炼铁工艺炉壳体结构技术规范（征求意见稿）doc.doc

《炼铁工艺炉壳体结构技术规范（征求意见稿）doc.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《炼铁工艺炉壳体结构技术规范（征求意见稿）doc.doc（111页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、中华人民共和国国家标准GB 20X炼铁工艺炉壳体结构技术规范炼铁工艺炉壳体结构技术规范Technical code for shell structure of ironmaking furnace（征求意见稿）- 发布 - 实施 1前 言本规范是根据住房和城乡建设部2019 年工程建设规范和标准编制及相关工作计划的通知 (建标函20198 号)的要求，由中冶赛迪工程技术股份有限公司会同有关单位共同修编而成。在修订过程中，规范编制组开展了多项专题研究，进行了大量的调查分析；总结了近十年来我国壳体结构设计、施工和生产使用的实践经验；吸取了近年来的科研成果；与国外先进的标准规范进行了比较；与国内相

2、关的标准规范进行了协调，并借鉴了有关的国家标准。在此基础上以多种方式广泛征求了有关单位的意见，经反复讨论、修改，最后经审查定稿。本规范主要技术内容有：总则、术语、基本规定、荷载、材料、高炉、热风炉、重力除尘器、粗煤气管道、施工以及有关的附录。本次修订的主要内容有：1. 章节调整： 1）原第 6 章、第 7 章修改为 ：第 6 章 高炉；第 7 章 热风炉；第 8 章 重力除尘器；第 9 章 粗煤气管道；2) 原第 8 章、第 9 章、第 10 章合并为第 10 章 施工；2. 附录调整：1）原附录 A 保留；2）原附录 B 技术要求和原附录 C 壳体结构用钢许用应力值合并为附录 B 壳体结构专

3、用钢材；3） 原附录 D 不同温度下钢材的弹性模量调整为条文 5.3.5；4）原附录 E、F、G、H 调整为附录 C、D、E、F；5）原附录 J 推荐选用焊接材料调整为条文 5.2.7；6）增加附录 G：顶燃式热风炉炉壳坡口形状和尺寸；7）增加附录 H：耐高温涂料涂层配套。调整后的附录由九个变为八个。3. 调整了高炉的准入条件； 4. 修订了许用应力取值；5. 调整了壳体钢材选用规定；6. 调整了壳体厚度计算公式；7. 修正了热风炉壳体与基础连接锚栓的计算公式，并调整了相关的构造要求；8. 调整了壳体开孔面积和孔之间的净距尺寸要求，并取消了该条强制性条文要求；9. 取消了热风炉壳体炉缸段与环板

4、的 T 形连接；10. 增加了重力除尘器壳体支承结构的构造要求； 11. 明确规定粗煤气管道按照压力管道设计的要求；12. 调整了壳体焊缝无损检测应遵循的标准及合格等级。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，中国冶金建设协会负责日 2常管理，中冶赛迪工程技术股份有限公司负责技术内容的解释。在执行本规范过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，并将意见和建议寄至中冶赛迪工程技术股份有限公司国家标准炼铁工艺炉壳体结构技术规范管理组（地址：重庆市渝中区双钢路 1 号；邮编：400013；传真：02363548888） ，以供今后

5、修订时参考。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：主编单位：中冶赛迪工程技术股份有限公司参编单位：中冶集团建筑研究总院重庆大学中冶京诚工程技术有限公司中冶南方工程技术有限公司上海宝冶建设有限公司西安建筑科技大学宝山钢铁股份有限公司鞍钢股份有限公司中冶十九冶建设有限公司宝钢湛江钢铁有限公司山东冶金设计研究院武汉钢铁集团股份公司太原钢铁集团公司南京钢铁股份有限公司佐敦涂料（张家港）有限公司主要起草人：主要审查人： 3目 次1 1 总总 则则 .7 72 2 术术 语语 .8 83 3 基本规定基本规定 .10104 4 荷荷 载载 .12124.14.1 荷载分类和荷载效应组合荷载分类

6、和荷载效应组合.124.24.2 壳体荷载壳体荷载.125 5 材材 料料 .14145.15.1 钢钢 材材.145.25.2 连接材料连接材料.145.35.3 设计指标设计指标.166 6 高高 炉炉 .18186.16.1 一般规定一般规定.186.26.2 设设 计计.186.36.3 构构 造造.207 7 热风炉热风炉 .22227.17.1 设设 计计.227.27.2 构构 造造.278 8 重力除尘器重力除尘器 .29298.18.1 设设 计计.298.28.2 构构 造造.309 9 粗煤气管道粗煤气管道 .31319.19.1 设设 计计.319.29.2 构构 造造

7、.321010 施工施工 .333310.110.1 一般规定一般规定.3310.210.2 壳体制作壳体制作.3310.310.3 壳体检验壳体检验.3810.410.4 壳体运输壳体运输.3810.510.5 壳体安装壳体安装.3810.610.6 壳体焊接壳体焊接.4010.710.7 焊缝质量检验焊缝质量检验.41 410.810.8 壳体涂装壳体涂装.4210.910.9 整体气密性试验整体气密性试验.4310.1010.10 竣工验收竣工验收.43附录附录 A A 热风炉炉内气体压力热风炉炉内气体压力.4545附录附录 B B 壳体结构专用钢板壳体结构专用钢板.4646附录附录 C

8、 C 高炉壳体结构全焊透坡口形状和尺寸高炉壳体结构全焊透坡口形状和尺寸.5050附录附录 D D 内燃式热风炉壳体结构全焊透坡口形状和尺寸内燃式热风炉壳体结构全焊透坡口形状和尺寸.5353附录附录 E E 外燃式热风炉蓄热室壳体结构全焊透坡口形状和尺寸外燃式热风炉蓄热室壳体结构全焊透坡口形状和尺寸.5555附录附录 F F 混风室壳体结构全焊透坡口形状和尺寸混风室壳体结构全焊透坡口形状和尺寸.5858附录附录 G G 顶燃式热风炉壳体结构全焊透坡口形状和尺寸顶燃式热风炉壳体结构全焊透坡口形状和尺寸.5959附录附录 H H 推荐的耐高温涂料涂层配套推荐的耐高温涂料涂层配套.6060本规范用词说

9、明本规范用词说明 .6161引用标准名录引用标准名录 .6262 5Table of Contents请李胜修改请李胜修改1Preface12Terms and Symbols22.1 Terms22.2 Symbols33General Provisions54Loads64.1 Load Classification and Load Effect Combination64.2 Loads on Shell65Material85.1 Structural Steel85.2 Connecting Material85.3 Design Data96Shell Structural De

10、sign116.1 Blast Furnace116.2 Hot Stove136.3 Gas Uptake,Downcomer, 5-Channel Sphere or Tee Pipe176.4 Dust Catcher187Requirements on Construction207.1 General Requirements207.2 Blast Furnace Shell207.3 Hot Stove Shell217.4 Shell of Gas Uptake, Downcomer, 5-Channel Sphere or Tee pipe, Dust Catcher238We

11、lding258.1 General Requirements258.2 Welding Joint Details258.3 Welding Process Evaluation278.4 Welding Process348.5 Inspection of Welding Quality379Derusting and Painting3910Construction, Erection and Inspection4110.1General Requirements4110.2Shell Construction41 610.3Quality Inspection of Shell St

12、ructure4610.4Shell Erection4610.5Welding4810.6Painting4910.7Overall Leakage Test5010.8Take-over Acceptance50Appendix A Gas Pressure in Hot Stove51Appendix B Technical Requirements52Appendix C Allowable Stress Value of Shell Structural Steel54Appendix D Elastic Modulus of Steel at Different Temperatu

13、res55Appendix E The Shapes and Sizes of Completely-Penetrated Grooves for Blast Furnace Shell56Appendix F Shapes and Sizes of Completely-Penetrated Groove for Internal-Combustion Hot Stove Shell59Appendix G Shapes and Sizes of Completely-Penetrated Groove for Checker Chamber of External Combustion H

14、ot Stove60Appendix H Shapes and Sizes of Completely-Penetrated Groove for Mixing Chamber62Appendix J Sampling and Processing Requirements on Tension, Bending, Impacting and of Metallographic Specimen for Butt Joints63Appendix K Recommended Welding Material 67Definitions68References69Explanation on A

15、rticles71 71 总总 则则1.0.1 为在炼铁工艺炉壳体结构设计与施工中，做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量，制定本规范。1.0.2 本规范适用于新建、改扩建的有效容积为 1200m35000m3级的高炉、热风炉（内燃式、顶燃式、外燃式） 、重力除尘器、粗煤气管道（上升管、下降管、五通球或三通管）壳体的结构设计、施工与质量检验。1.0.3 壳体结构的设计、施工与质量检验除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。1.0.4 熔融还原炉壳体的结构设计，可参照本规范的规定执行。 82 术术 语语2.0.1 壳体结构 shell structure 中面为曲面且厚度 t 远小

16、于最小曲率半径 R 和平面尺寸的片状结构，可分为薄壳和中厚壳。炼铁工业炉壳体结构的厚度与中面最小曲率半径之比一般小于 1/50，属薄壳结构。2.0.2 永久荷载 dead load在壳体结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。2.0.3 可变荷载 live load在壳体结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。2.0.4 荷载效应 load effect由荷载引起壳体结构的反应，例如内力、变形等。2.0.5 荷载组合 load combination按许用应力计算时，为保证壳体结构的可靠性而对同时出现的各种荷载标准值的规定。2.0.6

17、应力强度 stress intensity壳体计算点上三个主应力中最大与最小值之差，亦称组合应力当量强度。2.1.7 许用应力 allowable stress 应力强度许用极限。在工程结构设计中允许材料承受的最大应力值。2.0.8 弹性分析 elastic analysis按弹性失效准则对结构进行内力及位移分析。2.0.9 弹塑性分析 elastic-plastic analysis考虑材料塑性特征计算给定载荷下结构状态的方法。2.0.10 屈曲 buckling结构、构件或板件达到受力临界状态时在其刚度较弱方向产生另一种较大变形的状态。2.0.11 焊接 welding通过电弧或气体火焰等

18、加热并有时加压，用填充或不用填充材料使被连接焊件达到原子或分子结合状态的的连接方式。2.0.12 焊接工艺 welding process与制作焊件有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求等。2.0.13 焊接工艺评定 welding process evaluation 为验证所拟定的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。2.0.14 蝶形封头 dished head 9由中心具较大半径的球冠与周边较小半径的环壳以及一圆筒体直径段组成。2.0.15 预拼装 pre-assembly为检验壳体是否满足安装质量要求而进行的拼装。2.0.16 壳体组

19、装 shell assembly在安装工地起重机械工作范围内的平台上，将分块壳体组装成整圈，并焊接完成的一种工序。2.0.17 壳体安装 shell installation利用起重机械将壳体安装到指定位置的统称。2.0.18 间隙 gap壳体组对时，两钢板间的距离。2.0.19 一代炉役工作年限 请李胜补充英文壳体结构设计规定的结构或构件按预定目的使用的年限。 103 基本规定基本规定3.0.1 设计壳体结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案、焊缝质量等级和构造措施，满足工艺、制作、安装和生产过程中的应力强度和刚度要求。3.0.2 壳体结构的设计与施工，应使高炉一代炉役的工作年

20、限不低于 15 年；热风炉等的工作年限应满足高炉二代炉役的要求。3.0.3 壳体结构设计应根据炼铁工艺特点与炉容级别，综合考虑荷载性质、材料供应、开孔形状、制作、安装、施工条件等因素，选择合理的结构形式、节点构造及连接方式。3.0.4 壳体结构设计时，以最大剪应力理论作为强度准则。荷载的作用效应采用标准组合，设计应力强度采用许用应力。3.0.5 壳体结构应进行弹性计算分析，壳体结构的转折处及孔边等局部区域尚应进行弹塑性计算分析；使用时需要控制变形的壳体结构，应计算变形。3.0.6 壳体结构的焊接应符合钢结构焊接规范GB50661 或压力容器焊接规程NB/T47015以及本规范第 10 章的相关

21、要求。 3.0.7 壳体结构的对接、T 形对接与角接组合焊缝应焊透，其焊缝质量等级应符合下列要求：1 高炉、热风炉、五通球壳体结构的对接焊缝应为一级；高炉、热风炉、五通球壳体结构的对接焊缝应为一级； 2 下降管壳体结构的横向对接焊缝为一级，纵向对接焊缝为二级；下降管壳体结构的横向对接焊缝为一级，纵向对接焊缝为二级；3 其它壳体结构的对接焊缝为二级；其它壳体结构的对接焊缝为二级；4 要求焊透的要求焊透的 T 形对接与角接组合焊缝为二级。形对接与角接组合焊缝为二级。3.0.8 除锈等级与涂装要求：1 钢板表面的除锈等级应符合现行国家标准涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第 1 部分：未

22、涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级GB/T8923.1 的规定。高炉、热风炉、重力除尘器、粗煤气管道壳体结构内表面除锈等级为Sa2，外表面为 Sa2; 高炉和热风炉底板为 Sa1。现场焊缝、涂层损伤处以及现场制作的零星21小构件除锈等级为 St3；2 高炉、热风炉、粗煤气管道壳体内表面不涂底漆，待安装完毕后根据工艺要求喷涂专用防腐和耐热涂料。重力除尘器壳体内表面涂一道防锈底漆；3 高炉、热风炉、重力除尘器、粗煤气管道壳体结构外表面的底漆和面漆应选用耐 400高温的涂料。底漆宜刷涂或喷涂 13 道，面漆刷涂或喷涂 12 道。高炉和热风炉的底板不涂油漆；4 推荐的壳

23、体外表面耐热涂料涂层配套可按附录 H 选用。 113.0.9 壳体结构的制作、检验、运输、安装、焊接、焊缝质量检验、涂装、整体气密性试验、竣工验收等施工要求应符合本规范第 10 章的有关规定。 124 荷荷 载载4.14.1 荷载分类和荷载效应组合荷载分类和荷载效应组合4.1.1 设计壳体结构时，风荷载、雪荷载、平台积灰荷载和平台活荷载的标准值，应符合现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009 的有关规定。4.1.2 壳体结构上的荷载可分为永久荷载和可变荷载。4.1.3 设计壳体结构和连接时，应根据生产使用过程中可能同时作用的荷载按下式进行荷载效应组合计算，并按最不利者验算其强度。(4.1.3

24、) niQiKKQGKSSSS2ci1式中：S荷载效应组合值；SGK按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值；SQiK按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值，其中SQ1k为诸可变荷载效应中起控制作用者；可变荷载Qi的组合值系数，对高炉和热风炉的壳体结构取 1.0；其它壳体结构，ci无风时取 1.0，有风时取 0.9；对于坐料工况炉料荷载参与的荷载组合，其荷载效应组合值系数可取 0.6；n参与组合的活荷载数。4.24.2 壳体荷载壳体荷载4.2.1 高炉壳体荷载应按表 4.2.1 的规定确定。表 4.2.1 高炉壳体荷载序号类 别荷 载1永久荷载壳体自重、设备重2可变荷载炉顶料重、炉料重、铁水压力、

25、气体压力、耐火砌材膨胀作用、煤气上升管膨胀反力、壳体内外温差 10时的作用注：自重和设备重是指材料自身重量产生的荷载(重力)。4.2.2 热风炉壳体荷载应按表 4.2.2 的规定确定。表 4.2.2 热风炉壳体荷载序号类 别荷 载1永久荷载壳体自重、喷涂料重、拱顶内衬重、管道及内衬重、平台及支架自重 132可变荷载内衬膨胀压力、气体压力、风荷载、管道作用力、平台荷载、壳体内外温差10时的作用4.2.3 重力除尘器壳体荷载应按表 4.2.4 的规定确定。表 4.2.4 除尘器壳体荷载序号类 别荷 载1永久荷载壳体自重、平台重2可变荷载灰荷载、雪荷载、煤气压力、下降管推力、风荷载4.2.4 粗煤气

26、管道壳体荷载应按表 4.2.3 的规定确定。表 4.2.3 粗煤气管道壳体荷载序号类 别荷 载1永久荷载壳体自重、耐热涂料或砌筑耐热砖重、平台及设备重2可变荷载平台荷载、灰荷载、雪荷载、煤气压力、壳体温度 100的作用、风荷载、不均匀沉降作用 145 材材 料料5.15.1 钢钢 材材5.1.1 钢材选用，应根据壳体结构的重要性、结构形式、荷载情况、应力特征、设计温度、腐蚀介质特性和钢板厚度等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号。5.1.2 高炉(不含炉底板)、热风炉和五通球壳体结构的钢材应具有 0冲击韧性合格保证。其它壳体结构的钢材宜具有常温冲击韧性合格保证。高炉壳体结构的钢材碳当量(CEV)宜不大于0.42%或焊接冷裂纹敏感性指数(Pcm)宜不大于 0.26%，其熔炼分析值可按附录 B 中公式 B.1.2-1、B.1.2-2 计算。5.1.3 高炉壳体结构的钢材宜采用 Q355C 钢、Q390C 钢、Q390D 钢和附录 B 中的壳体结构专用钢材。对有效容积 1200m32000m3级高炉的壳体结构，可采用 Q355C 钢、Q390C 钢、Q390D 钢。高炉底板可用 Q355B 钢。5.1.4 热风