炼铁工艺炉壳体结构技术标准GB/T50567-2022

前言

公告

现批准《炼铁工艺炉壳体结构技术标准》为国家标准，编号为GB/T50567-2022，自2022年5月1日起实施。原国家标准《炼铁工艺炉壳体结构技术规范》（GB50567-2010）同时废止。

　　本标准在住房和城乡建设部门户网站（www.mohurd.gov.cn）公开，并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社有限公司出版发行。

住房和城乡建设部

2022年1月5日

前言

本标准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〔201938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编制完成的。

本标准在修订过程中，标准编制组开展了多项专题研究，进行了大量的调查分析;总结了近千年来我国壳体结构设计、施工和生产使用的实践经验;吸纳了近年来的科研成果∶与国外先进的标准规范进行了比较;与国内外相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。

本标准的主要技术内容是∶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、施工等。

本标准修订的主要技术内容是∶

1.将原第6章和第 7章修改为第6章~第9章，原第8章、第9章和第10章合并为第10章;

2.补充并调整了术语，删除了符号;

3.以第四强度理论屈服准则确定当量应力;

4.修订了许用应力取值原则;

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.修正了热风炉壳体炉缸段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洞之间的净距要求;

9.取消了热风炉壳体炉缸段与环板的T形连接方式;

10.增加了重力除尘器壳体支承结构的构造要求;

11.明确规定了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。

本标准由住房和城乡建设部负责管理，由中国冶金建设协会负责日常管理，由中冶赛迪工程技术股份有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送中治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标准》管理组（地址∶重庆市渝中区双钢路 1号∶邮编∶400013;邮箱∶kiglbgg@cis-di.com. cn)。

本标准起草单位∶中冶赛迪工程技术股份有限公司

中冶建筑研究总院有限公司

西安建筑科技大学

重庆大学

中治京诚工程技术有限公司

上海宝冶集团有限公司

山东省冶金设计院股份有限公司

太原钢铁集团公司

武钢中治工业技术服务公司

佐敦涂料（张家港）有限公司

中国十九冶集团有限公司

宝钢湛江钢铁有限公司

宝山钢铁股份有限公司

中冶南方工程技术有限公司

本标准主要起草人员;李书本李胜段斌李成智

钟炜辉聂诗东国忠岩曾凡峰

董经付张雪晶陈帅陈荣林

向红宇蒋正春田敏弋晓锋

陈炯方瑶婧陈佑明林祥海

郝际平崔佳卢立香尹登科

彭钟赵敬宇邓玉孙赵贺

陈建荣赵文周利清

本标准主要审查人员∶郭启蛟胡朝晖苏明周傅彦青

戴国欣王骏涛李树彬罗福盛

唐洪志苏威

1总则

1 总则

1.0.1 为规范炼铁工艺炉壳体结构设计与施工，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、改建和扩建的有效容积为1000m3～5000m3级的高炉、热风炉、重力除尘器、粗煤气管道壳体的结构设计与施工。

1.0.3 炼铁工艺炉壳体结构的设计与施工除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语

2 术语

2.0.1 高炉 blast furnace

一种在高温高压下将含铁原料连续还原成生铁的冶金专用窑炉，是当代炼铁生产的主体设备。用钢板作炉壳，壳内安装冷却设备并砌筑耐火材料内衬或壳外安装来壳式冷却设备并在壳内砌筑耐火材料内衬。高炉本体自上而不下分为封罩、炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸6部分。

2.0.2 热风炉 hot blast stove

将经鼓风机鼓入的冷风加热到一定的温度并送往高炉的热动力设备。热风炉系统由热风炉组及外部燃烧、送风系统管道阀门等工艺设施组成.通过对热风炉组内不同热风炉进行交替的燃烧蓄热、送风放热的换炉操作，实现对高炉的连续供风。热风炉本体为内部衬有耐火及隔热材料的承压钢结构壳体。热风炉本体内砌筑有裤热室、燃烧室及燃烧器等耐材结构。

2.0.3 除尘器 de-duster

用来脱除高炉煤气中所含粗粒粉尘的工艺设施。一般有重力除尘器、旋风除尘器等典型结构形式。

2.0.4 粗煤气管道 raw gas pipeline

导出高炉冶炼反应所产生的高炉煤气，将煤气送往煤气净化设施的大型煤气管道。由上升管、下降管、五通球或三通管组成。

2.0.5 一代炉役 campaign life

高炉从点火投产到停炉大修期间的实际运行年限，是壳体结构设计规定的结构或构件按预定目的使用的年限。

2.0.6 壳体结构 shell structure

中面为曲面且厚度i远小于最小曲率半径R 和平面尺寸的片状结构，可分为薄壳和中厚壳。炼铁工艺炉壳体结构的厚度与中

面最小曲率半径之比小于1/50，属薄壳结构。

2.0.7 当量应力 Jequivalent stress

由第四强度理论定义的用作任意应力状态下强度判据的组合应力。

2.0.8 许用应力 allowable stress

当量应力的许用极限。在工程结构设计中允许材料承受的最大应力值。

2.0.9 弹性分析 elastic analysis

按弹性失效准则分析结构丙方及位移。

2.0.10 弹塑性分析 elastic-plastic analysis

按材料塑性特征计算给定荷载下结构状态的方法。

2.0.11焊接 welding

通过电弧或气体火焰等加热并有时加压，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连接方式。

2.0.12_焊接工艺 welding process

制作焊件中所有与焊接工艺作业指导书相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

为验证拟定焊接工艺正确性的试验过程及结果评价。

2.0.14 蝶形封头 dished head

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 预组装 pre-assembly

为满足检验壳体安装质量要求而进行的组装。

2.0.16 壳体组装 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的工序。

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。

3基本规定

3 基本规定

3.0.1 壳体结构设计时，应根据工程实际情况选用材料、结构方案、焊缝质量等级和构造措施，并应满足工艺、制作、安装和生产过程中的强度和刚度要求。

3.0.2 在正常使用情况下，高炉一代炉役的工作年限不应低于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，应以第四强度理论屈服准则确定当量应力。荷载的作用效应采用标准组合，各部位的当量应力不应大于所规定的许用极限值。

3.0.5、壳体结构应进行整体弹性应力分析。当整体弹性应力分析不满足要求时，尚应进行局部弹塑性应力分析。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国家现行标准《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB50236、《钢结构焊接规范》GB 50661和《压力容器焊接规程》NB/T47015 的有关规定，并应符合本标准第10章的规定。

3.0.7 壳体结构的对接、T形对接与角接组合焊缝应焊透，焊缝质量等级应符合下列规定∶

1 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应为一级，纵向对接焊缝应为二级。

3 其他壳体结构的对接焊缝应为二级。

4 要求焊透的T形对接与角接组合焊缝应为二级。

3.0.8 壳体结构的除锈与涂装应符合下列规定∶

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的有关规定。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应为 Sa2，外表面应为 Sa2frac{1}{2},高炉和热风炉底板应为 Sa1。现场焊缝、涂层损伤处以及现场制作的零星小构件除锈等级应为 St3。

2 高炉、热风炉、粗煤气管道壳体内表面不应涂底漆，待安装完毕后应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应涂一道防锈底漆。

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1 道~3道，面漆宜刷涂或喷涂1道～2 道。高炉和热风炉的底板不应涂油漆。

4 壳体外表面耐热涂料涂层配套可按本标准附录 A 选用。

3.0.9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标准第10章的有关规定。