GBT 24189-2024 高炉用铁矿石 用最终还原度指数表示的还原性的测定标准立项发展报告

高炉用铁矿石用最终还原度指数表示的还原性的测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DeterminationofReducibilityforIronOreinBlastFurnaceExpressedbyFinalReductionDegreeIndex摘要高炉炼铁是钢铁冶金流程中的核心环节，铁矿石的还原性能直接决定高炉生产的燃料消耗、生产效率及碳排放水平。随着我国钢铁工业向绿色化、低碳化方向深度转型，对铁矿石冶金性能检测的准确性和标准化提出了更高要求。本文系统阐述了GB/T24189-2024《高炉用铁矿石用最终还原度指数表示的还原性的测定》标准的立项背景、技术内容及发展历程。该标准是对GB/T24189-2009的修订完善，于2024年5月28日由国家标准化管理委员会正式发布，自2024年12月1日起实施。标准在继承原版静态还原测试方法框架的基础上，进一步优化了试验条件控制、结果计算与精密度要求，提高了检测方法的可操作性和数据可比性，为铁矿石贸易结算、高炉配矿优化及炼铁工艺技术进步提供了坚实的技术支撑。本报告还介绍了标准主要起草单位在标准编制过程中的技术贡献，并对该标准在支撑行业碳减排和智能制造发展方面的未来应用前景进行了展望。关键词：高炉用铁矿石；还原性测定；最终还原度指数；标准化；冶金性能检测；GB/T24189-2024Keywords:blastfurnaceironore;reducibilitydetermination;finalreductiondegreeindex;standardization;metallurgicalpropertytesting;GB/T24189-2024一、引言1.1研究背景铁矿石是钢铁工业的基础原料，其冶金性能的优劣直接影响高炉炼铁的技术经济指标。在高炉冶炼过程中，铁矿石的还原性是评价其冶炼价值的关键参数之一，它反映了铁矿石中的铁氧化物被还原性气体（主要为CO和H₂）还原的难易程度。还原性能优良的铁矿石能够降低焦比、提高产量、减少碳排放，是低碳炼铁的重要突破口。随着全球铁矿石资源日益紧张，钢铁企业越来越多地使用成分复杂、品位波动大的矿石资源，对铁矿石还原性能的准确评价已成为原燃料管理、采购决策和高炉操作优化的核心依据。与此同时，我国钢铁行业超低排放改造和"双碳"目标的推进，也对铁矿石冶金性能检测方法的标准化、精细化和国际化提出了迫切需求。在此背景下，对原有标准进行修订升级，以适应新的行业形势和技术要求，具有重要的现实意义。1.2标准立项依据GB/T24189-2024《高炉用铁矿石用最终还原度指数表示的还原性的测定》依据《中华人民共和国标准化法》及相关法规要求立项，是对GB/T24189-2009的修订。该标准归口于全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会，由冶金工业信息标准研究院等单位牵头起草。标准修订过程中充分对标了国际标准化组织（ISO）的相关标准体系，特别是ISO7215:2015《铁矿石——用最终还原度指数表示的还原性的测定》的技术框架，同时结合我国铁矿石资源特点和钢铁企业的实际检测需求，在试验温度、气体流量、试样粒度等技术参数上进行了适应性调整，确保标准既与国际接轨，又符合我国国情。二、标准技术内容概述2.1适用范围本标准规定了高炉用铁矿石用最终还原度指数（RDI，ReductionDegreeIndex）表示的还原性测定的原理、试验条件、设备要求、试样制备、试验程序、结果计算及精密度要求。标准适用于高炉用天然铁矿石、烧结矿和球团矿等铁原料的还原性能测定，涵盖了从粉矿到块矿的不同粒度范围，为铁矿石冶金性能评价提供了统一的技术依据。需特别说明的是，标准适用于铁矿石及造块产品——包括烧结矿和球团矿——的还原性测定，是铁矿石质量评价体系中与还原粉化、低温还原粉化等指标并列的重要检测项目。2.2方法原理本标准的测定原理是将一定粒度的铁矿石试样置于固定床反应管中，在900℃的恒温条件下，以恒定流量的还原性气体（CO、CO₂和N₂的混合气体）进行等温还原。还原过程持续一定时间后，通过测定试样失重量（氧的脱除量），计算铁矿石的最终还原度指数。最终还原度指数表示铁矿石中铁氧化物被还原的程度，其数值越高，表明矿石的还原性能越好。该方法模拟了高炉间接还原带的还原气氛条件，能够较好地反映铁矿石在实际高炉冶炼中的还原行为。2.3主要技术参数与试验条件标准对试验条件作出了明确规定，关键参数包括：-试样粒度：10.0～12.5mm，要求试样颗粒形状规则、表面无显著裂纹；-试样质量：500g±1g，精确称量至0.1g；-还原温度：900℃±2℃，试验过程中温度波动控制在规定范围内；-还原气体成分：CO30%±0.5%、CO₂20%±0.5%、N₂50%±0.5%（体积分数）；-气体流量：50L/min（标准状态下），要求流量稳定可调；-还原时间：180min，从试样达到还原温度后开始计时。2.4结果计算与表达最终还原度指数（RDI）按以下公式计算：\[RDI=\left(\frac{m_0-m_t}{m_0\timesw(\text{Fe}_{\text{总}})/100\times48/160}\right)\times100\%\]式中：-\(m_0\)——试样还原前质量（g），即试样恒重后的初始质量；-\(m_t\)——试样还原后质量（g）；-\(w(\text{Fe}_{\text{总}})\)——试样中全铁含量（质量分数，%）；-常数48/160——为氧的原子量（16）与Fe₂O₃分子量相关换算系数（3×16/160）。试验结果以两次平行测定的算术平均值报出，计算结果保留至小数点后一位。三、标准修订的技术改进与创新3.1相比2009版的主要变化GB/T24189-2024相比GB/T24189-2009，在以下方面进行了技术修订：（1）术语和定义的更新。新版标准对"最终还原度指数"的定义进行了更加精确的表述，明确了其物理含义和工程应用指向，增加了"还原度""还原性气体"等基础术语的规范性定义，便于不同领域的技术人员准确理解和使用。（2）试验装置的技术要求提升。对还原管材质、加热方式、温度控制系统、气体流量控制精度等提出了更高要求，增加了对气体分析仪器的校准要求及试验系统气密性的检验方法，以确保试验结果的准确性和可重复性。同时，补充了尾气处理系统的要求，体现了绿色环保理念。（3）试样制备程序的细化。对试样缩分、干燥、冷却、称量等操作步骤进行了细化，增加了试样保存条件的规定，明确了试样从制备到试验的时间间隔要求，减少因试样状态变化导致的检测偏差。（4）精密度要求的完善。通过国际实验室间联合试验（collaborativetrial）获得了更为可靠的重复性和再现性数据，对精密度指标进行了修订——其中重复性(r)为0.6%，再现性(R)为1.5%——使标准的统计基础更加坚实，质量判定更加科学合理。（5）试验报告的规范化。增加了试验报告应包含的信息内容，除报告最终还原度指数外，还需记录矿石类型、产地、试样粒度组成、试验设备信息等，增强了检测结果的可追溯性。3.2国际标准对标的分析本标准在修订过程中，积极参考了ISO7215:2015等国际标准。技术参数方面，还原温度、气体成分、还原时间等核心试验条件与ISO标准保持等效一致，确保我国标准与国际标准的技术互认。同时，结合国内检测设备和试验条件的实际情况，在试样量、设备结构等细节上进行了适应性调整。这一对标策略既保证了我国铁矿石检验结果与国际检验结果的可比性，又兼顾了国内实验室的装备水平和技术能力。四、标准实施的意义与预期效果4.1经济效益该标准的实施将为铁矿石贸易提供更加科学、公正的质量评价依据。铁矿石的还原性能直接关联其在高炉中的冶炼价值，通过标准化的检测方法，买卖双方能够在同一技术平台上进行质量认定和价格协商，减少质量争议。对我国进口铁矿石的品质检验和质量监控具有重要的经济意义——钢铁企业可根据标准检测结果优化配矿结构，选择还原性能优良的矿石，降低焦比和能耗，从而显著降低炼铁成本。4.2社会效益实施本标准的直接社会效益体现在促进钢铁行业节能减排、推动绿色低碳发展方面。在"双碳"目标引领下，钢铁行业面临巨大的减排压力。铁矿石还原性能的准确评价有助于高炉操作者优化工艺参数，降低燃料消耗和CO₂排放。同时，标准化的检测方法也为我国铁矿石冶金性能数据库的建设提供了统一的数据采集规范，为行业智能化转型和数字化转型提供了基础数据支撑。4.3行业推动作用本标准的发布实施将进一步促进铁矿石检测技术的规范化和国内外贸易的便利化。在与国际标准保持协调的基础上，提升了我国在铁矿石检测标准领域的国际话语权。此外，该标准与GB/T13242（铁矿石低温粉化试验）、GB/T24205（铁矿石还原性测定）等相关标准共同构成了完整的铁矿石冶金性能检测标准体系，为高炉炼铁的原燃料管理提供了系统的技术支撑。五、主要起草单位与技术贡献5.1主要起草单位概况本标准由冶金工业信息标准研究院牵头修订。该研究院成立于1963年，是我国冶金行业唯一的综合性信息与标准化研究机构，长期承担全国钢标准化技术委员会、全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会等秘书处工作，在冶金标准制修订、信息研究、技术咨询等领域具有深厚的积累和权威地位。5.2技术贡献在GB/T24189-2024修订过程中，冶金工业信息标准研究院主要承担了以下工作：（1）组织全国范围的调研，广泛征集钢铁企业、矿山企业、检测机构和科研院所的意见和建议，梳理原标准实施十余年来积累的技术问题和应用反馈；（2）联合鞍钢集团、宝武钢铁集团、首钢集团等骨干企业的检测中心以及北京科技大学等高校科研团队，组织开展了一系列验证试验和方法比对研究，为技术参数的优化提供了翔实的实验数据支撑；（3）组织国内多家实验室参与国际实验室间联合试验，获得了符合统计要求的精密度数据，为标准的修订提供了科学依据；（4）牵头起草标准文本和编制说明，组织专家审查和技术论证，确保标准技术内容的科学性、先进性和可操作性。六、结论与展望GB/T24189-2024《高炉用铁矿石用最终还原度指数表示的还原性的测定》的发布实施，是我国铁矿石标准化工作的重要成果。该标准在保持与国际标准接轨的基础上，充分结合我国铁矿石资源和钢铁生产的实际情况，实现了检测方法科学性、适用性和先进性的统一。标准对试验条件控制的精细化要求和对结果计算的规范化规定，使铁矿石还原性的检测准确度和可比性显着提升，为高炉炼铁的配矿优化和工艺技术进步提供了可靠的技术依据。参考文献[1]GB/T24189-2024，高炉用铁矿石用最终还原度指数表示的还原性的测定[S].[2]GB/T24189-2009，高炉用铁矿石用最终还原度指数表示的还原性的测定[S].[3]ISO7215:2015，Ironores—Determinationofreducibilitybyfinalreductiondegree