【其他行业标准】 冶金用全氢罩式退火炉

ICS 77.180
中华人民共和国黑色治金行业标准YB/T 4250—2011
治金用全氢罩式退火炉
Bell annealing furnace pure hydrogen for metallurgy2011-12-20发布
中华人民共和国工业和信息化部2012-07-01 实施
本标准由中国钢铁工业协会提出。前
本标准由冶金机电标准化技术委员会归口。YB/T4250—2011
本标准起草单位：江苏凯特尔工业炉有限公司、山东鲁阳股份有限公司、冶金工业信息标准研究院。本标准主要起草人：倪志荣、耿凯、刘彬、仇金辉、刘长蕾。本标准为首次发布。
1范围
冶金用全氢罩式退火炉
YB/T4250-—2011
本标准规定了冶金用全氢罩式退火炉（以下简称罩式炉术语和定义、分类代号及标记、技术要求、性能要求、检验项目方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等内容。本标准适用于冶金行业，以电阻加热、燃气加热为能源，以纯氢气作为保护气氛，对冷轧板带、不锈钢热轧板带、合金材料等进行退火的罩式炉，其他行业可参考执行。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB3323金属熔化焊焊接接头射线照相（GB/T3323—2005，EN1435：1997，MOD）GB/T3797电气控制设备
GB4824工业、科学和医疗（ISM)射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法GB50211工业炉砌筑工程施工及验收规范GB50235工业金属管道工程施工及验收规范GB50236现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50254电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50255电气装置安装工程电力变流设备施工及验收规范电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范GB50257
GB16297大气污染物综合排放标准GB/T13324热处理设备术语
GB/T10066.4电热设备的试验方法第4部分：间接电阻炉JB/T2851—1992（2009）工业电阻炉温度控制柜JB/T7629耐火纤维衬的设计和安装规范JB/T8195.11—2007间接电阻炉第11部分：RB系列罩式炉3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
全氢罩式退火炉pure bydrogen hell annealing指材料或工件在罩式炉中用纯氢气（H2含量≥993.2
罩式燃气炉bell gasfurnace
利用各种燃气燃烧产生的热量在罩式炉内对材料或工件进行加热的设备。3.3
罩式电阻炉bell resistance furnace利用电阻加热产生的热量在罩式炉内对材料或工件进行加热的设备。YB/T4250—2011
力热室遏度
指加热
或chamber
个规定点
温度。
内罩罩内温度innercovertemperature指堆放材料或工件的内罩中一个或几个规定点上的温度。3.6
炉温均匀度furnacetemperatureuniformity罩式炉在试验温度下的热稳定状态时，炉内的温度均匀程度。除非另有规定，炉温均匀度表示为：在规定的各个测温点上所测得的最高和最低温度，分别与在控温点上所测得的温度的差（各点温度值分别是同样次数测量的平均值）。没有特别说明时，指在空炉情况下。3.7
控温精度
指罩式炉在试验温度下的热稳定状态时控温点温度的稳定程度。3.8
主控热电偶MC therinocouple
从罩式炉炉座底部引人，位于内罩内部，供检测温度用的热电偶。3.9
control therinocouple
监控热电偶
从罩式炉加热罩侧壁引人，位于加热元件与内罩之间，供监测加热罩内温度用的热电偶。3.10
最大装载量maximumloading
罩式炉设计时规定的每一炉最多能装载的炉料重量，包括随被加热工件或与材料同时进炉的料筐、料盘等的重量。
工作区尺寸working dimension
罩式炉设计时规定的并在图样上标明、允许放置炉料的炉内空间尺寸。工作区尺寸必须在有效加热区范围内。
全氢保护气氛protectiveatmospherewithpurehydrogen用纯氢气（H2含量≥99.9%，0含量≤5×10-4%，露点≤一65℃）来保护加热炉料或工件，使之在加热时避免氧化而达到光亮的保护气氛。3.13
表面温升surface temperature rise罩式炉在最高工作温度下，炉体外表面指定范围内任意点的温度与环境温度的差。4分类、代号及标记
4.1分类
罩式炉按加热方式分为电阻加热和燃气加热。4.2代号
罩式炉代号——RB
燃气——Q
氢气——H2
4.3型号标记
4.4标记示例
口/口
口-0XO-H
保护气氨：氢气
工作区尺寸（cm）
最高工作温度
YB/T4250---2011
分类号：电阻加热省去不写，燃气炉表示为/Q(气）被处理材料类型代号，如：钢-G，铜及其合金-T罩式炉代号
a）有效装料尺寸为Φ2000mm，有效装料高度为4000mm，退火温度小于850℃，保护气氛为纯氢气的电加热罩式炉，其标记为：RBG/8-200X400-Hz；b）有效装料尺寸为Φ2200mm，有效装料高度为5200mm，退火温度小于750℃，保护气氛为纯氢气，加热方式为燃气的罩式炉，其标记为：RBG/Q7-220×520-H2。5技术要求
5.1设计
5.1.1罩式炉的设计应满足高效节能、安全环保、使用可靠、维护方便等要求。5.1.2罩式炉的设计应符合有关机电产品设计的各项基础标准和一般机械零部件等有关标准。5.1.3罩式炉应按运行在50Hz、三相四线380V交流电网下设计。控制电压为220VAC或24VDC。电气控制设备的设计应符合GB/T3797、JB/T2851的要求。对单位制、电源电压、频率等用户有特殊要求，可在合同技术附件中提出。5.1.4环境条件
罩式炉产品按以下使用环境条件设计：a）环境温度在5℃～50℃范围内；b）计算机室环境温度15℃～26℃范围内；c）使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值不大于90%；d）周围没有导电尘埃及能严重损坏金属和绝缘的腐蚀性气体。用户如有特殊要求时，可在合同技术附件中提出。5.1.5水质要求
罩式炉设备冷却水质要求见表1。表1对水质的一般要求
悬浮性固体/(mg/L)
碱度/（mg/L）
总硬度(CaO)/(mg/L)
氯离子/（mg/L）
硫酸离子/(mg/L）
含铁/(mg/L)
可溶性 SiO,/(mg/L)
溶解性固体/（mg/L）wwW.bzxz.Net
电导率/（uS/cm）
进水温度/℃
出水温度/℃
水压/Pa
外回路<60，内回路<2.5
平均：<20
最大：<60
5～35
(3～4)×105
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5.1.6液压系统
用于锁紧内罩与炉台的液压系统必须配备蓄能器、超压保护、欠压联锁报警系统，同一炉台必须有半数锁紧油缸配备单向阀，同一液压站必须配备两台油泵，以便备用或两台切换使用，确保罩式炉设备的操作安全。
5.1.7能源利用
罩式炉设备在设计中应在经济合理的条件下，采取可靠方法，如提高燃气的燃烧效率；减少排烟和散热损失，控制空燃比；或将炉内吹扫氢气不排放于室外，而引入炉内燃烧，取其能源等等，使罩式炉设备在使用中有尽可能高的能源利用率。在与用户签订技术协议时，应有各介质的能源消耗指标。5.1.8安全和环境保护
5.1.8.1罩式炉设备的设计、安装和使用应符合有关环保、安全标准、规程、法规中的要求。有关设计、安装和使用方面的安全和环境保护要求应编人用户手册。5.1.8.2建议用户在订购设备时，可提出对噪声、电磁干扰、发热等方面的运行环境的附加要求。5.1.8.3罩式炉设备的机械部分，如风机、液压等传动系统和吊装机构等，如在工作中有可能危及周围人员和设备的安全，应采取相应的安全措施。5.1.8.4对可燃气体，在罩式炉设计过程中，应考虑避免发生安全事故，在有可能发生事故时，应能预先给出报警，并能自动采取有效措施，避免事故的发生。5.1.8.5对罩式炉设备，用户应尽可能提供两路电源，避免停电。对出现停电或发生其他紧急事故时，用户应及时提供备用的安全氮气和事故水源，确保运行中的罩式炉设备处于安全状态。其质量要求和需要量应在用户手册中给定。
5.1.8.6除非有其他安全措施，电阻炉引出接线棒或引出线的接线端处应有安全保护罩壳。罩内的空间应足够大，以便于电源线的引入和不致受到损伤。罩壳和导线应能承受电阻炉在工作时所产生的热影响而不致损坏。
5.1.8.7废气排放应满足GB16297的相关规定。5.1.9设备组成
5.1.9.1主要组成
罩式炉主要由加热罩、冷却罩、内罩、炉台、传动机构、炉台阀站测量及电气自动化控制系统等部分组成。
罩式炉的炉罩和工作区呈圆柱体。炉罩可升降，炉台座固定。炉台座上配有炉气强循环用的高温风机和导风设施。内罩与炉座间采用硅橡胶密封圈。所有受热的机械部分和金属结构部分在设计时应考虑热膨胀、烧蚀、氧化、蠕变等的影响，以免在运行中因变形、开裂等而产生故障。5.1.9.2加热罩
加热罩主要由炉壳、炉衬、导向机构、加热系统和各种管道、阀门、测量控制系统等部分组成。上部封闭，下部开口。炉壳上应有起吊设施，必要时还应配备起吊指示标志。导向机构应确保加热罩与炉台座中心线重合。底部应设置密封设施。炉衬设计时必须根据炉子热工要求，正确选择耐火材料和隔热材料，以实现节能减排、减轻炉体重量的目的。正确设计炉衬结构、加热室及其他局部炉衬结构。炉衬材料质量应符合有关产品标准的技术要求。
耐火纤维炉衬结构的设计应按照JB/T7629的规定。并需根据罩式炉所用燃料的种类、炉内气氮、气流速度等选择耐火纤维和锚固件的种类和结构形式。用于含硫量大于10mg/kg的燃料时，壳体的内表面应涂防腐涂料，防腐涂料的最低工作温度应不小于175℃，涂料同时应覆盖部分锚固件，未覆盖部分的温度应在酸露点温度55℃以上，燃料中的含硫量超过500mg/kg时，应设置奥氏体不锈钢箔（或铝箔）作为阻气层，阻气层的位置应使得在所有操作工况下，阻气层处的温度至少高出计算酸露点55℃。两片4
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阻气层边缘应至少重叠175mm。耐火纤维分级温度应至少比热面温度或层间界面温度高280℃，罩内加热系统的设计布置应符合加热和炉温均匀度的要求。加热功率应合理，加热元件应可靠固定，以免加热后因位移、变形而影响其使用。燃气罩式炉应设置废氢气回烧系统，以节约能源，保护大气环境。5.1.9.3冷却罩
罩式炉应配备冷却罩，供加热后炉料快速冷却用。冷却罩由钢板和型钢焊接而成。其周围适当部位上应设有冷却风机，用来把外部冷空气引人罩内，把热空气排出罩外。顶部配有冷却水喷淋装置，空冷和水冷应能相互配合，以合理控制炉料冷却速度。
5.1.9.4内罩
内罩应选用合适的耐热钢材料制成，顶部是碟形封头，下部带有法兰和冷却水环的裙形结构，筒体为波纹结构，以增大传热面积、增强刚度和减少热应力，筒体的纵环焊缝必须进行20%X射线探伤检测和100%的渗透探伤检查，评定按GB3323标准Ⅲ级合格。内罩应配备足够强度的专用吊具或起吊环。法兰上的冷却水环应进行0.6MPa的水压试验，内罩法兰的平面度应不大于1mm，筒体垂直度应小于2%omm。在正常使用条件下，内罩的使用期限不小于两年。5.1.9.5炉台
炉台由炉座、耐热炉壳、耐火绝热层、强循环风机、导风循环机构及保护气进出气管道等部分组成。炉台底盘一般用型钢或钢板焊接而成，应有足够的强度和刚度，以承受炉罩和炉料的重量。炉座上设有密封槽和冷却水槽，其中水槽应以1.25～1.5倍的工作压力进行水压试验检查，无泄漏为合格。法兰平面度应不大于1mm。炉座内填有耐火绝热材料。炉座上应配备能承受炉内温度、载荷和气氛的导流系统和风机，供炉内保护气氛的强循环用。导流系统应由耐热钢材料制成，并用来支撑炉料，构成导风系统，便于炉气循环。在正常使用条件下，两年内不产生有碍正常使用的变形。
炉台风机应具有良好的密封和可靠的冷却。当风机因故停转时，应能自动切断加热系统。风机应经动平衡试验校正。风机的噪声应符合有关国家标准的规定。5.1.9.6炉台阀站
罩式炉应配备炉台阀站，每台阀站由煤气管路、氮气管路、氢气管路、冷却水管路、液压控制总成及管路组成。各介质管路上安装有控制阀门、压力、流量监测仪表等，信号需传送至计算机进行联锁控制。对煤气、氢气等危险气体管路的对接，应尽可能采取氩弧焊焊接方法，对接焊缝应进行20%X射线或其他代替方法的无损探伤检测，评定GB3323标准Ⅲ级合格。所有介质管路应进行酸洗或吹扫处理。阀站组装完成后可分部件检查管路系统的密封性能，检查方法可按第8.2.1条相关条款进行。5.1.9.7测量、控制和记录
5.1.9.7.1温度测量、控制和记录罩式炉应在加热室和料室分别配备温度测量用热电偶。位于料室内的热电偶是主控热电偶，位于加热室内的热电偶是监控热电偶。所选用的热电偶应满足其使用要求，其分度应符合相应国家标准的规定。
罩式炉应配备指示、控制和记录的温度仪表，其精确度为0.5级或更高等级的仪表，控制精度应达到±1.
罩式炉设备的温度控制应优先采用可编程序控制器自动控制或用温控仪表进行控制。当出现超温5
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时，应自动切断或调节加热热源，控制系统应同时发出报警。罩式炉设备的温度记录应优先采用计算机自动进行，也可用带记录的温度控制仪表。5.1.9.7.2压力测量、控制和记录罩式炉设备对各能源介质压力、料室压力等应配备测量用的各类压力仪表，如压力表、压力开关、压力变送器等。其精度等级为1.5级或更高等级。同时还应满足被测介质的压力范围、温度、黏度、腐蚀性、易燃易爆等要求。
罩式炉设备对燃气压力、保护气氛压力、仪表用气压力、液压系统压力、料室压力、设备冷却水压力等，应与自动化控制系统进行联锁、报警和控制，同时系统应自动进行记录。5.1.9.7.3流量测量、控制和记录罩式炉设备对各气氛：如吹扫氮气、氢气、燃气等，必须配备流量测量设备，其精度等级为1.5级高等级。对氮气、氢气的流量信号必须与自动化控制系统进行联锁报警，同时系统应自动进行记录。对其他介质流量用户如需进行测量、控制和记录，可在合同技术附件中提出。5.1.9.7.4物位测量、控制和记录罩式炉公辅设备如需对物位，如液压油位、水池水位等进行测量和控制，用户可在合同技术附件中提出。
5.1.9.7.5燃烧器控制与火焰监测对罩式燃气炉设备，燃气燃烧器必须具有集中式或分散式自动安全点火控制和火焰检测功能，必须具备火焰监测手段，应与计算机进行联锁报警控制。烧嘴控制应与温度信号进行联锁，可采用比例调节控制和脉冲调节控制等方法
用户如需对烟气成分进行测量、控制，可在合同技术附件中提出。5.1.9.8电气自动化控制系统
罩式炉电气自动化控制系统的一般要求应遵循本标准第5.罩式炉设备应配备一台或多台工业控制计算机，且须具备以下基本功能：a）对生产过程中各种被控参数进行巡回检测、越限报警、显示、制表等。b）对生产事故进行预报并及时处理和控制各种设备的自动启停。c）可实现生产过程最佳状态控制，构成复杂的调节系统，以提高产品质量、数量并降低成本。d）对生产过程实现全面自动管理和控制。用户如有特殊要求，可在合同技术附件中提出。5.1.9.9润滑
润滑系统的设计和结构应能承受所处位置温度的作用，防止气氛、材料等造成的污染。润滑点的位置应便于维护。在产品说明书中应提供所用润滑剂的类别、牌号和使用方法。5.1.9.10互换
罩式炉设备设计时应考虑零部件，特别是易损件的通用化，便于互换5.1.9.11 材料
罩式炉产品设计所选用的材料应根据其使用要求，经济合理地选择。对关键零部件的材料应提供质保书。5.2制造
5.2.1一般要求
罩式炉设备的制造应符合设计图纸，满足产品标准和有关技术文件的要求。5.2.2铸件和锻件
铸件和锻件应无影响罩式炉正常使用的夹渣、夹层、孔洞、裂纹等缺陷。表面应光洁美观。5.2.3焊接
焊接应符合有关焊接标准的规定。对于要求不漏水、不漏气或不漏油的焊接件，焊后应经检漏合格。6
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对充有易燃易爆等危险介质的零部件应进行无损探伤检测。检查方法应在焊接工艺文件中规定。5.2.4紧固件
所有螺钉、销钉、螺栓和其他紧固件，其紧固方式应能防止松劲，对那些拆卸或调节的紧固件，不得敲打、加楔或使之永久变形。
5.2.5表面
铸件、锻件、切割件、冲压件和焊接件的所有表面应加以清理，不允许有砂子、毛边、氧化皮、熔渣、焊瘤和其他有害的外来物质。外表面应平整、光洁、圆滑。5.2.6炉衬
5.2.6.1砖砌炉衬
所有灰浆的材料应与所粘接的耐火砖材质相适应，其施工质量及验收标准应按照GB50211的规定。5.2.6.2耐火纤维炉衬
耐火纤维炉衬所有纤维制品的质量和敷设方式应能承受包括风速在内的炉内各项工作条件。炉衬接缝应互相错开至少100mm。为了减少收缩，炉衬材料应经预热或预压缩，所有敷设用附件，包括吊挂加热元件用的附件，以及炉衬的敷设方式、镶嵌件的装配等，应按照JB/17629期不低于3年。
5.2.7管路系统
各种流体管路应妥为安装，安装验收规范应符合GB50235、GB50236要求，热空气管道和烟气管路应采用相应的保温隔热措施。
5.2.8互换性
同一批次的罩式炉在安装过程中，应保证设备间的互换性能。5.2.9涂装
罩式炉所有表面除不锈钢材料表面、各种仪表、阀门表面和有镀层、已油漆表面外均应涂装。受热表面应涂耐温油漆，其色标应符合相关标准规定。5.2.10电气、自动化控制系统
电气、自动化控制系统的盘、箱、柜内的元器件出厂时，应按JB2851或其他相关标准全部装配完成，方能出厂，有条件的应进行必要的通电检测试验，所有附属的变频器，控温仪表、模块、信号灯、开关等，凡能接线的都应在出厂前预先接好线，以便在用户现场完成各部分之间的接线和接上电源后就能投入运行。导线和接线端子应采用螺纹连接、压紧式连接或锡焊连接。螺纹连接应有防止松劲的措施。用锡焊连接时，接头在焊接前应先用机械方法固定，锡焊接时只能采用松香基焊料。操作站、工控机等出厂时，应进行必要的测试，操作程序文件应根据所处理的材料种类、规格等进行初步编制。
电气、自动化控制系统的安装应符合GB50254、GB50255、GB50257的规范。6性能要求
6.1罩式炉应满足最高温度的要求最高工作温度不超过750℃者，其工作温度是从300℃到最高工作温度；最高工作温度超过750℃者其工作温度是从500℃到最高工作温度。在工作温度范围内，罩式炉应满足第6.4和6.5条炉温均匀度和炉温稳定度的要求。6.2最大装载量
罩式炉最大装载量应满足合同技术附件中的要求。6.3加热能力
罩式炉的加热能力应满足供需双方的商定。考核加热能力的试验温度为最高温度。7
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6.4炉温均匀度
除另有要求外，罩式炉的炉温均勾度应不超过土5℃的范围。6.5表面温升
罩式炉在最高工作温度下的热稳定状态时，加热罩壳体的表面温升应符合表2的规定。操作手柄或手轮等的表面温升不超过环境温度加25℃。对局部超过上述温升并且操作人员易接近的部位应加以防护。表2表面温升
加热室最高工作温度/C
≤850
850~1000
≥1000
6.6密封性能
加热罩壳体外表面，不包括底部密封盘根附近，热交换器壳体、烟气出口处、烧嘴部位、电热合金引出孔及热电偶引出孔附近等部位。表面温升≤/℃C
环境温度+40
环境温度+45
环境温度+50
罩式炉设备在开炉前必须用氮气进行冷态密封性检查，在额定工作压力下，保压15min，其压降不得超过10kPa，压升不得超过5kPa。6.7噪声
罩式炉设备在止常运行条件下，在距地面高度1.5m，距设备边缘1m处检测，其噪声不得超过85dB，背景噪声不得计人。
6.8其他
罩式炉其他方面性能要求，用户可在合同技术附件中提出。7成套要求
除非另有要求，罩式炉设备应成套供应。每套罩式炉设备成套范围一般如下：加热罩
冷却罩
炉前阀站
电气自动化控制系统（包括软件）可供用户选择的范围如下：
对流盘（包括吊料对流盘、支撑对流盘）翻料机
减压站及其公辅管道
液压站及锁紧控制系统
排烟系统
电缆、桥架及穿线管等
供排水系统
氮气制取、氢气制取设备
备品备件等
8检验项目与方法
8.1检验项目
除非另有要求，罩式炉检验项目应包括冷态检验项目、热态检验项目。8
8.1.1冷态检验项目
一般检查；
b）安全检查；
电路检查，包括绝缘电阻、接电电阻和导通性检查；。仪表检验；
水路系统检查；
气路系统检查；
液压系统检查；
h）运动机构运转或动作情况检查；i）
联锁报警系统的检查；
自动化控制系统及程序检验；
k）冷态密封性能检验。
如用户另有要求，可在合同技术附件中提出。8.1.2热态检验项目
a）加热罩表面温升的测量；
b）炉温均匀度的检测；
c）加热能力检验；
运动机构运转或动作情况的热态检验；d)
自动化系统抗干扰的测量；
f）对环境污染的检测，其中包括：噪声检测和废气排放检测；g）能耗测量；
h）热态试验后的其他检查。
8.2检验方法
8.2.1冷态检验方法
8.2.1.1一般检查
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一般检查主要在制造厂完成。主要是根据合同技术附件要求，对设计、材料、加工精度等方面进行检查（特别对重要零部件）；检查罩式炉设备表面质量、装配质量、焊接质量、涂漆要求等；测量各零部件尺寸。
8.2.1.2安全检查
除另立检查项目外，罩式炉设备应遵循国家相关安全标准。主要应检查设备起吊安全、燃气管路及系统的密封性、氢气管道及系统的密封性、用电安全、危险气体的安全排放、避雷接地等安全措施。8.2.1.3电路检查
绝缘电阻的测量：般采用500V兆欧表测量。兆欧表应分别接在两个不同带电体之间，以及各带电体与所有外露的金属结构件之间，后者应连接在一起并接地。
对于可能经由炉衬短路的罩式炉设备，在测量绝缘电阻之前应把炉衬充分烘十并冷却到环境温度，导通性试验：在罩式炉设备安装完成后进行。对控制电路：在按电路图接好各电器元件后，分系统进行5次以上操作试验，应符合设计要求。对主电路：检查接线应正确、牢固（可用手拉动的方法检查确认）。8.2.1.4仪表检验
除非另有要求，罩式炉所有仪表(温度、压力、流量)均应购置在校验期的合格仪表，并具有合格证明。校验单位必须具备相应资质方可校检。9
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