DB13∕T 2270-2015 高炉用铸铁冷却壁.pdf

ICS 77.140.80 H 48 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 22702015 高炉用铸铁冷却壁 2015 - 11 - 06 发布 2016 - 01 - 01 实施 河北省质量技术监督局 发 布 DB13/T 22702015 I 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由沧州市质量技术监督局提出。 本标准起草单位：河北天宇高科冶金铸造有限公司。 本标准主要起草人：沈猛、杨海慧、铁金艳、刘迎春、张小明。 DB13/T 22702015 1 高炉用铸铁冷却壁 1 范围 本标准规定了高炉用铸铁冷却壁 （以下简称冷却壁） 的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和质量证明书等。 本标准适用于采用树脂砂、水玻璃砂、消失模等工艺生产的各种容积的炼铁高炉用铸铁冷却壁。 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。 GB/T 223.3 钢铁及合金化学分析方法 二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量 GB/T 223.4 钢铁及合金 锰含量的测定 电位滴定或可视滴定法 GB/T 223.11 钢铁及合金 铬含量的测定 可视滴定或电位滴定法 GB/T 223.46 钢铁及合金化学分析方法 火焰原子吸收光谱法测定镁量 GB/T 223.49 钢铁及合金化学分析方法 萃取分离偶氮氯膦 mA 分光光度法测定稀土总量 GB/T 223.58 钢铁及合金化学分析方法 亚砷酸钠-亚硝酸钠滴定法测定锰量 GB/T 223.59 钢铁及合金 磷含量的测定 铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝分光光度法 GB/T 223.60 钢铁及合金化学分析方法 高氯酸脱水重量法测定硅含量 GB/T 223.61 钢铁及合金化学分析方法 磷钼酸铵容量法测定磷量 GB/T 223.63 钢铁及合金化学分析方法 高碘酸钠（钾）光度法测定锰量 GB/T 223.64 钢铁及合金 锰含量的测定 火焰原子吸收光谱法 GB/T 223.68 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量 GB/T 223.69 钢铁及合金 碳含量的测定 管式炉内燃烧后气体容量法 GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分：室温试验方法 GB/T 231.1 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分：试验方法 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 1348 球墨铸铁件 GB 3087 低中压锅炉用无缝钢管 GB/T 6060.1 表面粗糙度比较样块 铸造表面 GB/T 6414-1999 铸件 尺寸公差与机械加工余量 GB/T 7216 灰铸铁金相检验 GB/T 8162 结构用无缝钢管 GB/T 8163 输送流体用无缝钢管 GB/T 8923.1-2011 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/T 9437 耐热铸铁件 GB/T 9439 灰铸铁件 DB13/T 22702015 2 GB/T 9441 球墨铸铁金相检验 GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证 JB/T 4730.5 承压设备无损检测 第 5 部分：渗透检测 JB/T 5000.3 重型机械通用技术条件 第 3 部分：焊接件 JB/T 11844 实型铸铁件表面质量评定方法 YB/T 4073-2007 高炉用铸铁冷却壁 3 产品分类 3.1 按冷却壁的结构形式分类：光面型冷却壁、镶砖型冷却壁、捣料型冷却壁。 3.2 按冷却壁的冷却水管排数分类：单排管冷却壁、多排管冷却壁。 3.3 按冷却壁冷却水管的截面形状分类：圆形水管冷却壁、非圆形水管冷却壁。 3.4 按冷却壁的本体材料分类：灰铸铁冷却壁、耐热铸铁冷却壁、球墨铸铁冷却壁。 4 技术要求 4.1 本体材料 4.1.1 冷却壁的本体材料可采用灰铸铁、耐热铸铁、球墨铸铁。如需方另有要求可协商确定。 4.1.2 力学性能应符合表 1、表 2 的规定。 表1 单铸试块（棒）的力学性能 牌号 抗拉强度 Rm MPa 屈服强度 RP0.2 MPa 伸长率 A % 布氏硬度 HBW （供参考） HT150 150 HT200 200 HTRCr 200 189288 QT400-18 400 250 18 120175 QT400-20 400 250 20 120175 表2 附铸试块的力学性能 牌号 抗拉强度 Rm MPa 屈服强度 R P0.2 MPa 伸长率 A % 布氏硬度 HBW （供参考） QT400-18A 370 240 12 120175 QT400-20A 14 4.1.3 冷却壁试块的金相组织应符合表 3 的规定。 DB13/T 22702015 3 表3 金相组织 牌号 石墨形态 球化等级（球化率） 石墨大小 铁素体含量 HT150 HT200 片状 A、B、C 型 36 级 QT400-18 QT400-20 球少量团 3 级以上（80%） 58 级 90% 4.2 冷却水管 4.2.1 冷却壁铸入冷却水管应采用符合 GB/T 8163 或 GB 3087 规定的无缝钢管制作，材质为 10 钢或20 钢。 4.2.2 不允许使用锈蚀等级达到 GB/T 8923.1-2011 中规定的 B、C、D 级的钢管。 4.2.3 冷却水管应由弯管机冷弯成形， 弯曲处不允许有皱褶、 起皮和伤痕， 冷却水管弯曲半径 R=(1.52)D(D 为钢管外径)，弯曲半径的尺寸公差为2mm，水管中心距公差为5mm。形状复杂的冷却水管，可进行局部的热矫形，但不允许有过烧现象及目视可观察到的裂纹。 4.2.4 冷却水管的铸入部分可设计为圆形、椭圆形、扁圆形等截面形状，但外露的水管截面应为圆形。非圆形截面水管应采用圆形水管弯制后用合适方法压制而成。 4.2.5 “U”形冷却水管不允许存在接头。蛇形冷却水管展开长度超过钢管的定尺长度时，允许进行对缝焊接，接头距离弯曲部位应大于 200mm 或处于相邻两个弯曲部位的中间位置。采用对焊焊接，焊接后应进行水压试验，水压试验合格后在接头处加焊保护套管。每一循环水管的接头数不得多于一处。 4.2.6 由于弯曲引起的管壁减薄率，对钢管直径60mm 的应小于管壁厚的 14，钢管直径60mm 的应小于管壁厚的 18%，弯曲部位的椭圆度应满足水管的通球要求。 4.2.7 冷却水管弯曲、压制成型后，应采用木球、尼龙球或金属球进行通球试验。对于圆形截面水管，球径为水管内径的 76%0.2mm。对于非圆形截面水管，球径为水管内切圆直径的 88%0.2mm。 4.2.8 水管弯制完成后，应对水管的弯曲部位抽样进行渗透探伤检验。 4.2.9 冷却水管进行水压试验的试验压力不应低于冷却壁的试验压力，保持 20min，不出现渗漏和冒汗现象为合格。 4.2.10 冷却水管表面应进行喷砂或抛丸除锈， 清理等级应达到 GB/ T 8923.1-2011 中规定的 Sa221级。除锈后进行防渗碳处理。防渗碳处理可以采用不同的工艺进行，但应保证防渗碳效果，检验方法和要求见附录 A。涂层厚度不允许超过 0.3mm，不允许有脱落和空缺。 4.3 焊接 4.3.1 冷却水管对焊接头及坡口型式与尺寸应符合 GB/T 985.1 的规定。 焊接工艺及对焊工的要求应符合 JB/T 5000.3 的规定。焊缝不允许存在未焊满、未焊透、裂纹、夹渣、表面气孔等焊接缺陷。 4.3.2 冷却水管接头处保护套管的焊接应符合 JB/T 5000.3 的规定。 DB13/T 22702015 4 4.4 其他铸入件 4.4.1 进出水管的保护管应采用符合 GB/T 8163 或 GB/T 8162 规定的无缝钢管制作，材质为 10 钢或20 钢。 4.4.2 其他铸入件（吊环、辅助吊耳、铸入螺栓、铸入螺母、预埋锚固件等）的材质应符合设计要求，铸入部分应进行除锈和防渗碳处理，按 4.2.10 的规定执行。 4.4.3 为了便于翻转和转运冷却壁，可根据需要在冷却壁上铸入辅助吊耳，材质为低碳钢，铸入工艺应符合 4.4.2 的规定。 4.5 冷却壁的制造 4.5.1 根据供方的实际情况，可以采用树脂砂、水玻璃砂、消失模等铸造工艺生产冷却壁。 4.5.2 生产中不允许对冷却水管进行直接焊接固定。 4.5.3 要采取适当措施保证铸入件牢固地铸入冷却壁本体，铸入位置要符合图纸及技术文件的要求。 4.5.4 外露的冷却水管与保护管间不允许钻铁。 4.5.5 冷却壁在铸造过程中，冷却水管内壁应采取有效的防氧化措施。 4.6 冷却壁尺寸公差 4.6.1 冷却壁的厚度尺寸公差为5mm。 4.6.2 冷却壁的高度尺寸公差为5mm。 4.6.3 冷却壁的内外弧弦长尺寸公差为3mm。 4.6.4 冷却壁进出水管根部的凸台及螺栓孔处的凸台表面应平整，凸台高度尺寸公差为1.5mm。 4.6.5 所有冷却水管进出口中心位置度公差为10mm。 4.6.6 风口、渣口、铁口的开口半径尺寸公差为5mm。 4.6.7 测温孔、探瘤孔及测压孔直径尺寸公差为5mm。 4.6.8 进出水管的保护管伸出冷却壁弧面的高度尺寸公差为5mm 。 4.6.9 冷却水管与其保护管的同轴度公差为2.5mm。 4.6.10 固定螺栓孔、铸入螺栓、铸入螺母的中心线位置度公差为6mm。 4.6.11 固定螺栓孔直径尺寸公差为+5 0mm。 4.6.12 冷却壁其它尺寸公差应符合 GB/T 64141999 中 CT13 级规定。 4.7 冷却壁表面质量 4.7.1 冷却壁表面附着的涂料、型砂、芯砂和粘砂必须清除干净，浇口、冒口及飞边毛刺等均应进行铲除并打磨平整，铲除时不应伤到铸件本体。 DB13/T 22702015 5 4.7.2 冷却壁任何部位不允许出现裂纹缺陷。 4.7.3 冷却壁的热面深度5mm 的局部铸造缺陷，允许采取打磨处理，不允许焊补。 4.7.4 冷却壁冷面铸造缺陷：当其深度5mm，单个缺陷直径10mm，在 100mm100mm 内不多于两处，可不进行处理；当其深度15mm，单个缺陷直径40mm，允许进行焊补，但每块冷却壁不得超过三处，焊补后应立即对焊补区进行适当的保温处理，以免产生裂纹。 4.7.5 采用消失模工艺生产时，冷却壁的一个侧面，允许有积炭和皱皮存在，但面积不能大于该部位总面积的 3%，最大深度不能大于 10mm，并应进行打磨、焊补、清整。 4.7.6 采用消失模工艺生产时，冷却壁表面允许存在由于 EPS 珠粒融合、EPS 板材粘接等原因造成的印痕，印痕深（高）度不能超过 0.5mm。允许存在由于 EPS 珠粒融合不良的原因导致的针孔，针孔直径与深度不能超过 0.5mm，在 100mm100mm 范围内不能多于 5 处。 4.7.7 采用消失模工艺生产时，冷却壁任何部位不允许存在因 EPS 板材的不良粘接而形成的缝隙。 4.7.8 冷却壁表面粗糙度 Ra100m。 4.8 冷却壁解剖检验 4.8.1 批量生产时，冷却壁可进行解剖检验，解剖检验的数量由供需双方商定。 4.8.2 冷却壁解剖检验的内容和要求见附录 B。 4.8.3 冷却壁中心部位的金相组织和力学性能可以采用螺栓孔套钻的方法取样检验。性能指标要求见附录 B。 4.9 冷却壁铸造后，应采取适当的工艺措施消除铸件中的内应力。在采用退火工艺时，应采取措施防止水管氧化。 4.10 冷却壁通球检验：对于圆形截面水管，球径为水管内径的 76%-2mm。对于非圆形截面水管，球径为水管内切圆直径的 88%-2mm。正反方向顺利通过为合格。 4.11 冷却壁水压试验：压力 1.6MPa，保持 15min，并用 0.75kg 钢锤敲击冷却壁铸铁本体的各部位，先稳压 10min，在然后的 5min 内允许试压系统压力降3%。稳压及保压过程中，试压系统内的水温不应有明显的变化。 4.12 冷却壁镶砖 4.12.1 镶砖采用的耐火砖的外形和理化指标应符合设计要求。 4.12.2 冷却壁镶砖方式为热镶砖和冷镶砖。 4.12.3 全覆盖镶砖时，耐火砖应错缝布置，错缝距离应大于 30mm。 4.12.4 热镶砖 4.12.4.1 耐火砖在铸造前应保持干燥，尺寸不合适时，只允许锯砖或磨砖，冷却壁边缘必须安放整块耐火砖。 4.12.4.2 热镶的耐火砖不允许有贯穿性裂纹，局部有裂纹的耐火砖不应超过总数的 5%。 DB13/T 22702015 6 4.12.4.3 热镶砖时应采取相应的技术措施，以避免因铸件收缩导致耐火砖产生裂纹。 4.12.4.4 热镶砖时应采取相应的技术措施， 以避免因高温导致耐火砖大面积氧化， 耐火砖氧化面积不应超过单件冷却壁镶砖总面积的 5%。 4.12.4.5 热镶的耐火砖之间不允许钻铁。 4.12.4.6 破损严重的单块耐火砖可采取冷镶办法替换修复。 4.12.5 冷镶砖 4.12.5.1 冷却壁镶砖的燕尾槽内表面必须平整，每三个槽之间用整体样板检查，通过为合格。 4.12.5.2 耐火砖与冷却壁燕尾槽内表面之间的间隙为 1mm3mm，砖与砖之间的间隙为 1mm3mm。 4.12.5.3 冷镶砖所用耐火泥浆的成分应符合设计要求。 4.12.5.4 耐火砖与冷却壁本体、耐火砖与耐火砖之间的耐火泥浆应充实、饱满，不得有空隙。耐火泥浆应自然干燥或上窑烘干后，方可发货。 4.13 冷却壁捣打料 4.13.1 冷却壁捣打料的理化指标应符合设计要求。 4.13.2 捣打料应采用模具进行，捣打后的密度及外观应符合设计要求。 4.13.3 捣打料后，应自然干燥或上窑烘干。 5 试验方法 5.1 冷却壁材质的力学性能检验 5.1.1 单铸试块（棒）每包（感应电炉每炉次）铁水制备 3 个，按 GB/T 1348 、GB/T 9437、GB/T 9439的规定执行。 5.1.2 球墨铸铁冷却壁制取附铸试块，耐热铸铁和灰铸铁冷却壁制取单铸试块（棒），试块（棒）的形状和尺寸分别按 GB/T 1348 、GB/T 9437、GB/T 9439 的规定执行。附铸试块的具体位置由供需双方协商确定。 5.1.3 拉伸试样按 GB/T 1348 、GB/T 9437、GB/T 9439 的规定制备。 5.1.4 拉伸试验按 GB/T 228.1 的规定执行，试样与铸件在同等状态下进行力学性能检验。 5.1.5 硬度试验按 GB/T 231.1 的规定进行。 5.2 冷却壁材质的化学成分分析 5.2.1 化学成分应逐包取样检验。 5.2.2 化学成分分析按 GB/T 223 的相关标准规定执行。 5.3 冷却壁材质的金相检验 5.3.1 冷却壁材质金相检验的试块从力学性能试块上切取。 DB13/T 22702015 7 5.3.2 金相检验按 GB/T 9441 和 GB/T 7216 的规定进行，试样与铸件在同等状态下进行力学性能检验。 5.4 冷却水管的防渗碳检验 5.4.1 冷却水管防渗碳检验的方法与要求见附录 A。 5.4.2 防渗碳试块采用与冷却壁相同的工艺制作。 5.4.3 冷却水管与冷却壁本体的结合情况及冷却水管的防渗碳效果，以防渗碳试块的检验结果为判断依据。 5.5 冷却水管弯曲部位的检验 5.5.1 椭圆度采用游标卡尺进行检验。 5.5.2 壁厚减薄率采用测厚仪进行检验。 5.5.3 弯曲部位的探伤检验按照 JB/T 4730.5 的规定执行。每根水管抽取一个弯曲角度最大的部位进行检测，检测人员应持有符合 GB/T 9445 规定的无损检测人员技术资格证书。 5.6 冷却壁的外观检验 5.6.1 冷却壁的外观检查用目视检查。对于消失模工艺生产的冷却壁，按照 JB/T 11844 的规定进行外观检验。 5.6.2 冷却壁外形尺寸的检查应使用合适的测量工具进行。 5.6.3 冷却水管的伸出角度用样板或角度尺检测。 5.6.4 进出水管及安装孔的位置尺寸用合适的测量工具测量，必要时辅以样板检测。 5.6.5 冷却壁表面粗糙度采用符合 GB/T 6060.1 规定的表面粗糙度比较样块进行比较，通过视觉和触觉进行评定。 5.7 通球检验 5.7.1 每件冷却壁均应进行通球检验。 5.7.2 通球检验按照 4.10 的规定执行。 5.8 水压试验 5.8.1 每件冷却壁均应进行水压试验。 5.8.2 水压试验按照 4.11 的规定执行。 6 检验规则 6.1 冷却壁由供方检验合格后出厂。 6.2 球墨铸铁冷却壁的力学性能以抗拉强度和伸长率作为验收依据，灰铸铁和耐热铸铁冷却壁的力学性能以抗拉强度作为验收依据。 6.3 冷却壁水管以通球试验、水压试验的结果作为验收依据。 DB13/T 22702015 8 6.4 除 HTRCr 中的 Cr 含量以外， 冷却壁材质的化学成分仅作为制造质量评定的参考， 不作为验收依据。 6.5 最终检验在供方进行。供需双方在对冷却壁质量发生争议时，检验可在双方商定的第三方进行。 6.6 冷却水管的防渗碳检验结果应符合附录 A 的规定，作为验收依据。 6.7 冷却壁材质的金相检验结果作为制造质量评定的参考，不作为验收依据。 6.8 批量：同一包铁水浇注的冷却壁为一个批量。 6.9 试验结果的评定和复验按 YB/T 4073-2007 中 6.5 的规定执行。 7 标志、包装、运输、贮存和质量证明书 7.1 标志 冷却壁上适当位置应铸出厂标、段（带）号、件号、生产序号。 7.2 包装 7.2.1 冷却壁出厂前，要对进出水管管口进行可靠的封堵，并作出一次性标记。管内不允许存在水及其他异物。 7.2.2 采用保证冷却壁本体、进出水管、其他铸入件、镶砖及捣料不受损伤的措施进行包装。 7.2.3 镶砖及捣料的冷却壁应采取防水、防雨的包装措施。 7.2.4 进出水管、保护套管及吊环的外露部分应涂防锈漆。 7.2.5 需方自提或汽运时可不包装。 7.2.6 出口产品的包装方式按照合同规定执行。 7.3 运输 7.3.1 运输及装卸时要保护好进出水管、其他铸入件、镶砖及捣料，防止磕碰损坏。 7.3.2 其他应符合运输管理部门的有关规定。 7.4 贮存 7.4.1 冷却壁应存放在仓库内，镶砖及捣料的冷却壁应有防雨、防潮措施。 7.4.2 贮存期超过六个月的冷却壁应对水管内壁采取特殊的防锈措施。 7.5 质量证明书 7.5.1 验收合格的产品由供方签发合格证。 7.5.2 合格证应包括以下内容： a) 产品名称及图号； b) 产品标准号； c) 合同编号； DB13/T 22702015 9 d) 产品编号； e) 生产厂家名称或厂标； f) 制造日期。 7.5.3 冷却壁出厂时，供方应提供产品的检验报告及合格证。 DB13/T 22702015 10 A A 附 录 A （规范性附录） 冷却水管的防渗碳检验 A.1 冷却水管的防渗碳检验以单铸试块为验收依据，应在冷却壁批量生产前进行，试块的制作工艺应与冷却壁的生产工艺相同。 A.2 防渗碳检验合格后方可进行冷却壁的批量生产。 A.3 试块的形状和尺寸应符合图A.1 的规定。 图A.1 试块的形状和尺寸 A.4 试样的制作要求 应满足以下要求： a) 浇注后的试块用冷加工方法加工至图 A.1 所示剖切线位置， 敲落半块内的钢管进行力学性能检验及金相检验； b) 在钢管弯曲部位和直线部位各取 1 个试样进行金相分析； c) 在图 A.2 中尺寸 200 的部位制取拉伸试样，拉伸试样的尺寸应符合图 A.2 的规定。 DB13/T 22702015 11 图A.2 拉伸试样的取样部位和试样尺寸 A.5 冷却水管防渗碳检验的技术要求 应满足以下要求： a) 试验钢管表面不允许出现共析层及自由渗碳体组织； b) 钢管与铸件本体无熔接，其间隙0.3mm； c) 从钢管表面至 0.8mm 深度范围内取样分析，相对基体的平均增碳量0.11%； d) 钢管拉伸试样的力学性能应符合表 A.1 的规定。 表A.1 钢管拉伸试样的力学性能 冷却水管材质 抗拉强度 Rm /MPa 伸长率 A /% 10 钢 340 24 20 钢 390 20 DB13/T 22702015 12 B B 附 录 B （资料性附录） 球墨铸铁冷却壁解剖检验 B.1 解剖的冷却壁由供需双方协商选定。 B.2 应采取冷加工的方法进行解剖。 B.3 解剖方向沿冷却壁纵向和横向中心进行，特殊情况下由供需双方商定。 B.4 测量解剖断面上冷却水管的位置，其偏移不得超过15mm。 B.5 对解剖断面上的钢管进行防渗碳检验，指标要求见附录A。 B.6 冷却壁本体的金相组织应符合表B.1 的规定。 B.7 冷却壁本体的力学性能应符合表B.2 的规定。 表 B.1 球墨铸铁冷却壁本体的金相组织 解剖取样位置 球化级别 基体组织 冷却壁的中心部位 35 级 铁素体80% 表 B.2 球墨铸铁冷却壁本体的力学性能 牌号 抗拉强度 Rm MPa 伸长率 A % QT400-18 320 7 QT400-20 320 8 _