璧宜涂油可防止模具生锈。6、“8. 2流态的识别”流态化临界点是本标准中比较难判断的地方，在大多数情况下可通过截锥体的变形尺寸确 定流态化临界点，但有些试样的

28、临界点判断，必须充分考虑标准中的注1、注2、注3的情况。7、“10.1适运水分限量的计算”当水分含量达到流动水分点时，货物会出现流态化造成货物在船舱中移动，即使平均水分 含量低于流动水分点时，有些铁矿粉也易于出现水分渗移，形成危险的湿地。尽管铁矿粉表面 町能呈干燥状，导致货物移动的不被察觉的流态化也町能出现，高水分含量的铁矿粉易于滑动, 尤其是当货物很浅且遇到较大倾斜角时。如果在形成的粘性流体状态（如煤泥）中，当船舶往 一侧倾斜时货物可能流向船舶的一舷，但船舶往另一侧倾斜时不一定完全回流。这样，船舶可 能会达到一个危险的倾斜角，二突然倾覆。因此，为保险起见一般适运水分极限都是选取流动 水分点的

29、90%。8、“10.2精密度”试验方法的精密度通常以重复性测定标准差或重复性限（同一实验室允许差）表示。还需 要再现性标准差或再现性临界差（不同一化验室允许差）表示。数据处理见附录A。9、不同方法的比对为验证流盘法的准确性，本实验室采用规则阐述的另一种测定方法-插入度实验室进 行对照。插入度法是测定散装铁矿粉适运水分极限的另一种方法，将试样与一定量的水混合后，置 于插入度测定仪的圆缸中按一定加速度振动，根据插入棒的插入深度或快速下降时间点判断其 是否达到流态化，判别其流动水分点，计算适运水分极限。表1流盘法与插入度法检测适运水分极限结果比对表序号样品名称流盘法测定值，%插入度法测定值，%差值，

30、%1塞拉利昂精粉13.2112.920. 292巴西精粉10. 3510. 040. 313埃及精粉9. 349. 020. 324南非精粉8. 088. 15-0. 075秘鲁精粉7. 166. 830. 336新西兰精粉8. 588.310. 277加拿大精粉7. 347.43-0. 098智利精粉8. 478. 280. 199乌克兰精粉8. 448. 78-0. 3410毛里塔尼亚精粉6. 606. 220. 3811麦克粉11.9611. 570. 3912伊朗精粉7. 987. 600. 38由表1可以看出，两种方法差别在可接受的范围内。流盘法比插入度法检测铁矿粉时，具 有样品量使

31、用少，操作简便，效率高的优势。四、主要试验（或验证）情况 木标准的精密度试验是2017年由10个实验室，对5个水平的铁矿粉样品进行测定，每个实验 室对每个水平测定3次。该测定是指在GB/T 6379. 1规定的重复性条件下进行，即由同一实验 员、用同一仪器、相同的实验条件、同一校准，在短的时间内进行的测定。参加的实验室名称列于表1,参加试验的样品列于表2,试验原始数据列于表3,根据GB/T6379.2, 对得到的试验数据进行统计分析，得到的统计分析结果的重复性（r）和再现性标准 差（R）列于表4。表1参加精密度试验的实验室实验室i实验室名称1舟山出入境检验检疫局2上海出入境检验检疫局3湛江出入

32、境检验检疫局4宁波出入境检验检疫局5天津出入境检验检疫局6福建中检矿产品检验检测有限公司7烟台出入境检验检疫局8日照出入境检验检疫局9山东出入境检验检疫局10青岛检验检疫技术发展中心表2参力口精密度试验的水平水平j样品名称X含量（质量分数）/%1智利精粉8.7372埃及精粉9.4903巴西精粉10.6724澳大利亚精粉11.6655塞拉利昂精粉13.261表3精密度试验原始数据实验室水平1水平2水平3水平4水平5测量次数12312312312312318.818. 738. 8410. 2310.4010.3711.0010. 9711.1312. 0312. 2412. 1612. 5512

33、. 5512. 7728. 668. 698. 689.449. 359. 5610.4210. 5010. 4411.4311.7711.7213. 0013. 1413. 1338. 798. 848. 789. 349. 389.3110. 4810. 5310. 4411.6911.7511.7213.4213. 3813. 4648. 608. 638. 679. 549. 499. 4410. 6410. 5910. 6611.6511.5311.5613. 0013. 0313. 0659. 049.019. 0610. 3310. 3510. 3011.0510. 9911.0

34、112. 9812.9112. 8914. 3614.3214.4069. 069. 149. 139. 639. 539. 5910. 7610. 8810. 9211.5011.3611.5913. 7813. 7613. 8278. 398. 438. 369. 509. 539.4610. 6610. 6010. 6411.6611.6211.6913. 1713. 1213. 1588. 858. 858. 799. 789. 699. 7210. 7710. 8010. 8411.4511.5211.5513. 2913. 3313. 2498. 408.518. 549. 459

35、.419.4810. 5210.4010. 4311.8711.9712. 0012. 8012. 8912.83108. 508. 638. 699. 359.389.4010. 3610.3110.4111.6811.8011.8812. 9913.0113. 07表4重复性和再现性结果X含量（质量分数）/%重复性限r再现性限R8-140. 1740.618四、标准中涉及专利的情况 本标准不涉及专利问题。五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况通过标准的制定和实施，将促进技术创新，规范散装铁矿粉适运水分极限的检测，对散装铁矿粉的安 全运输具有积极的促进作用。六、与国际、国外对比情况至

36、本标准编制之日尚未发现与计划编制相冲突的现行法律、法规和强制性国家标准。七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及标准，特别是强制性标准的协调性本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。八、重大分歧意见的处理经过和依据无九、标准性质的建议说明建议本标准的性质为推荐性国家标准。十、贯彻标准的要求和措施建议一般情况下，建议本标准批准发布6个月后实施。十一、废止或代替现行相关标准的建议无十二、其他应予说明的事项无散装铁矿粉适运水分限量的测J定-流盘实验法国家标准编制工作组2018年07月13日附录A协同试验结果统计处理本标准的精密度试验是2017年由10个实验室，对5个水平的铁矿

37、粉样品进行测定，每个 实验室对每个水平测定3次。该测定是指在GB/T 6379. 1规定的重复性条件下进行，即由同一 实验员、用同一仪器、相同的实验条件、同一校准，在短的时间内进行的测定。计算过程按GB/T 6379. 2规定，利用EXCEL计算。表A. 1精密度试验原始数据实验室水平1水平2水平3水平4水平5测量次数12312312312312318.818. 738. 8410. 2310.4010.3711.0010. 9711. 1312. 0312. 2412. 1612. 5512.5512. 7728. 668. 698. 689. 449. 359. 5610. 4210. 5

38、010. 4411.4311.7711.7213. 0013.1413. 1338. 798. 848. 789. 349. 389.3110. 4810. 5310. 4411.6911.7511.7213.4213. 3813. 4648. 608. 638. 679. 549.499.4410. 6410. 5910. 6611.6511.5311.5613. 0013. 0313. 0659. 049.019. 0610. 3310. 3510. 3011.0510. 9911.0112. 9812.9112. 8914. 3614.3214.4069. 069. 149. 139.

39、639. 539. 5910. 7610. 8810. 9211.5011.3611.5913. 7813. 7613. 8278. 398. 438. 369. 509. 539. 4610. 6610. 6010. 6411.6611.6211.6913. 1713. 1213. 1588. 858. 858. 799. 789. 699. 7210. 7710. 8010. 8411.4511.5211. 5513. 2913. 3313. 2498.408.518. 549.459.419.4810. 5210.4010. 4311.8711.9712. 0012. 8012. 8912. 83108. 508. 638. 699. 359. 389.4010. 3610.3110.4111.6811.8011.8812. 9913.0113. 07计算各个实验室每个水平的平均值和标准偏差（离散度），见表A.2、表A.3。表A. 2单元平均值实验室水平1水平2水平3水平4水平518. 79310. 33311.03312. 14312. 62328. 6779. 45010. 45311.64013. 09038. 8039. 34310. 4831