style="width:2.98682in;height:0.68002in" /> (1) 本文是学习GB-T 31553-2015 外热风冲天炉. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了外热风冲天炉的型式和基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、包装标志等。
本标准适用于铸铁熔炼用外热风冲天炉(以下简称冲天炉)。
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GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 985.1 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口
GB/T 985.2 埋弧焊的推荐坡口
GB/T 1184—1996 形状和位置公差 未注公差值
GB/T 1804—2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T 3098.1—2010 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱
GB 5226.1 机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件
GB/T 8729 铸造焦炭
GB/T11345 焊缝无损检测 超声检测 技术检测等级和评定
GB/T 13306 标牌
GB/T 16938 紧固件 螺栓、螺钉、螺柱和螺母 通用技术条件
GB 20905—2007 铸造机械 安全要求
GB 21501 冲天炉与冲天炉加料机 安全要求
GB/T 23570 金属切削机床焊接件 通用技术条件
GB/T 23571 金属切削机床 随机技术文件的编制
GB/T 25370 铸造机械 术语
GB/T 25371 铸造机械 噪声声压级测量方法
GB/T 25711—2010 铸造机械 通用技术条件
GB/T 31552 铸造机械 型号编制方法
JB/T 5000.12 重型机械通用技术条件 第12部分：涂装
GB/T 25370 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
长炉龄冲天炉 ong campaign cupola
用水冷却炉壁和风口，能连续熔炼七天以上的冲天炉。
3.2
单班制冲天炉 ingle shifting cupola
用耐火材料砌筑炉衬，能连续生产8 h 的冲天炉。
GB/T 31553—2015
3.3
两班制冲天炉 ouble shifting cupola
通常为薄炉衬，通过水冷却炉壁可连续熔炼16 h 以上的冲天炉。
3.4
薄衬冲天炉 thin-lining copula
通过砌筑一薄层耐火材料和水冷炉壁相结合来保护炉壁的冲天炉，熔化带处炉衬的初始厚度接近
水冷条件下的炉衬平衡厚度。
3.5
无炉衬冲天炉 liningless cupola
熔化带处不砌筑炉衬，用水来冷却炉壁，生成凝渣以保护炉壳的冲天炉。
3.6
外热风冲天炉 external-combustion hot-blast cupola
利用排出烟气中一氧化碳或其他燃料在炉身外设置的燃烧室内燃烧热量加热送风的冲天炉。
3.7
顶置外热风冲天炉 overhead type external-combustion
hot-blast copula
把燃烧室设置在加料口上部的一种外热风冲天炉。
3.8
旁置外热风冲天炉 side-lay type external-combustion
hot-blast copula
把燃烧室置于炉体外部，通过管道引入炉气的一种外热风冲天炉。
3.9
总风口比 total tuyere ratio
风口总面积和风口处炉膛横截面积的比值。
3.10
有效高度 effective hight
第一排风口中心线至加料口下沿的距离。
3.11
低质炉料 low-quality feeding
炉料中非金属杂质含量15%以上的炉料。通常指钢铁冶炼产生的含铁废弃物，如高炉脱硫渣，氧
化铁粉尘，严重氧化的废钢等。
4.1 冲天炉按燃烧室安装位置可分为顶置式和旁置式。
4.2 冲天炉按炉衬可分为常炉衬、薄炉衬和无炉衬。
4.3 冲天炉按工作制可分为单班、两班和长龄。
4.4 冲天炉按热风的热量来源可分为烟气余热和外加燃料。
4.5 冲天炉按换热器换热方式可分为管壁换热和蓄热介质换热。
GB/T 31553—2015
表 1 冲天炉基本参数
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5.3 冲天炉的型号应按GB/T 31552 的规定编制。
6.1.1 冲天炉应符合 GB/T 25711—2010
的规定，并应按照按规定程序批准的图样及技术文件制造。
6.1.2
冲天炉的参数应优先选用表1规定的参数；特殊型式和参数应按技术协议确定。
6.1.3 配置的电气系统应符合GB 5226.1 的规定。
6.1.4 冲天炉的标牌应符合 GB/T13306 的规定。标牌的内容至少应包括：
a) 产品名称；
b) 产品型号；
c) 冲天炉熔化率；
d) 制造厂名；
e) 制造日期。
6.1.5
随机技术文件应包含产品使用说明书、产品合格证和装箱单。随机技术文件的编制应符合
GB/T 23571 的规定。
6.2.1
冲天炉金属外表面应涂有防腐蚀层，涂层应均匀完整、无漏漆、腐蚀现象，炉体内表面应用防锈
底漆涂刷。
6.2.2 设备外表面应平整、光洁，不应有凹凸、裂缝等缺陷。
6.2.3 冲天炉的外观应符合 GB/T 25711—2010第5章的规定。
GB/T 31553—2015
6.3.1 冲天炉的炉底板不应有裂纹。
6.3.2 冲天炉应装有可靠的堵出铁口机构。
6.3.3 冲天炉空气预热器及热风管外表面应用耐火、热绝缘材料包覆。
6.3.4 应保证过桥和前炉接口处对接良好。
6.3.5 冲天炉的炉身应选用锅炉钢制造，其余部位应选用力学性能不低于
Q235A 钢材制造。换热器
主要部件应用耐热不锈钢或耐热碳钢制造。关键部位选用钢板的最小厚度不应小于表2的规定。
表 2 选用钢板的最小厚度
单位为毫米
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6.3.6
冲天炉应有炉底板框架。底板允许采用铸钢件或型钢框架，联结法兰允许采用铸钢件或型钢。
6.3.7 炉壳连接法兰所用螺栓规格和数量不应低于表3的规定，其性能应符合
GB/T 3098. 1—2010 中
规定的4.8级要求。
表 3 炉壳连接法兰所用螺栓规格和数量
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6.3.8 连接法兰的直径尺寸偏差应符合 GB/T 1804—2000 中 m
级的规定，每段炉壳母线与法兰端面
的垂直度不应大于每段炉壳高度值的0.2%。
6.3.9 炉壳内径公差及圆度公差见表4。
表 4 炉壳内径公差及圆度公差 单位为毫米
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6.3.10
采用密封冷却水套和水冷风口时，应进行耐压试验，冷却水套的试验压力为0.4
MPa, 保压时间 为10 min, 水冷风口的试验压力为1.2 MPa, 保压时间为30 min。
6.3.11 采用密封冷却水套和水冷风口时应在相应位置设置水温监测口。
6.3.12 冲天炉应在其相应位置设置热风温度监测口。
6.3.13
风口冷却水系统应顺畅无阻碍、无泄漏，阀门及检控元件动作应正确可靠。
GB/T 31553—2015
6.3.14 水冷风口在炉体上安装、拆卸应方便。
6.3.15
冷却水在风口水冷腔内流动应顺畅，无涡流，冷却均匀，水冷风口应无局部过热现象。
6.3.16
无炉衬冲天炉炉身、换热器、烟气和热风管道、水冷风口的焊缝应采用连续焊缝，焊缝坡口的基
本型式及尺寸应符合 GB/T 985.1 和 GB/T 985.2
的规定。对接焊缝应均匀、平整，高出被焊零件表面 不应大于2 mm。
焊缝中不应有夹渣、裂纹等缺陷。焊接质量应符合GB/T 23570 的要求。
6.3.17 所有连接螺栓、螺钉应符合 GB/T 16938 的规定。
6.3.18 机械加工零件的未注公差尺寸的极限偏差应符合GB/T 1804—2000 中规定的
m 级要求，形状 和位置公差应符合 GB/T1184—1996 中规定的12级公差要求。
6.3.19 冲天炉尺寸允许偏差应符合 GB/T 1804—2000 中规定的V 级公差要求。
6.3.20 换热器应设置热应力补偿装置。
6.3.21 换热器使用的高温漆应符合JB/T 5000.12 的规定。
6.3.22 换热器外部应包敷保温材料，保温材料的安装应稳固、整洁。
6.3.23
应设置对于热风温度、烟气温度、风量、风压、冷却水压力、温度等参数的监控装置。换热器的
温控装置应能及时反映和控制烟气和空气的进入温度和排出温度。
6.3.24
5管式换热器应设置自动清灰装置。单班制生产的换热器可设置人工清灰装置，人工清灰装置
应保证清灰操作安全、方便。清灰装置不应对换热器性能产生不良影响。
6.4.1 冲天炉安装时，所有炉壳法兰、风管法兰、阀之间应添加密封材料。
6.4.2
冲天炉炉腿与炉底板、炉底板与炉体以及炉体各节、炉腿与安装地基的联结应牢固、可靠。
6.4.3 采用钢质炉腿时，应在炉腿下部加设隔热保护套。
6.4.4 冲天炉上端应留有配备辅助固定的连接位置。
6.4.5
冲天炉整体结构应稳定、牢固，安装后加料口以下的炉身中心偏差不应大于炉身高度的0.2%。
6.4.6 水冷风口在炉体上应安装牢固，安装接合面不应有炉气泄漏。
6.4.7 送风和水冷系统应严密无泄漏。
6.5.1 冲天炉连续熔炼的时间：常炉衬冲天炉不应少于8
h;薄炉衬冲天炉不应少于16 h;无炉衬冲天 炉不应少于720 h。
6.5.2 冲天炉的熔化率应在额定熔化率±15%的范围内可控，并应能正常熔炼。
6.5.3 在使用符合 GB/T8729
二级焦炭和清洁炉料时，铁液出炉温度和总耗碳率应符合表5的要求。
表 5 铁液出炉温度和总耗碳率
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GB/T 31553—2015
6.5.4 正常熔炼时，热风温度不应低于表1的规定。
6.5.5 换热器送风温度达到400℃的平均热风升温时间：单班制冲天炉不应超过60
min; 两班制冲天 炉不应超过90 min;长炉龄冲天炉不应超过120 min。
6.5.6
冲天炉正常工作时，在设定热风温度条件下，热风温度波动幅度应在士25℃之间。
6.5.7
换热器应具有良好的保温性能，换热器保温包敷后，保温包敷层外表面温度不应高出环境温度
8℃。
6.5.8
换热器应有较高的换热效率，在入口烟气温度800℃、额定热风温度的条件下，换热器排烟温度
不应高于500℃。
6.5.9 炉渣中FeO 的质量分数不应大于4%。
6.5.10 水冷炉壁冷却水升温不应大于10℃,回水温度不应大于60℃。
6.5.11 水冷风口的冷却水升温不应大于6℃,回水温度不应大于50℃。
6.5.12 各观察窗、工作门、管路阀门应开启灵活、闭锁牢靠。
6.5.13 水冷炉壁和水冷风口应冷却均匀，无堵塞现象，冷却水应无飞溅现象。
6.5.14
冲天炉的加料口内应能保持负压操作，冲天炉正常熔炼时，不应有烟尘从加料口溢出。
6.6.1 冲天炉的安全应符合GB 21501和 GB 20905—2007 的要求。
6.6.2
设有高空作业平台的冲天炉，应设置防护围栏和阶梯。作业平台和阶梯应符合GB
20905—2007
中第11章的规定。
6.6.3
冲天炉的风机应安置在隔音房内，以隔音房为噪声源，其等压连续声压级不应超过85
dB(A)。
6.6.4
冲天炉应配备除尘设备，经除尘后的冲天炉烟尘排放浓度不应超过国家和冲天炉用户当地环保
部门的规定。
6.6.5
换热器应设防爆燃装置，防爆燃装置应安全可靠，能有效防止爆燃对设备或人员造成的
损害。
6.6.6 换热器保温包覆严密，不应有高于50 ℃的金属结构露出保温层。
6.6.7
可能需要人员进入的换热器空间结构，应符合人机工程学的原则，应保证人员方便、安全地进出
和操作。
6.6.8
设备表面应光洁平整，不应有可能对人员造成伤害的裂纹、尖棱、毛刺等缺陷。
6.6.9 水冷风口表面在使用中粘附的铁、渣不应损坏风口结构并应易于清除。
7.1.1 应按有关冲天炉熔炼工艺规程进行操作。
7.1.2 冲天炉熔炼所需风量、风压应符合产品设计的要求。
7.1.3
焦炭、熔剂、生铁、铁合金等材料的成分、性能及其他质量指标，应符合现行标准的规定。
7.1.4
所有金属炉料，料块最大直线尺寸应小于加料口处炉膛最小直径的三分之一。单块金属炉料最
大质量见表6。
GB/T 31553—2015
表 6 金属炉料单块质量
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7.1.5 废钢的厚度应为3 mm～30 mm。
7.1.6 铁合金的块度应为20 mm～50 mm。
7.1.7 应清除炉料中的锈蚀和泥沙等杂质。
焊接质量检验应按 GB/T 11345 进行测定。
以隔音房为噪声源，按 GB/T 25371 进行测定。
用热电偶在换热器排烟管检测，检测点应在距换热器外表面300 mm
、与排烟管内壁的距离不小于
三分之 一 管径处。
用热电偶在风箱内检测，测点距风箱内壁不应小于风箱截面最小尺寸的三分之
一 处。记录从开炉
送风开始到热风温度达到(400±to)℃ 经 过 的 时 间(to
为检测现场的环境温度，"+"号用于 to>0℃;
" 一 "号用于to\<0℃), 即为热风升温时间。
用热电偶在风箱内检测，测点距风箱内壁应不小于风箱截面最小尺寸的三分之
一 处，在达到6 . 5 . 5
中规定的热风升温时间后，开始测温，测温时间不应少于热电偶测温仪的响应时间。
正 常 熔 炼 2 h
后，保持熔炼工艺参数稳定，按表1调定热风温度，连续记录风温的变化，记录不应少
于3次，每次不应少于1 h 。 按式(1)计算平均热风温度波动△t:
style="width:2.98682in;height:0.68002in" /> (1)
style="width:3.84004in;height:0.6732in" />
style="width:4.08012in;height:0.66in" />
style="width:5.4601in;height:0.68662in" />GB/T 31553—2015
式中：
t;— 各次测得的温度，单位为摄氏度(℃);
to— 调定的热风温度，单位为摄氏度(℃);
n — 检测次数。
记录开炉送风开始至停风打炉期间内的熔炼时间t 和熔炼的铁液总量M。
按式(2)计算一个熔炼
炉次的平均熔化率q 。
允许测试熔炼期间一段时间内的平均熔化率，测试时间应不少于4 h, 期间不应
间断送风。
q:=Mr/(t—t₀) ………………………… (2)
式中：
M₁— 熔炼的铁液总量，单位为吨(t);
t —— 熔炼时间，单位为小时(h);
to — 检验期间内的送风间断时间，单位为小时(h)。
冲天炉熔炼正常时，将前炉内铁液放净，在距出铁口300 mm
处出铁槽中用快速热电偶检测后续流 出铁液的温度。以后每间隔30 min
测温一次，测温次数不应少于6次，取各次测得温度的算术平均值
为铁液的平均温度。
在一个熔炼班次内，休风时间不超过1 h,
记录消耗的总焦炭量和熔化的总铁液量，使用低质炉料
记录熔化的炉料量。按式(3)计算总耗碳率；休风时间超过1 h,
记录检验期间实际消耗的焦炭量和熔
化的铁液量或炉料量，按式(4)计算总耗碳率。记录期间应满料操作。
式中：
k —
K
Kc—
w(C)——
………… (3)
………… (4)
总耗碳率，%;
1 个熔炼周期内入炉总焦炭质量，单位为千克(kg);
打炉残焦质量，单位为千克(kg);
焦炭中固定碳质量分数，%;
M —— 总铁液量，单位为千克(kg);
L — 1 个熔炼周期内入炉铁料总质量，单位为千克(kg);
Lc — 打炉残铁质量，单位为千克(kg);
L」 — 记录期间熔化炉料质量，单位为千克(kg);
Kj —— 记录期间入炉焦炭质量，单位为千克(kg);
Mj —— 记录期间熔化铁液质量，单位为千克(kg)。
炉渣中 FeO
含量的检验应在开炉后热风达到额定温度后开始取样，每次取样间隔时间不应少于
0.5h,
取样次数不应少于3次，按常规化学分析法对试样进行化验，取各次化验结果的算术平均值为炉
渣中FeO 含量。
GB/T 31553—2015
8.1.1
每台冲天炉应经制造厂质检部门检验合格，并附有产品质量合格证明书方可出厂。
a) 制作材料；
b) 结构型式及几何尺寸；
c) 焊接质量；
d) 部件安装质量；
e) 防护材料涂挂质量；
f) 外购配套件质量；
g) 外观质量。
8.2.1 有下列情况之一时，应进行型式检验：
a) 新产品或老产品转产的试制定型鉴定时；
b) 正式生产后如结构、材料、制造工艺有较大改变时；
c) 正常生产时应每两年进行一次；
d) 停产1年以上恢复生产时；
e) 国家质量监督机构提出型式检验要求时。
8.2.2 型式检验时每次检验样品的数量为当月产量的10%,但不应少于1台。
8.2.3 型式检验项目为本标准规定的全部项目，所检项目应全部合格。
8.2.4 当制造厂不具备型式检验条件时，允许在用户现场进行检验。
9.1 冲天炉的包装储运图示标志应符合 GB/T 191 的规定。
9.2
冲天炉炉体可按结构拆成部件运输，部件的尺寸应符合装卸和运输工具的要求。
9.3
细长构件允许捆扎运输，但应捆扎牢固，并在每捆明显处标注名称、数量、代号。
9.4
运输的每件物品应稳定地固定在运输工具上，并作必要的支撑和衬垫，避免在运输中受到挤压、
碰撞。
9.5 产品存放时，应作防锈处理；避免杂物进入产品不易清理的内腔。
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