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1、高炉用铸钢冷却壁行业标准编制说明一、任务来源根据工信厅科（2018）103号文工业和信息化部办公厅关于印发2018年第五批行业标准制修订计划的通知的要求，由中冶华天南京工程技术有限公司、马鞍山市润通冶金材料有限公司等牵头负责起草高炉用铸钢冷却壁行业标准，计划编号2018-2288T-YB。二、标准编制的目的和意义冷却壁是炼铁高炉中广泛采用的一种冷却器形式，其主要工作原理是通过冷却水借助巨大壁面将高炉内传导出的高温热量顺畅地导出，避免高温热流直接抵达炉壳造成炉墙损坏，以保证炉衬温度满足高炉正常生产寿命的要求。冷却壁工作中不但要承受炉内高温，还要承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和炉内气流的冲刷，故要求其
2、具备良好的热强度、抗氧化生长、耐热冲击、抗急冷急热不裂等综合性能。现代高炉一般从炉底至炉喉均安装冷却壁，构成了全冷却炉体结构。冷却壁传热性能的好坏直接影响其应用效果，进而影响高炉的整体炉役寿命。目前国内外常用的冷却壁根据其材质不同，主要分为铸铁冷却壁、铸钢冷却壁和铜冷却壁等。与铸铁材料相比，铸钢具有抗拉强度高、熔点高、伸长率高等特点，且冷却水管与冷却壁本体完全熔合，消除了球墨铸铁冷却壁冷却水管与本体之间的陶瓷涂层和气隙层热阻，整体传热性能较球墨铸铁冷却壁好。与铜冷却壁相比，虽然导热能力不及铜冷却壁，但铸钢冷却壁在制作优良的情况下，冷却能力能够满足高炉建立无过热体系的要求。且它的强度大大高于纯铜
3、，抗变形能力强，性价比更高。相比铸铁冷却壁和铜冷却壁，铸钢冷却壁有着独特优势，其综合导热能力显著优于铸铁冷却壁，屈服强度及抗拉强度也强于前两者。铸钢冷却壁从十几年前起在国内高炉开始试用，至今已应用在数百座高炉上，整体取得了很好的应用效果，但受限于无设计制造统一质量标准，为其广泛应用造成一定障碍。制定高炉用铸钢冷却壁绿色产品标准，有利于铸钢冷却壁的进一步推广应用，有利于延长高炉使用寿命、降低生产成本和增强企业盈利能力，从而为国内高炉铸钢冷却壁选型和规范技术发展提供支撑。三、主要工作过程在高炉用铸钢冷却壁标准立项前，已开展了国内外高炉冷却壁设计制造应用等方面的文献资料梳理，并针对性地走访调研相关设
4、计院、制造厂家和钢铁企业，制定了标准编制的工作计划。立项后，由冶金工业规划研究院协调组织于2019年8月30日召开了标准编制启动会，成立了由中冶华天南京工程技术有限公司为牵头单位的标准编制工作组，并明确了标准主要框架内容、编制时间节点、任务分工等。随后，编制组迅速开展工作，分工协作,经过小组内部多次论证及审核,于2019年10月中旬形成了初步的标准草案2019年10月到2020年3月，工作组对标准草案和技术条款进行了多次讨论和修改完善，最终形成了征求意见稿。2020年5月20日，标准征求意见结束，评审专家提出了宝贵的意见和建议，标准编制工作组进行认真讨论、修改和完善，并于8月完成标准送审稿。四
5、、标准编制原则本标准在起草过程中主要按GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则的要求编写。标准主要技术指标选定综合考虑了企业生产实际和使用情况，注重标准制定与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，体现了技术标准的科学性、先进性、合理性和可操作性。本标准在制定过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出”的原则，以及统一、协调、适用性和规范性的原则。五、标准主要内容说明本标准主要有7个章节和2个附录文件。1 .范围说明了本标准描述的主要内容以及适用范围。本标准规定了高炉用铸钢冷却壁的产品分类、型号标记、技术要求、试验方法、检验规则及包装、标志、运输、贮
6、存和质量证明书等内容。本标准适用于各种容积的炼铁高炉用铸钢冷却壁。2 .规范性引用文件主要引用了13个国家标准。其中，包括9个成分及性能检测标准、2个产品标准及2个其它标准。3 .产品分类、型号标记铸钢冷却壁按结构型式可分为光面型冷却壁和燕尾槽型冷却壁，按冷却水管布置形式可分为单层水管冷却壁和双层水管冷却壁。铸钢冷却壁型号包含了产品代号、产品分类、安装部位和安装序号等信息，具体标记如下：I1、2、3安装序号1、2、3安装部位（段别）D一单层水管冷却壁；S双层水管冷却壁G光面型冷却壁；Y燕尾槽型冷却壁ZGL铸钢冷却壁代号4 .技术要求基于起草单位在铸钢冷却壁方面多年的设计研究、试验验证、生产制造
7、以及应用反馈积累的技术与经验，同时广泛调研国内外铸钢冷却壁发展现状并征求专家、钢铁企业意见,经汇总与反复讨论，确定了本标准技术要求。其中，4.14.4对铸钢冷却壁的化学成分、力学性能、抗冲击疲劳性能和热导率进行了规定，具体如下：4.1 化学成分铸钢冷却壁的本体材质推荐采用碳素铸钢ZG230-450或ZG270-500,化学成分应符合GB/T11352的相关规定。若使用方另有要求可协商确定。4.2 力学性能铸钢冷却壁的本体材质的力学性能应符合GB/T11352的相关规定,其中断面收缩率和冲击吸收功参照GB/T11352相关规定并按实际需求进行选择。4. 3抗热冲击疲劳性能抗热冲击疲劳性能检验用的
8、试块尺寸30OnmIX65mmX40mm,试验表面为300nm65mm侧面，共检验6块，应分别由6包钢水铸成。抗热冲击疲劳性能检验由专门的加热一冷却f加热的转鼓试验机进行试验，抗热冲击疲劳性能参数目标值：300900300循环2800次无裂纹100oC-600-Io(TC循环23000次无裂纹4.4热导率选取力学性能符合标准的试样做热导率的测定，参考值：400时，40W(mK)45W(mK)0热导率的选取，主要参考铸造手册第2卷.铸钢，碳钢的物理性能。4. 3和4.4为铸钢冷却壁重要质量参考指标，但不做为验收依据，可采取抽检的方式进行检验。5. 54.11主要规定了铸钢冷却壁的制造、质量要求、
9、检查检验等内容。其中，4.5参考YBT4073-2007高炉用铸铁冷却壁相关条款，结合铸钢冷却壁设计、生产、使用等实际情况，对铸钢冷却壁铸入冷却水管材质、质量要求和检验、冷却水管弯管制作和验收进行了规定。如相邻两支水管中心距公差由5mm提高到3mm,耐压试验相关指标要求也提高了。6. 6-4.11参考YB/T4073-2007高炉用铸铁冷却壁相关条款，结合铸钢冷却壁设计、生产、使用等实际情况，对冷却壁的制造、冷却壁尺寸公差、表面质量、解剖质量和冷却壁镶砖等进行了规定。5.试验方法5. 1试块制备单铸试棒、试块应每包钢水制备3个，附铸试块在冷却壁上的位置和数量由供需双方协商确定。拉伸试样、硬度测
10、试试样的取样和制备应符合一般工程用铸造碳钢件(GB/T11352)等规定。5. 2化学成分检测冷却壁本体材质化学成分应逐批取样检验，按GB/T223的相关标准规定进行。5. 3力学性能检测冷却壁拉伸试验按标准金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法(GB/T228.1)的规定进行。冲击试验按标准金属材料夏比摆锤冲击试验方法(GB/T229)的规定进行。硬度试验按标准金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法(GB/T231.1)的规定进行。7. 4热导率检测热导率测定按标准闪光法测量热扩散系数或导热系数(GB/T22588)的规定进行。此外，5.5还规定了冷却壁的外观尺寸、熔合状况、镶砖槽、通球试验
11、和水压试验等冷却壁检验方法。8. 检验规则冷却壁由供方质检部门检验和验收。水管铸入前、冷却壁制造完成后由供方提出邀请与使用方共同对水管与冷却壁进行抽检，供方提前准备好相关资料。最终检验在供方进行。冷却壁出厂前逐件进行水压试验，逐件对外观、尺寸、通球及冷却管道内进行检查。力学性能、物理性能检验按批次进行。供需双方对铸件质量发生争议时，检验可在双方商定的第三方进行。9. 包装、标志、运输、贮存和质量证明书对冷却壁包装、标志、运输、贮存要求和质量证明书进行了规定。冷却壁出厂时，供方质量检验部门应提供冷却壁的各项指标（本标准或由供需双方签署的技术协议规定）的质量检测报告及产品合格证六、标准相关情况本标
12、准不涉及专利问题。本标准项目没有对应的国际标准或国外先进标准，所以标准制定过程中不涉及采标的问题。标准制定t程中未查到相关同类标准L通过标准的制定和实施，对于铸钢冷却壁的推广应用和规范设备选型和产品质量要求具有积极的促进作用。七、重大分歧意见的处理经过和依据无。八、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及标准，特别是强制性标准的协调性本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。本标准为铸钢材质冷却壁,与已发布的YB/T4073-2007高炉用铸铁冷却壁、GB/T31048-2014铜冷却壁和YB/T4631-2017高炉用铸铜冷却壁采用的基体材质有显著区别，并在不同工况下均有应用，三种不同材质冷却壁属于并列关系。九、贯彻标准的要求和措施建议铸钢冷却壁的广泛应用有利于延长高炉使用寿命，降低企业生产成本，推动钢铁行业的技术发展。本标准的制定与实施具有明显的经济和社会效益。因此，建议本标准批准发布后尽快实施。十、其他应予说明的事项无。高炉用铸钢冷却壁标准编制组2020年8月28日
