YBT 4447-2025 干熄焦装置用耐火制品标准立项发展报告

干熄焦装置用耐火制品标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RefractoryProductsforCokeDryQuenchingInstallation摘要本报告围绕行业标准YB/T4447-2025《干熄焦装置用耐火制品》的研制与发布，系统阐述了该标准立项的背景、关键技术内容、修订过程及未来展望。干熄焦技术作为钢铁冶金行业节能减排、提质增效的核心工艺，其装置内衬用耐火制品的性能直接关系到设备寿命、生产安全及运行成本。随着国内钢铁产能置换与环保政策的持续深化，对干熄焦装置用耐火材料的高温强度、抗热震性、耐磨性及抗化学侵蚀性提出了更高要求。本标准在原有技术基础上，针对近年来干熄焦工艺的大型化、高效化发展趋势，结合新型耐火材料（如Sialon结合碳化硅、高铝莫来石等）的应用实践，对产品分类、技术要求（如显气孔率、常温耐压强度、高温抗折强度、线变化率等关键指标）、试验方法、检验规则及包装、标志、运输、贮存等核心要素进行了全面修订与完善。本标准的实施将有效规范干熄焦装置用耐火制品的市场秩序，提升我国耐火材料行业的整体技术水平，为钢铁企业实现绿色低碳转型、提升焦炭质量及能源利用效率提供坚实的技术支撑与标准保障。报告还重点介绍了标准主要负责单位在耐火材料研发与实践中的卓越贡献。关键词：干熄焦；耐火制品；YB/T4447-2025；技术标准；节能减排；高温性能Keywords:CokeDryQuenching(CDQ);RefractoryProducts;YB/T4447-2025;TechnicalStandard;EnergySavingandEmissionReduction;High-TemperaturePerformance1.引言干熄焦（CokeDryQuenching,CDQ）技术是钢铁联合企业焦化环节中的一项关键节能环保技术。与传统的湿法熄焦相比，干熄焦技术通过惰性气体（如氮气）在密闭系统中循环冷却红焦，不仅回收了高达80%以上的红焦显热用于发电或生产蒸汽，还显著提高了焦炭质量（如降低焦炭水分、提高块度均匀度及机械强度），有效减少了湿熄焦过程中产生的含酚、氰、硫等有害废气和粉尘污染。干熄焦装置的核心设备包括预存室、斜道区、冷却室、环形风道及一次、二次除尘器等。这些部件长期处于高温（预存室温度可达1000-1100℃）、高磨损（固体焦炭颗粒冲刷）、化学侵蚀（碱性钾/钠蒸汽及CO等气体）及频繁热震（启停炉及排焦过程中温度剧烈波动）的苛刻服役环境中。因此，选用的耐火材料的性能优劣成为决定干熄焦装置运行周期、安全可靠性及维护成本的关键因素。长期以来，国内市场流通的干熄焦装置用耐火制品虽种类繁多，但产品质量参差不齐，缺乏统一、先进的技术标准进行规范。原有的行业标准在技术指标、试验方法等方面已难以完全适应当前工艺技术进步和新材料发展的需求。在此背景下，依据工业和信息化部行业标准制修订计划，由中国钢铁工业协会提出，由全国耐火材料标准化技术委员会（SAC/TC193）归口管理，由中冶焦耐（大连）工程技术有限公司、郑州东方安彩耐火材料有限公司等单位主导，对YB/T4447-2014进行了修订，形成了新的行业标准YB/T4447-2025《干熄焦装置用耐火制品》。本标准于2025年12月17日发布，将于2026年7月1日正式实施。2.标准修订背景与意义2.1技术进步与产业升级的驱动近年来，我国钢铁行业正处于“减量、绿色、提质”的深度调整期。干熄焦技术本身也在向大型化（如200t/h以上处理能力）、高自动化、长寿化方向发展。与此同时，耐火材料制造技术取得了显著突破：-纯度提升：高纯原料（如电熔白刚玉、高纯莫来石）的广泛应用，提高了制品的基质相抗侵蚀能力。-复合技术：非氧化物（如SiC、Si3N4）与氧化物（Al2O3、ZrO2）复相陶瓷材料的引入（如Sialon结合刚玉、SiC结合Si3N4），赋予了制品更高的抗氧化性、抗热震性和耐磨性。-微结构调控：通过引入微粉、添加剂等技术，优化了制品的显微结构，降低了气孔率，提高了致密度，从而增强了抗渣侵能力。这些技术进步迫切需要更新标准，以将成熟可靠的新材料、新工艺纳入标准体系，淘汰落后产能，实现优品优价。2.2现有标准局限性分析原标准YB/T4447-2014实施以来，在规范市场、指导生产方面发挥了积极作用。但在实践中也暴露出一些问题：1.产品分类细化不足：原有分类较为笼统，未充分考虑干熄焦装置不同部位（如预存室顶部、斜道区、冷却室下部等）的温度场、应力场和介质环境差异，导致选材不够精准。2.关键指标需提升：例如，对于斜道区使用的莫来石-碳化硅质制品，其高温抗折强度指标相对较低，在大型化装置中易出现断裂、剥落。对耐磨性、抗碱蒸汽侵蚀性的定量评价方法有待完善。3.检验规则与验收要求滞后：抽检方案、判定规则以及包装、标志等细节规定不够严谨，影响了质量验证的准确性和效率。2.3国家政策与绿色发展要求“双碳”目标对钢铁行业节能降耗提出了刚性约束。干熄焦技术作为重要的节能技术，其核心部件-耐火材料的寿命直接决定了检修频率和能耗损失。提高耐火材料服役寿命，减少停产检修次数，不仅能降低单位产品的能源消耗，还能减少耐火材料废弃物的产生。因此，修订高标准、严要求的耐火材料标准，是落实《工业领域碳达峰实施方案》、《原材料工业“三品”实施方案》等政策的具体举措。基于上述背景，修订并实施YB/T4447-2025具有重要的现实意义：-规范市场：淘汰低质、劣质产品，鼓励企业开发高性能、长寿命耐火材料。-提升质量：引导行业从“量”向“质”转变，提升我国干熄焦耐火材料的国际竞争力。-保障安全：通过提高安全裕度，降低因耐火材料损坏导致的装置非计划停炉甚至安全事故风险。-促进节能：延长检修周期，提升干熄焦装置作业率，实现更优的能源回收效率。-引领创新：为新型耐火材料的应用提供标准依据，激励企业进行技术研发。3.标准关键技术内容与亮点YB/T4447-2025在继承原标准合理部分的基础上，重点对以下方面进行了修订与完善：3.1产品分类与牌号标准根据干熄焦装置不同部位的特殊工况，将耐火制品进行了更为精细的分类，主要分为三大类：1.粘土质制品：主要用于预热段、一次除尘器等温度较低、磨损较轻的区域。2.高铝质制品：用于预存室中下部、斜道区上部等，要求具有一定的荷重软化温度。3.莫来石-碳化硅质制品：这是本次修订的重点。根据结合相的不同，又细分为Sialon结合莫来石-碳化硅、Si3N4结合SiC、氧化物结合SiC等。此类材料具有极高的抗热震性和耐磨性，是斜道区、冷却室等关键部位的首选材料。4.刚玉-莫来石质制品：用于温度梯度最大、要求高强抗冲刷的斜道口及环形风道区域。5.含锆质制品：用于要求抗渣侵性更强的特殊部位。3.2关键技术指标提升与增加标准对各项性能指标的设定更加科学、严格，具体体现在：-显气孔率：针对莫来石-碳化硅质制品，要求显气孔率通常低于12%（部分高致密产品要求低于10%），以确保抗侵蚀和抗渗透能力。-常温耐压强度：莫来石-碳化硅质制品常温耐压强度普遍要求从原标准的60-80MPa提升至80-100MPa以上，以满足大型化装置带来的更高静载和动载。-高温抗折强度：（1400℃×30min）指标大幅提升。例如，Sialon结合莫来石-碳化硅材料的高温抗折强度要求不小于15MPa，原标准仅为10MPa左右，大幅提高了高温下抵抗热应力和机械应力的能力。-抗热震性：引入了更符合干熄焦频繁启停工况的试验方法（如水急冷法），并将热震次数从原标准的15次（1100℃-水冷）提升至20次以上，确保材料抵抗温度剧变不开裂。-耐磨性：增加了耐磨性（按焦炭磨损试验方法）的定量指标，用磨损系数表示，要求低于指定值，解决了原标准仅靠经验定性判定磨损性能的问题。-线变化率：对烧后线变化率的限定更严格（如≤0.2%），保证产品尺寸稳定，利于砌筑和减少应力。-化学成分：明确规定了关键原料（如SiC含量、Al2O3含量、Fe2O3含量等）的波动范围，从源头上保证了产品质量的一致性。3.3试验方法与检验规则标准全面更新了试验方法引用标准，明确采用GB/T2997、GB/T3001、GB/T3002、GB/T5988等最新版本的方法标准，确保了测试结果的国际可比性和准确性。在检验规则上，标准的亮点包括：-明确出厂检验项目：规定所有出厂产品必须经过显气孔率、体积密度、常温耐压强度、线变化率等项目的检验。-增加型式检验项目：对于新材料、新工艺投产或长期停产后的产品，要求进行包括高温抗折强度、抗热震性、耐磨性等在内的全项型式检验。-细化抽样与判定方案：采用更科学的分批和抽样方案，并明确合格判定数与不合格数，减少争议。3.4包装、标志、运输与贮存标准对产品的包装方式进行了细化，要求采用防潮、防碰撞的包装。标志中必须包含产品名称、牌号、批号、检验状态、生产日期、生产许可证号等信息。运输过程中强调防雨、防震，施工前贮存期不超过，避免受潮。4.标准主要起草单位介绍本标准的修订工作主要由中冶焦耐（大连）工程技术有限公司牵头组织。以下是对该单位的详细介绍：中冶焦耐（大连）工程技术有限公司（以下简称“中冶焦耐”）是中国冶金科工集团有限公司（世界500强企业）旗下核心子公司，是集工程总承包、工程设计、技术研发、装备制造于一体的综合性工程公司，在焦化及耐火材料工程技术领域具有六十余年的深厚积淀，技术水平国内领先、国际一流。在干熄焦领域的贡献：中冶焦耐是国内最早将干熄焦技术进行国产化、大型化推广的应用单位之一。从设计、设备选型、材料推荐到调试运行，公司拥有全流程的自主核心技术。其开发的“大型干熄焦成套工艺技术”荣获国家科技进步二等奖。公司深刻理解干熄焦不同部位对耐火材料的特殊需求，通过大量的数值模拟、冷态模型试验及现场炉况诊断，提出了针对性的耐火材料优选方案。主导本标准修订的优势：1.数据积累：依托其承担的遍布国内外数十座大型干熄焦装置的设计与EPC项目，积累了海量关于不同部位耐火材料的服役寿命数据、失效模式分析结果及维护记录，为标准的指标提升提供了坚实的工程实践基础。2.材料研发能力：公司长期与国内顶尖耐火材料企业（如郑州东方安彩、北京通达）及科研院所合作，开展新型耐火材料的研发与中试，掌握了Sialon结合SiC、Si3N4结合SiC等高性能材料的核心制备技术与性能评价方法。3.全行业视野：作为标准化技术委员会的副主任委员单位，中冶焦耐能够广泛征求并整合行业内设计院、耐火材料生产企业、钢铁用户以及专家学者的意见，确保标准的科学性和广泛适用性。4.国际接轨：中冶焦耐有众多海外工程业绩，对ISO、ASTM等相关国际标准有深入研究，在标准修订中借鉴了国际先进经验，提升了标准的国际化水平。通过中冶焦耐的牵头，本标准实现了从“满足基本需求”向“引导技术创新、保障高端应用”的跨越，代表了中国干熄焦耐火材料领域最高技术水平。5.结论与展望结论：1.技术先进性：本标准充分吸纳了Sialon结合SiC、Si3N4结合SiC等新型高性能耐火材料的应用成果，将大量表征服役性能的关键指标（如高温抗折强度、抗热震性、耐磨系数）纳入强制要求，极大地提升了干熄焦装置用耐火材料的技术门槛。2.工程适用性：基于国内主要设计院和炼焦企业的长期运行数据与失效分析反馈，设定的指标裕度更加合理，既不过于严苛导致无法实现，也有效避免了材料早期失效。3.标准化引领：标准的实施将有效引导整个耐火材料行业向精细化、功能化、耐久化方向转型，推动企业淘汰落后产能，加大对技术研发和自动化改造的投入，形成良性市场竞争环境。4.环保与经济效益：使用符合本标准的高性能耐火制品，将使干熄焦装置的服役周期从传统的2-3年延长至5-8年甚至更长。这直接减少了频繁停炉检修的能源浪费，降低了耐火废弃物的产生量，提高了发电和蒸汽回收效率，为钢铁企业带来显著的经济效益和环境效益。展望未来发展：-智能化与数字化：未来的标准可能需要考虑耐火材料产品的全生命周期管理，包括智能生产过程中的质量控制、施工过程中的数字化砌筑指导以及运行过程中的在线监测与寿命预测。标准可融入与“数字孪生”相关的数据接口要求。-绿色低碳化：随着碳约束的加强，标准未来可能引入对