ISO 13909-52025 煤和焦炭 机械取样 第5部分移动物流中焦炭的取样标准立项发展报告

煤和焦炭机械取样第5部分：移动物流中焦炭的取样标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:CoalandCoke—MechanicalSampling—Part5:SamplingofCokefromMovingStreams摘要煤炭与焦炭是冶金、化工及能源行业的核心基础原料，其品质的准确评定直接关系到国际贸易结算、生产过程控制及环境排放监测的科学性与公正性。取样作为品质检验的首要环节，其方法的标准化程度决定了后续分析结果的代表性与可靠性。随着全球大宗散货贸易规模的持续扩大以及自动化取样装备的广泛应用，对移动物流条件下焦炭机械取样技术提出更高要求。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2025年7月22日正式发布ISO13909-5:2025《煤和焦炭机械取样第5部分：移动物流中焦炭的取样》，替代旧版标准，系统更新了移动物流中焦炭机械取样的技术规范。本报告围绕该标准的立项背景、编制历程、关键技术内容及修订要点展开论述，重点分析了标准在取样系统设计、子样质量确定、采样间隔设定及偏差试验等方面的技术要求，阐述其与ISO13909系列其他部分之间的协调关系，并介绍主要起草单位及未来发展趋势。报告指出，该标准的发布将进一步推动全球焦炭贸易检验规则的统一化进程，为智能制造与质量大数据背景下的取样技术迭代奠定基础。关键词：煤和焦炭；机械取样；移动物流；ISO13909；标准化；品质检验Keywords:Coalandcoke;Mechanicalsampling;Movingstreams;ISO13909;Standardization;Qualityinspection1引言1.1立项背景焦炭是高炉炼铁不可或缺的还原剂、热源和料柱骨架，其质量稳定性直接影响冶炼效率与钢铁产品质量。在全球焦炭年贸易量超过3亿吨的背景下，焦炭品质检验结果的准确性与贸易双方利益密切相关。取样作为品质检验全链条的起点，其科学性决定了后续制样、化验结果的有效性——取样的误差通常占总检验误差的80%以上，远大于制样和化验环节的误差贡献。因此，建立一套科学、统一、可操作的机械取样方法标准，是保障焦炭品质检验公正性和可比性的基础性技术工作。ISO13909标准系列是国际煤炭与焦炭取样领域最具权威性的规范性文件体系。该系列标准最早可追溯至20世纪80年代，历经多次修订和完善，逐步形成了涵盖术语定义、取样原理、移动物流取样、固定批量取样、试样制备及精密度测定等完整技术链条的标准族。其中，第5部分专门针对移动物流（如皮带输送机转运过程中的物料流）中焦炭的机械取样作出规定。焦炭与煤炭在物理性质上存在显著差异——焦炭粒度更大（通常为25~80mm）、硬度更高、孔隙率大且易破碎，这使其在机械取样过程中面临不同于煤炭的特殊技术挑战。例如，焦炭在皮带输送过程中的偏析现象更加明显，大块焦炭倾向于滚落至料流底部，导致横截取样器在切割料流时的代表性控制难度加大；同时，焦炭的脆性特性使得取样过程中的二次破碎效应不可忽视，样品粒度分布的保真性控制成为技术关键。此外，随着焦炭生产企业和用户对自动化取样系统需求的不断提升，传统的人工取样方法已难以满足现代工业生产对取样效率、安全性和代表性的综合要求。这些现实需求为该标准的立项修订提供了直接驱动力。1.2标准基本信息本报告所涉标准编号为ISO13909-5:2025，其正式名称为《煤和焦炭机械取样第5部分：移动物流中焦炭的取样》（Coalandcoke—Mechanicalsampling—Part5:Samplingofcokefrommovingstreams）。该标准由国际标准化组织（ISO）发布，标准状态为现行有效，发布日期为2025年7月22日。其分类归属为煤（Coal）领域，语言版本为英语，采用电子版加密PDF格式发行。2标准编制历程2.1国际标准化组织与ISO/TC27技术委员会ISO13909-5:2025由国际标准化组织下设的固体矿物燃料技术委员会（ISO/TC27）负责制定。ISO/TC27成立于1947年，是ISO最早设立的技术委员会之一，其工作范围涵盖固体矿物燃料（包括煤、焦炭、生物质燃料等）的术语定义、取样、制样、化验方法以及质量控制等技术领域。该技术委员会秘书处长期由英国标准协会（BSI）承担，其下设多个分技术委员会和工作组，分别负责不同技术方向的标准化工作。ISO/TC27在煤和焦炭取样与制样领域的工作可追溯至20世纪60年代。经过数十年的发展与积累，该技术委员会已建立起一套完整的固体矿物燃料检验方法标准体系。其中，ISO13909系列标准是该体系中的核心组成部分，共分为八个部分，全面覆盖了煤和焦炭机械取样的各个技术环节。该系列标准的制定和修订汇聚了全球主要产煤国和用煤国的技术专家，包括来自中国、澳大利亚、美国、英国、德国、日本、印度、南非等国家的标准化专家和行业技术人员。2.2标准修订历程ISO13909系列标准的制定工作始于20世纪90年代中期，首版标准于2001年至2002年间陆续发布。其中，ISO13909-5:2001《硬煤和焦炭机械取样第5部分：移动物流中焦炭的取样》是该系列中针对焦炭移动物流取样的专项标准。2013年之前，ISO/TC27完成了对该系列的大部分修订工作，但第5部分的修订周期因技术难度较大而相对较长。ISO13909-5:2025的修订工作正式启动于2018年左右，由ISO/TC27下设的第5工作组（WG5）负责推进。修订工作基于以下动因展开：（1）技术发展驱动：近年来，自动化取样装备技术取得长足进步，新型横截式取样器、旋转式取样器及皮带端部取样装置在设计和控制精度方面均有显著提升，原有标准中的部分技术参数已不能完全适应现代装备的技术能力。（2）实践反馈积累：自2001版标准发布以来，全球各主要焦炭贸易国在标准应用过程中积累了丰富的实践经验，发现了若干值得改进的技术细节，包括子样质量计算公式的适用性边界、偏析效应补偿方法等。（3）相关标准协调需求：ISO13909系列其他部分相继完成修订后，系列内部技术条款的一致性和引用关系的协调性需要重新审视，特别是与ISO13909-1（一般介绍）和ISO13909-2（移动物流中煤的取样）之间的技术衔接。经过多轮工作组会议讨论、国际标准草案（DIS）投票和最终国际标准草案（FDIS）投票，ISO13909-5:2025最终于2025年7月通过各成员国审议，正式发布实施。该标准替代了ISO13909-5:2001版本，成为移动物流中焦炭机械取样的最新国际规范依据。3标准主要内容与技术要点3.1标准适用范围与定位ISO13909-5:2025规定了从移动物流中对焦炭进行机械取样的基本方法和技术要求。其适用范围涵盖从皮带输送机转运过程中的焦炭流、溜槽中的焦炭流以及其他形式的移动焦炭物流中进行代表性取样的全过程。该标准的适用对象包括但不限于：-高炉用冶金焦炭的质量检验取样；-焦炭贸易结算中的品质检验取样；-焦炭生产过程中的质量控制取样；-焦炭使用过程中的验收检验取样。作为ISO13909系列的一部分，该标准在技术上与系列内其他部分保持严格的一致性，特别是与第1部分（一般介绍）、第2部分（移动物流中煤的取样）和第8部分（偏差试验方法）存在紧密的技术关联。使用该标准时，需要结合ISO13909-1所规定的一般原则和定义，并参照ISO13909-8规定的偏差试验方法进行取样系统性能验证。3.2取样系统设计要求标准对移动物流中焦炭机械取样系统的设计提出了系统性的技术要求。在取样系统的整体架构方面，标准明确了取样系统通常应由一次取样设备、样品输送与破碎设备、二次取样设备、样品收集装置以及控制系统等基本功能单元组成。各单元之间需协调配合，确保从取样到样品封装的全过程不改变样品的代表性。在取样点的选择方面，标准强调取样点应设置在焦炭物流中偏析效应最小且物料均匀性最好的位置。对于皮带输送机转运场景，取样点通常应设置在皮带卸料端（皮带端部），利用焦炭离开皮带后的抛物线轨迹进行横截取样，此时物料流处于相对分散状态，有利于取样器对全断面物料进行有效切割。当无法在皮带端部取样时，可在皮带中部设置取样位置，但须采取相应措施降低偏析影响。标准对取样器的基本要求包括：取样器应具有足够的切割速度，以确保能够干净利落地截断焦炭流而不造成物料堆积或飞溅；取样器切割刃的宽度应不小于焦炭最大粒度的3倍，以确保能够捕获所有粒级的焦炭颗粒；取样器应能够横跨整个焦炭流的宽度或厚度，实现对物料全断面的有效截取。同时，取样器的材质和结构设计应考虑到焦炭的高磨损性，选用耐磨材料或设置耐磨衬板。3.3子样质量与粒度要求子样质量是决定取样精密度水平的核心参数之一。ISO13909-5:2025在子样质量的确定方法上与旧版标准存在显著差异。旧版标准主要依据焦炭的名义最大粒度给出子样质量的最低推荐值，而新版标准则更加注重基于目标精密度水平的计算方法。标准规定的子样质量计算公式综合考虑了焦炭的名义最大粒度、取样目标精密度、焦炭的变异程度（以方差表征）以及预期的子样数量等因素。具体而言，焦炭的名义最大粒度越大，所需的最小子样质量也越大，这是确保子样中包含足够数量的大颗粒焦炭以代表整体粒度分布的基本要求。标准分别对不同粒度范围的焦炭规定了相应的最小子样质量要求，例如对于名义最大粒度为50mm的冶金焦，其一次子样最小质量应不低于一定数值，而对于更大粒度的焦炭（如80mm以上），该值将相应增加。此外，标准对样品在后续处理过程中的破碎粒度也作出了相应规定，要求一次样品在进一步缩分之前应破碎至规定的粒度以下，以保证缩分操作的可靠性。破碎后样品的粒度上限与缩分样品最小质量之间的对应关系在标准中以表格形式给出，构成了一套完整的技术参数体系。3.4采样间隔与采样频率采样间隔的确定是移动物流取样中另一个核心技术参数。ISO13909-5:2025规定，采样间隔应根据焦炭物流的总量和所需子样数量来确定，可采用时间间隔或质量间隔两种基本方式。时间间隔取样法适用于输送速率相对恒定的工况条件，根据输送总时长和子样数量计算出等时间间隔进行取样。质量间隔取样法则更加适用于输送速率波动较大的工况条件，通过皮带秤等计量设备对通过的焦炭量进行累计，每达到设定质量间隔时触发一次取样动作。标准对两种方法各自的适用条件和注意事项进行了详细说明，并明确了在输送速率波动超过一定范围时应优先选择质量间隔取样法的技术要求。在取样频率方面，标准要求取样频率的设定应确保在规定的取样时间段内能够获得足够数量的子样，以满足目标精密度水平的要求。对于批量较大的焦炭，子样数量与批量大小之间存在函数关系，标准通过列线图或计算表的形式给出了参考取值范围。3.5偏差试验与性能验证为验证取样系统的实际性能是否符合标准要求，ISO13909-5:2025引用了ISO13909-8所规定的偏差试验方法。偏差试验是评价取样系统是否存在系统误差的重要手段，其基本原理是将待评价的机械取样系统的取样结果与参照取样方法（如停带取样法）的取样结果进行成对比较，通过统计检验判断两者之间是否存在显著差异。标准要求新安装的焦炭机械取样系统在投入使用前必须进行偏差试验，验证其取样无偏性。同时，对于运行中的取样系统，也应定期进行偏差试验复验，确保系统在长期运行后仍保持良好的取样性能。当取样系统发生重大改造、维修或关键部件更换后，同样需要重新进行偏差试验。偏差试验的样本量、比较参数和判定标准须遵循ISO13909-8的规定。标准的这一安排确保了取样系统的性能验证工作具有统一的技术依据，有利于不同实验室和不同贸易场景下取样结果的可比性。3.6与旧版标准的主要技术差异与ISO13909-5:2001相比，2025版标准在以下方面进行了重要技术更新：（1）术语和定义的更新：新版标准引入了近年来取样技术领域的新概念和新术语，如"在线取样"、"自动取样系统"等，使标准语言更加贴近当前技术发展水平。（2）子样质量计算方法的优化：旧版标准中的子样质量表在新版中得到了修订，调整了粒度分级区间，并考虑了大粒度焦炭在取样过程中的特殊要求。（3）增加了取样系统验证的技术要求：新版标准加强了对取样系统性能验证的要求，更加系统地引入了ISO13909-8中关于偏差试验的规定，并增加了取样系统日常运行监控的技术建议。（4）与环境、安全和自动化的衔接：新版标准在文本中增加了对取样系统安全操作、粉尘控制以及与自动化控制系统接口的技术考虑，体现了标准化工作对可持续发展和工业智能化的响应。4标准的主要起草机构ISO13909-5:2025的制定汇聚了全球固体矿物燃料检验领域的主要技术力量。在标准制定过程中，ISO/TC27/WG5工作组发挥了核心作用，该工作组召集了来自各成员体的技术专家，共同完成了标准的起草、讨论和修订工作。在众多参与机构中，中国是该标准制定的重要贡献方。中国对口承担ISO/TC27技术工作的全国煤炭标准化技术委员会（SAC/TC42）组织国内相关科研院所、检验机构和生产企业深度参与了该标准的修订工作。煤炭科学技术研究院有限公司作为国内煤炭与焦炭检验标准化领域的权威研究机构，在该标准的修订过程中发挥了关键作用。该研究院长期从事煤炭及焦炭化验方法、采样制样技术及标准化研究，拥有一支由资深研究员、高级工程师组成的专业技术团队，在焦炭机械取样技术领域积累了丰富的研究成果和现场实践经验。研究院的代表在标准修订工作组会议中提出了多项基于中国焦炭生产和贸易实践的技术建议，特别是在大粒度焦炭子样质量的确定方法、偏析效应的补偿措施以及取样系统偏差试验的适用性方面，为标准的完善作出了实质性贡献。此外，澳大利亚、英国、德国、日本、印度等国家的标准化机构和行业组织也为该标准的制定提供了重要的技术支持和实践经验。各参与方在标准制定过程中充分交换了各自在焦炭取样技术方面的研究成果和应用经验，通过多轮技术讨论和协商，最终形成了兼顾各方利益和技术合理性、具有广泛适用性的国际标准文本。5标准实施与影响分析5.1对国际贸易的影响ISO13909-5:2025的发布实施，将对全球焦炭国际贸易产生深远影响。焦炭国际贸易涉及出口国和进口国双方对焦炭品质的检验和确认，取样方法的统一是保证检验结果可比的先决条件。新标准在取样技术细节上的更新和完善，将进一步提高焦炭品质检验结果的一致性和可靠性，减少因取样方法差异引起的品质争议。特别是在"一带一路"倡议深入推进的背景下，中国与沿线国家的焦炭贸易规模持续增长，ISO13909-5:2025作为国际通行的取样方法标准，为贸易双方提供了公认的技术依据。标准的统一实施有助于降低贸易摩擦风险、提高通关效率、节约检验成本，对促进焦炭国际贸易的健康发展具有积极意义。5.2对行业技术进步的推动该标准的实施将对焦炭生产企业和检验机构的技术能力提出更高要求。一方面，企业需要按照新标准的要求对现有取样系统进行评估和必要的技术改造，确保取样装备的技术性能满足标准要求。另一方面，检验机构需要更新作业指导书、培训技术人员，确保标准条款的准确理解和规范实施。从长远来看，新标准对取样系统性能验证的强化要求将推动取样装备制造企业加大技术研发投入，提高取样装备的设计制造水平和自动化程度。焦炭取样技术将朝着更加智能化、精准化和无人化的方向发展，这与全球制造业数字化转型的大趋势高度契合。5.3对相关标准体系的协调ISO13909-5:2025的发布也是ISO/TC27标准体系整体优化的重要一环。该标准与ISO13909系列的其他部分共同构成了完整的焦炭机械取样标准链条，新版本的发布填补了系列标准在技术更新方面的空白。同时，该标准的实施也为后续其他部分标准的修订提供了技术参考和经验积累。6结论与展望ISO13909-5:2025《煤和焦炭机械取样第5部分：移动物流中焦炭的取样》的正式发布，是国际煤焦检验标准化领域的一项重要成果。该标准在继承旧版标准核心技术框架