炉体钢板

1、工业炉钢结构工程所采用的钢材，包括不锈钢等要求耐氧化、耐热的材料，应具有质量证明书，并应符合设计的要求。当对钢材的质量有疑义时，应按国家现行有关标准的规定进行抽样检验。

2、钢结构工程所采用的连接材料和涂装材料，应具有出厂质量证明书，并应符合设计的要求和国家有关标准的规定。

3、使用的所有材料均应是全新的可以焊接的材料，不得有有损其使用的制造缺陷和外观缺陷，不得有油漆锈迹和氧化铁皮。

4、使用的钢板应当平直、无疤痕和明显变形，外观良好，厚度均匀。钢板规格应注意选配，尽量减少焊缝。

5、型钢应当在使用前矫直，除图上正常考虑的情况外，型钢不允许对焊成型。

1、焊工应经过考试并取得合格证后方可从事焊接工作。合格证应注明施焊条件、有效期限、焊工停焊时间超过6个月，应重新考核。

2、焊接时，不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和受潮结块的焊剂及已熔烧过的渣壳。

3、焊丝、焊钉在使用前应清除油污、铁锈。

4、焊条、焊剂使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙。保护气体的纯度应符合焊接工艺评定的要求。低氢型焊条经烘焙后应放入保温筒内，随用随取。

5、施焊前，焊工应复查焊接接头质量和焊区的处理情况。待焊接的边缘两边至少15mm范围内应保持干净，无锈迹、渣子、油漆或油污。当不符合要求时，应在修整合格后方可施焊。

6、焊接时，焊工应遵守焊接工艺，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。 对接焊缝应当完全焊透，焊缝尺寸与钢板厚度相一致。如焊缝机械强度需要，角焊缝内侧也可以加上间断焊缝。原则上搭接焊缝搭接的宽度应为较薄钢板厚度的四倍。圆筒形壳体的纵向焊缝不允许用搭接焊缝。

7、多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，如发现有影响焊接质量的缺陷，应清除缺陷后再焊。

8、定位焊所采用的焊接材料型号，应与焊件材质相匹配；焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，且不应大于8mm；焊缝长度不宜小于25mm，定位焊应在焊道以内，并应由持焊工合格证的焊工施焊。定位点焊也应象常规焊接一样在能避风雨的室内进行。

9、焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理。

10、焊缝同一部位的返修次数，不宜超过两次。当超过两次时，应按返修工艺进行。

11、焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。检查合格后应在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。

12、碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成焊接24h以后，方可进行焊缝外观及内部质量的检验。

炉体钢板是锅炉制造中非常关键的材料之一，主要是指用来制造锅炉中的锅壳、锅筒、集箱端盖、支吊架等重要部件用的热轧专用碳素钢和低合金耐热钢中厚钢板材料。炉体钢板常常处于中、高温和高压状态下工作，除承受较高温度和压力外，还受到冲击，疲劳载荷及水和气的腐蚀，工作条件较差。如果锅炉在使用过程中发生破坏性事故，将会造成严重的损失。因此炉体钢板必须具有良好的物理性能、力学性能和可加工性，并在材料标准的技术条款中给予严格的规定，以满足其使用中的安全。

炉体钢板根据材料分类

炉体钢板可分为专用碳素钢板和低合金耐热钢板两类。炉体钢板所用的材料对化学成分，特别是对磷、硫等有害元素和铬、镍、铜等残余元素有严格的控制；冶炼时还应进行良好的脱氧和去除非金属夹杂物，以保证良好的塑性和韧性；组织结构要求均匀，晶粒度控制在一定范围内（通常希望晶粒度在3～7级之间）；对表面质量和内部缺陷也有严格的要求；此外常温和高温力学性能必须保证。在GB713-1997《锅炉用钢板》标准中明确规定应采用炉外精炼方法冶炼锅炉用钢。

炉体钢板根据工作条件分类

炉体钢板可分为制造室温及中温承压部件钢板和制造高温承压部件钢板两大类。室温及中温（蠕变温度以下）用炉体钢板，大多采用碳素钢，包括碳钢、碳锰钢、碳锰硅钢等，即GB713-1997《锅炉用钢板》中的20g、22Mng、16Mng、19Mng钢，以及ASME SA-515/SA-515M《中高温压力容器用碳钢板》、SA-299/SA-299M《压力容器用碳锰硅钢板》等。主要用于制造锅炉的锅筒、中温以下集箱端盖等承压部件。要求其应具有较高的室温强度；良好的冲击韧性和较低的缺口敏感性；由于锅筒等部件在加工时需要大量的冷变形，因此还要具有良好的时效韧性；另外还要具备良好的加工工艺性和焊接性能；以及良好的低倍组织等。

高温（蠕变温度以上）用炉体钢板，一般采用低合金耐热钢，常用有铬钼钢、铬钼钒钢、铬钼钨钢等。例如GB713-1997《锅炉用钢板》中的15CrMog、12Cr1MoVg，以及ASME SA-387/SA387-M《压力容器用铬-钼合金钢板》中的Gr22、Gr91和ASME SA-1017/SA1017-M《压力容器用铬-钼-钨合金钢板》中的Gr23、Gr911、Gr122钢等。主要是用以制造高温集箱封头端盖、蒸汽管道堵板等高温承压部件。要求其必须具有足够的高温持久强度和持久塑性；良好的高温组织稳定性；良好的高温抗氧化性（耐热性）；以及良好的冷热加工工艺性（主要指冷弯变形和可焊接性）等。

1、钢结构安装应按施工组织设计进行。安装程序必须保证结构的稳定性和不导致永久性变形。

2、安装前，应按构件明细表核对进场的构件，查验产品合格证和设计文件；工厂预拼装过的构件在现场组装时，应根据预拼装记录进行。还应清除其表面上的油污、冰雪、泥沙和灰尘等杂物。

3、钢结构安装过程中，制孔、组装、焊接、螺栓连接时均应符合本《技术要求》的有关规定。

4、安装钢架时，宜先在框架或柱子的适当位置上划出基准标高线；找正框架或柱子时，应根据厂房的标高基准点测定各框架或柱子上的基准标高线。该标高线应作为以后安装炉子部件、构件和检测时的基准。

5、钢构件在运输、存放和安装过程中应防止损坏涂层损坏。结构面层涂装应在安装完成后进行。

6、钢结构安装前应对建筑物的定位轴线、基础轴线和标高、地脚螺栓位置等进行检查，并应进行基础检测和办理交接验收，并应符合下列规定：

1）基础混凝土强度达到设计要求；

2）基础周围回填夯实完毕；

3）基础的轴线标志和标高基准点准确、齐全。

在电炉内，由于电弧放出的高温使炉料熔化和进行还原反应而生成合金。炉体内由炉衬构成圆桶形炉膛，三相电极呈正三角形垂直布置在炉膛上部。电极下部是主要反应区，电能通过电弧和电阻转化为热能。炉膛直径、深度、电极与炉膛的相对位置等几何尺寸对炉内电流分布和温度分布影响很大。由于反应温度高达2000℃以上，炉体的容积一般大于反应的空间，使反应区与炉衬之间留存一层炉料，用以保护炉衬。

炉体由炉壳、炉衬和出铁口等组成。炉壳大部分为圆桶形或倒锥形，用16～25mm厚的锅炉钢板焊接制成，并装设水平加固圈和横竖加强筋加固。出铁口流槽用钢板焊接或铸钢制成。

炉体采用炭砖砌筑的炉衬，要求在炉壳的焊接接口处必须焊上薄钢板以密封接缝，以防止炉壳受热后接缝松开，漏入空气而使炭砖氧化。炉壳的底面是水平的，固定式炉子的炉体浮放在间隔布置的工字钢梁上，这样在受热时，炉壳和工字钢梁都能自由膨胀而不互相影响。工字钢梁之间形成炉底的空气通道，有利于炉底冷却。

炉体炉壳

炉壳是立式退火炉重要设备之一，也是隔绝炉内气氛与外界气氛的主要屏障，使带钢在相对独立的环境中实现热处理功能。炉壳是耐火材料的主要载体，包括炉底的轻质隔热砖，侧墙及顶部的陶瓷纤维，还有实现耐火材料固定的锚固钉及保护板都是炉壳的主要组成部分。炉壳也是全部炉体设备的支撑架，包括炉辊、辐射管、燃气系统、冷却系统、保护气体系统、温度控制系统、纠偏系统、摄像头等都是固定安装在炉壳上。在冷却段，炉壳与风箱还可设计为一体，实现炉壳风箱一体化，简化了设备结构，实现了两种功能。其炉壳结构布置见右图1。

（1）辊室区域炉壳。辊室区域的炉壳位于炉子的顶部和底部，炉壳上安装的附件较多，如辊盖、顶盖、检查孔、板温计孔等设备，对于辊室炉壳的制作和安装形式，目前有两种方式：第一种是单片式结构，就是将顶部炉壳以片状结构制作，并在现场进行拼装。这种单片式结构有利于批量运输，但是给现场的安装留下了很大的工作量；第二种是箱式结构，就是将单片制作的侧板、顶板进行预组装，形成一个箱式整体，内部的锚固钉可预先焊接，并可对部分相关的安装尺寸进行校核修正，这样就减少了现场的施工量和校正工作。但是箱体结构成型后体积较大，不利于运输。

（2）辐射管区域炉壳。辐射管区域炉壳位于炉子传动侧和操作侧，立面安装，壳体上主要有辐射管的安装法兰，以及取样孔、热电偶孔等辅助装置。对于侧板的制作和安装，一般采用单片式制作和安装，非常有利于批量运输。

（3）顶板和底板。顶板位于炉子顶部，水平安装，以炉子侧板为支撑。壳体上主要有顶盖安装法兰、检查孔（穿带孔）、排气管道、板温控制仪孔等设备。

底板位于炉子的底部，水平铺设在炉子的钢结构上，以加热段中部作为固定端可向两端进行自由滑动，炉底板设计有底盖的安装法兰。

（4）炉子顶盖。炉子顶盖位于炉子顶部，是异常情况下人员对设备进行处理的进出口，或者是定期对炉内设备进行检查的进出口。顶盖设计有较厚的钢制法兰，可采用平面高温硅胶密封或法兰止口高温硅胶密封，在与炉内高温气体接触的一侧，安装有具备隔热性的隔热陶瓷纤维，并用锚固钉和保护板进行固定。

（5）炉子底盖。炉子底盖位于炉子底部，是异常情况下检修人员对设备进行处理的进出口，或者是检修人员定期对炉内设备进行检查和清理的进出口。底盖由较厚的钢制结构支撑，采用止口高温硅胶密封，在与炉内高温气体接触的一侧进行安装。采用具备隔热性能的隔热砖砌筑，并用锚固钉和保护板进行固定。

（6）炉子辊盖。炉子辊盖位于炉子两侧的炉辊区域，用于炉辊的拆装，辊盖一般由较厚的钢板制成，采用平面高温硅胶密封，与炉内高温气体接触的一侧，安装有具备隔热性能的隔热陶瓷纤维，并用锚固钉和保护板进行固定。

炉体耐火材料及保护板

在退火炉炉内，由于带钢退火工艺的需要，加热炉炉内温度高达900℃以上，而炉外温度只有20-30℃，与室温相比温度差将近900℃，所以通过选择合适的耐火材料及相应的耐火材料厚度，就能保证炉内温度的稳定，降低热能损失，减少温度对外部设备的影响。目前在立式炉内一般采用两种类型的耐火材料：一种是含有氧化铝的陶瓷纤维，另一种是轻质隔热砖。

（1）陶瓷纤维。常用的陶瓷纤维密度为96kg/m³或128kg/m³，其质量较小，在立面施工中基本不受高度的影响，对炉壳及钢结构的承重影响也较小，可明显降低炉子的总体重量。其绝热性能也好，可减少炉内温度对外的热能损失。另外，低热容量也可以提高炉内温度控制响应的及时性。较好的稳定性，可使陶瓷纤维在长寿命下性能恒定。由于陶瓷纤维易加工和成型，所以使其制造和施工也容易，方便。目前主要用于炉侧墙、炉顶、炉顶盖、辊盖等设备的隔热保温。但是其纤维结构的特殊性使之不耐压也不耐碰撞，故无法抵御炉内的强气流冲刷，使用时必须加以保护。

（2）轻质隔热砖。轻质隔热砖有较低的热导率，可有效地减少炉子的热能损失，较低热容可以提高炉内温度控制响应的及时性。轻质隔热砖较陶瓷纤维的密度大，使之具有一定的耐压耐冲击性，标准的尺寸易于施工和砌筑。例如常用的TJM23，使用温度为1260℃，密度约为500kg/m³，而TJM26，使用温度为1425℃，其容重可达到800kg/m³，主要用于炉底结构及底盖的隔热。炉子底部耐火材料结构见下图2。

（3）不锈钢保护板及锚固钉。不锈钢保护板是对耐火材料进行保护、防止气体对陶瓷纤维冲刷的屏障，也可减少人或其他物体对耐火材料的冲击。因增加了其抗冲刷性，就减少了耐火材料散落、扩散、附着在设备或带钢上的机会，由此提高了带钢的表面质量。根据不同的使用温度其不锈钢材质有所不同，在低温区一般选用AISI304或AISI410材质的不锈钢板，在高温区则选用AISI309或AISI310材质的不锈钢板，通常不锈钢板使用厚度在0.8- 1mm之间，通过焊接在炉壳上数以万计的锚固钉进行固定，将其铺设在陶瓷纤维及轻质隔热砖表面，可防止带钢跑偏对耐火材料的刮擦，减少保护气体对陶瓷纤维的冲刷，增强陶瓷纤维的抗压性。

炉体炉体钢结构

炉体钢结构提供炉子的全部支撑，并且要满足退火炉与支撑机构间的膨胀要求，提供维修与操作的通道（包括通往合金化炉的多层通道）。

退火炉钢结构主要包括支撑结构、平台、梯子及栏杆等。退火炉钢结构由结构钢经高强螺栓联结和焊接而成。在退火炉的传动侧有活动平台，以方便厂房吊车拆装炉辊和辐射管。平台均为自立式，平台不与炉壳连接。退火炉钢结构也要满足预热段循环通道和快冷段循环通道布置的要求。炉子底盖将考虑放置在传动侧的第二层平台下。炉体钢结构见右图3。