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1　范圍

本標準規定了沖天爐與沖天爐加料機設計人員、制造廠和供應商應遵循的***技術要求和措施。

本標準適用于沖天爐與沖天爐加料機。

本標準不適用于水冷無爐襯沖天爐。

2　引用標準

下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準***版本的可能性。

GB 2893—1982　***色

GB／T 3323—1987　鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級

GB 5083—1999　生產設備***衛生設計總則

GB／T 5226．1—1996　工業機械電氣設備　***部分：通用技術條件

GB 12265．1—1997　機械***　防止上肢觸及危險區的***距離

GB 12265．3—1997　機械***　避免人體各部位擠壓的***小間距

GB／T 14776—1993　人類工效學　工作崗位尺寸　設計原則及其數值

GB／T 15706．1—1995　機械***　基本概念與設計通則　第1部分：基本術語、方法學

GB／T 15706．2—1995　機械***　基本概念與設計通則　第2部分：技術原則與規范

GB／T 16251一1996　工作系統設計的人類工效學原則

GB 16754—1997　機械***　急停　設計原則

GB／T 16855．1—1997　機械***-控制系統有關***部件　第1部分：設計通則

GB／T 16856—1997　機械***　風險評價的原則

JB 5545—1991　鑄造機械***防護　技術條件

JB／T 6331．2—1992　鑄造機械噪聲的測定方法　聲壓級測定

3　定義

本標準除使用GB／T 15706．1、GB／T 16855．1、GB／T 16856、GB 12265．1和GB 12265．3中給出的定義外，還采用下列定義。

3．1　零機械狀態

這是沖天爐、加料機處于下列機械狀態的狀態：

a)能產生機械運動的每個動力源都已被斷開并鎖定；

b)壓力流體的動力源被斷開后，將部分壓力介質釋人大氣或容器，***因斷開流體動力源而在設備上產生的壓力；

c)所有的壓力容器都減壓至大氣壓力；

d)設備所有部分的機械勢能都處于其***實際值；

e)滯留在設備管路、缸體或者其他部件內的壓力流體在任何閥的動作下都不會使設備出現運動；

f)設備部件的動能具有***的實際值；

g)已移動或松動的設備部件都被固定；

h)使設備處于零機械狀態的每一個過程步驟在將其鎖定后，都應受到啟動器的啟動測試(如當切斷電動機電源并鎖定后，按壓啟動按鈕可以驗證電動機是否無法啟動)。

4　重要危險項目

下列重要危險項目是依據GB／T 16856的規定，對本標準適用范圍內的設備進行風險評估的結果。這些危險項目可能發生在設備按使用說明書規定的預定使用條件下使用和在運輸、安裝、調整、維修、拆卸和處理等各環節中。

4．1　機械危險

4．1．1　由沖天爐、加料機機械強度、穩定性不夠可能產生的斷裂、破裂、傾覆和不可預測的移動危險。

4．1．2　由加料機零部件和／或物料墜落或拋出產生的沖擊危險。

4．1．3　由加料機產生的擠壓危險、剪切危險、纏繞危險。

4．1．4　在沖天爐、加料機的表面、邊緣或棱角產生的刺傷或扎傷危險。

4．1．5　由高空作業或設備周圍產生的滑倒、絆倒、跌倒危險。

4．2　電氣危險

4．2．1　由電氣系統產生的電擊危險。

4．2．2　由閃電效應產生的雷擊危險。

4．3　熱危險

由于與超高溫物體、火焰及熱源輻射所產生的***或***危險。

4．4　噪聲危險

由沖天爐風機、加料機周圍噪聲產生的聽覺損失等危險。

4．5　材料和物質產生的危險

4．5．1　在沖天爐加料與熔煉區域內吸入一氧化碳氣體和／或粉塵而造成的危險。

4．5．2　由沖天爐和／或金屬液、熾熱的焦炭產生的火災和爆炸危險。

4．6　沖天爐、加料機設計時忽略人類工效學原則而產生的危險

4．6．1　在沖天爐、加料機操作、監視或維護時不利于健康的姿勢或過分用力。

4．6．2　忽略了在熔煉時使用個人防護裝備。

5　***要求和／或措施

5．1　基本要求

5．1．1　沖天爐、加料機應***限度地通過設計減小風險，使其達到本質***。通過設計不能適當地避免或充分限制的風險，應采用***防護裝置對人們加以防護。

5．1．2　沖天爐、加料機的***設計應符合GB／T 15706．1、GB／T 15706．2和GB 5083的規定。

5．1．3　沖天爐、加料機的***性除應符合本標準的規定外，還應符合JB 5545的有關規定。

5．1．4　控制系統有關***部件的***要求和設計應符合GB／T 16855．1的有關規定。

5．1．5　沖天爐、加料機的設計應充分體現人類工效學原則，并應符合GB／T 16251、GB／T 14776和其他有關標準的規定。

5．1．6　對于無法通過設計來***或充分減小的，而且***防護裝置對其無效或不完全有效的遺留風險，應通過使用信息通知和警告設備的使用者。使用信息是設備供應的一個組成部分。、使用信息不應用于彌補設計的缺陷或代替***防護裝置。

5．2　機械危險的***要求

5．2．1　沖天爐焊縫的內部缺陷應符合GB／T 3323中規定的Ⅲ級要求。

5．2．2　沖天爐一般應選用力學性能不低于普通碳素鋼中的Q235鋼或專門用途中的鍋爐鋼材料制造。關鍵部位所用鋼板的***小厚度應符合表1的規定。熔化率為5t／h以上的沖天爐應有爐底板框架。

表1

部　　位 熔　　化　　率

t／h 

1 2 3 5 7 8 10 

***　　小　　厚　　度

mm 

連接法蘭 10 10 12 12 16 16 16 

法蘭筋板 8 8 10 10 12 12 12 

爐　　殼 6 6 8 8 10 10 10 

風　　箱 4 4 5 5 6 6 6 

底　　板 25 25 30 30 40 40 40 

5．2．3　爐殼連接法蘭所用螺栓應符合表2的規定。

表2

熔　化　率

t／h 1 2 3 5 7 8 10 

螺栓規格 M16 M16 M20 M20 M24 M24 M24 

螺栓數量

個 12 12 16 16 24 24 24 

5．2．4　沖天爐爐腿與爐底板、爐底板與爐體以及爐體各節、爐腿與安裝地基的連接應牢固。當采用鋼質爐腿時，應在爐腿下部加設保護套。沖天爐上端應留有配備輔助固定的連接位置。安裝后的沖天爐全高中心偏差不應大于0.2％。

5．2．5　移動式爐體結構的沖天爐應具有防止滾輪脫軌和滾輪限位裝置。

5．2．6　沖天爐爐膽在筋片與外筒之間應留有2～5mm的間隙，在上風帶處應裝有熱膨脹補償機構，所采用的熱交換方式應能保證爐膽上下端熱平衡。

5．2．7　爐底門的鎖定機構啟閉功能應可靠，鎖定機構型式建議為機械式，其***系數不應小于5。

5．2．8　加料機應具有安裝穩固的措施。設計過程中應對加料機抗傾覆穩定性進行校核。

5．2．9　加料機支撐構件的***系數不應小于1.25，鋼絲繩的***系數不應小于7，起重附件的***系數不應小于1.5。

5．2．10　加料機的鋼絲繩端部連接應滿足下列要求：

a)用繩卡連接時，繩卡壓板應在鋼絲繩長頭一端，繩卡數量不應少于3個，繩卡間距不應小于鋼絲繩直徑的6倍。同時應保證連接強度不小于鋼絲繩破斷拉力的85％；

b)用編織連接時，編織長度不應小于鋼絲繩直徑的15倍，并且不應小于300mm。連接強度不應小于鋼絲繩破斷拉力的75％；

c)用楔塊、楔套連接時，楔套應用鋼材制造。連接強度不應小于鋼絲繩破斷拉力的75％；

d)用錐形套澆鑄法連接時，連接強度應達到鋼絲繩的破斷拉力；

e)用鋁合金套壓縮法連接時，應以可靠的工藝方法使鋁合金套與鋼絲繩緊密牢固地貼合，連接強度應達到鋼絲繩的破斷拉力。

5．2．11　加料機不應使用以任何形式接長的鋼絲繩。

5．2．12　加料機應有防止鋼絲繩被卡住或摩擦的措施。鋼絲繩在卷筒上應能按順序排列整齊。

5．2．13　當加料機處于工作位置的***點時，鋼絲繩在卷筒上的纏繞，除固定繩尾的圈數外，不應少于3圈。

5．2．14　在加料機卷筒上的鋼絲繩尾端固定裝置，應有可靠的防松或自緊性能。

5．2．15　多層纏繞的卷筒和單層纏繞的單聯卷筒端部應有凸緣，凸緣應比***外層鋼絲繩高出2倍的鋼絲繩直徑的高度。

5．2．16　卷筒采用簡體內無貫通的支撐軸的結構時，簡體宜采用鋼材制造。

5．2．17　卷筒的公稱直徑與鋼絲繩直徑比值不應小于22.4。

5．2．18　滑輪直徑與鋼絲繩直徑的比值不應小于25。

5．2．19　滑輪應有防止鋼絲繩脫槽的裝置。滑輪槽應光潔平滑，不應有損傷鋼絲繩的缺陷。

5．2．20　加料機軌道應有防止加料小車脫軌裝置。當一旦出現脫軌和導向機構或滾(滑)動機構失靈時，加料機應具備阻止零部件或載荷等墜落以及機械性翻倒的功能。

5．2．21　加料機應裝有上升極限位置限制器、下降極限位置限制器和運行極限位置限制器。建議上升極限位置限制器采用冗余設計。在供電中斷或操作結束時，應具備防止載荷危險地移動或失控自由墜落的功能。

5．2．22　加料機應裝有可靠的制動器，制動器的***系數不應小于1.5，并應有符合操作頻度的熱容量。在正常的工作條件下，不應僅僅使用摩擦制動器而使載荷下降。

5．2．23　制動器對摩擦片的磨損應具有補嘗能力。制動輪的制動摩擦面不應有妨礙制動性能的缺陷。

5．2．24　加料機支撐構件焊縫的焊接缺陷應符合GB／T 3323中規定的Ⅲ級要求。

5．2．25　加料機應具有防止料桶意外翻轉或開啟的功能。

5．2．26 　加料機外露的有可能產生危險的運動零部件，如開式齒輪、聯軸器、傳動軸等，應裝設保護裝置或采取有效的限制措施，防護裝置與限制措施不應帶來附加危險。 防護裝置應符合GB／T 15706．2—1995中4．2．2的有關規定。限制措施應符合GB 12265．1、GB 12265．3和其他有關標準的規定。如因工藝需要不可能安裝防護裝置時，應按GB 2893的規定，在運動零部件端部或面對操作者的一面涂以45°斜度的同樣寬度黃、黑相間的線條，線條寬度為20～50mm。

5．2．27　裝有防護裝置的運動件，應有開啟停止運動的聯鎖裝置，否則應裝有指明開啟有危險或應使傳動裝置切斷后才允許將其打開的警示標志。

5．2．28　在不影響使用的情況下，易接近的機械零部件不應有引起人體損傷的銳邊、尖角、粗糙的表面、凸緣。金屬薄片的棱邊應倒鈍、折邊或修邊。可能引起刮傷的開口管端應包覆。

5．2．29　沖天爐、加料機上的高空作業平臺，必須裝備充分的防護圍欄和踏腳板，并應具有***進入工作場地的可能性。工作平臺及階梯裝置應符合JB 5545—1991中第13章的規定。

5．2．30　加料口段在加料平臺上的固定應在加料口段以下部分均安裝連接好后，用支撐圈與平臺上的預埋件焊接牢固。不應將平臺與爐體直接連接。

5．2．31　沖天爐、加料機在設計和供貨上應使其周圍內引起滑倒、絆倒和跌倒的風險減少到***程度。

5．2．32　加料機的控制系統應具有***功能，在按使用說明書規定的手動、自動操作狀態下，應能***的實現加料。

5．2．33　加料機上應裝有急停裝置，急停裝置應能停止所有產生危險的操作和運動，將急停裝置復位后不應引起重新啟動。急停功能要求和設計原則應符合GB 16754的有關規定。

5．2．34　控制系統中的暫停、停止機構復位后不應引發任何危險情況。

5．2．35　電氣聯鎖應具備防止因誤動作引起的意外故障和／或危險事件發生的功能。

5．2．36　在使用說明書或在沖天爐、加料機相應的位置設置警示標志，對“注意一應先從加料口將粘附在爐壁上的大塊爐料、熔渣等打落，并在加料口放好***罩后方可修爐”和“加料機下請勿站人”進行說明。

5．2．37　在加料機使用說明書中，應對加料機進行定期檢查、維修、更換和潤滑情況進行詳細說明。

5．2．38　在調整、維修或維護時，沖天爐、加料機應能處于零機械狀態，不應對操作者構成危險。

5．3　電氣危險的***要求

5．3．1　沖天爐、加料機的電氣系統應根據GB／T 5226．1的規定防止電氣危險。

5．3．2　在使用過程中有可能遭受雷擊的沖天爐，應采取適當的措施，以使雷擊時形成的靜電被導入地面。

5．4　熱危險的***要求

5．4．1　沖天爐爐體各法蘭間和漏風處應用耐火、熱絕緣材料密封。

5．4．2　沖天爐爐底板不應有裂紋。

5．4．3　為使堵出鐵口時的風險減少到***小，沖天爐應裝有可靠的堵出鐵口機構，建議堵出鐵口機構型式為機械式。

5．4．4　沖天爐熱風管外表面應用耐火、熱絕緣材料包覆。

5．4．5　沖天爐在結構上應能保證過橋和前爐接口處對接良好。

5．4．6　加料平臺在結構上應保證操作者能夠遠離沖天爐加料口。

5．4．7　在使用說明書中應有如下的***說明。沖天爐在結構上如果可能的話，應在這些部位設置含有以下內容的警示標志：

——小心，在加料口處或通風眼、堵出鐵口時，容易噴出火焰或熾熱的金屬液；

——修爐時，應將爐壁、爐底和過橋修砌緊實，嚴密，爐底和過橋應按圖樣要求的角度修得平斜、光滑；

——小心，打開爐底門時，會有赤熱的焦炭和未熔化的鐵料落下。

5．5　噪聲危險的***要求

5．5．1　沖天爐配用的風機應有消聲裝置，并安置于隔音房內。以隔音房為噪聲源，其聲壓級限值為85dB(A)。加料機在運轉過程中不應有異常聲響，在空運轉條件下，其等效連續聲壓級限值為85dB(A)。測定方法按JB／T 6331．2的規定。

5．5．2　并列排列的管路不應相互接觸，以防產生噪聲和尖叫聲。

5．6　材料和物質產生危險的***要求

5．6．1　沖天爐在使用中應配備除塵裝置。控制熔煉過程中粉塵排放濃度應符合國家及當地環保部門的有關規定。粉塵排放濃度的測定由當地環保部門根據有關規定進行。

5．6．2　除塵裝置對爐氣所形成的阻力應能合理的調節，以減少加料口處爐氣外逸。

5．6．3　在滿足操作要求的條件下，應盡量減小加料口的尺寸。

5．6．4　在工作狀態下，除塵裝置各部位不應出現漏塵現象。

5．6．5　濕法除塵裝置各部位不應漏水。

5．6．6　風箱或風管上應設置泄爆口，泄爆釋放壓力的速度應快到足以保證結構不受損，壓力釋放動作本身不應對操作者造成危險。

5．6．7　在使用說明書中應有以下***說明，沖天爐在結構上如果可能的話，應設置含有以下內容的警示標志：

a)在加料口處容易逸出一氧化碳等有害氣體，對此應注意：

——保持沖天爐爐體完好；

——加強加料平臺處的通風換氣；

——焦炭等原材料盡量不應露天存放，應保持干燥；

——加料平臺應有完好的護欄，避免人體意外墜落；

——應在加料口前上方房頂開設通風口或天窗，尤其是除塵器設在爐頂時。

b)在一定條件下，沖天爐和熔融的金屬液會產生爆炸危險，對此應注意：

——待爐身自然冷卻后方能清理沖天爐，必要時可鼓風冷卻，但不應用水激冷；

——送風前應首先打開風口，然后送風，以避免一氧化碳進入風帶、風管。待風機運轉正常后再全部關閉；

——熔煉過程中不應隨意停風，必須停風時，停風前應打開2～3個風口，待繼續送風正常后關閉；

——停止加料后，應隨料位下降逐步減少送風量；

——熔煉結束時，先打開風口后再停風。熱風爐應打開爐膽放風閥，繼續送風20一30 min以冷卻爐膽；

——打爐前應用干砂墊好爐底地面，爐底地面應保持干燥，嚴禁積水；

——與鐵水相接觸的工具應干燥或已經預熱；

——加料過程中，避免爆炸物或其他危險品混入爐料內；

——停風打爐前必須出凈鐵水，防止打爐時鐵水從爐底外流。

6　***要求和／或措施的判定

沖大爐與加料機是否與第5章中的***要求和／或措施相符，應按下列四種方法予以判定。根據***要求和／或措施的性質，判定方法應遵循以下優先順序，在前 一種方法無法實施或不能判定的情況下，允許按后種方法判定，依次進行。每一項***要求和／或措施至少需用一種方法判定，當某一項***要求和／或措施具有多 種方法可判定時，幾種方法判定的結果均應相符。

6．1　判定方法l——功能試驗

通過***功能試驗檢查沖天爐、加料機的功能是否滿足要求。如果***功能試驗由于技術原因客觀上無法實現，或者只可能使用破壞性試驗，或者由于減至所要求的風險就會導致過高的費用等，則按6．2、6．3和6．4給出的方法。

6．2　判定方法2——檢測

借助檢測儀器、儀表，優先選擇現有的和標準化的測定方法，檢查規定的要求是否在限定之內如果測定方法因目前技術上的限制無法證明設備是否滿足要求，或者***要求和／或措施是定性的等，則按6．3、6．4給出的方法。

6．3　判定方法3——計算和／或查看圖樣

利用計算和／或圖樣來分析和檢查沖天爐與加料機是否滿足要求，對某些特定要求(如穩定性、重心位置、機械強度等)適用這種方法。如果僅通過計算和／或圖樣不能得出明確的結論，則按6．4給出的方法。

6．4　判定方法4——觀察

通過對規定零部件的目視測定，檢查沖天爐、加料機是否達到必須具備的要求和性能。

注：觀察包括檢查或審查沖天爐、加料機的使用信息。

7　使用信息

7．1　沖天爐、加料機的視覺信號(如閃光燈)、聽覺信號(如報警器)裝置應符合GB／T 15706．2—1995中5．3的規定。

7．2　標志

7．2．1　標志、符號(象形圖)、文字警告應符合GB／T 15706．2一1995中5．4和有關標準的規定。

7．2．2　沖天爐應表明下列信息：

a)制造廠和供應商(必要時)的名稱和地址；

b)制造年份；

c)型號名稱；

d)出廠編號；

e)各種信號和警告裝置(如閃光燈、報警器)、標志、文字警告(如易引起金屬液爆炸、***、一氧化碳中毒等位置)；

f)沖天爐熔化率；

g)沖天爐外形尺寸、總重量、總功率；

h)搬運說明(如起吊施力點等)；

㈠關于保護措施和工作方式方面的使用限制。

7．2．3　加料機應表明下列信息：

a)制造廠和供應商(必要時)的名稱地址；

b)制造年份；

c)型號名稱；

d)出廠編號；

e)各種信號和警告裝置(如閃光燈、報警器)、標志、文字警告(如易引起意外移動、沖擊等位置，以及盡管動力源已被切斷并鎖定，然而尚未符合零機械狀態的有可能造成意想不到危險條件的各部位等)；

f)配用沖天爐規格；

g)料桶尺寸、容積、***載重量；

h)總功率、總重量；

i)搬運說明(如起吊施力點等)；

j)人工潤滑的潤滑點；

k)電動機、卷筒的旋轉方向；

l)關于保護措施和工作方式方面的使用限制。

7．3　使用說明書

7．3．1　使用說明書應符合GB／T 15706．2—1995中5．5和有關標準的規定。

7．3．2　使用說明書應包括下列信息：

a)沖天爐、加料機的用途以及按7．2．2、7．2．3列出其特性數據。此外，沖天爐還應包括：

——爐膛***直徑、風口處直徑；

——爐殼直徑；

——有效高度；

——爐缸高度；

——前爐與沖天爐中心距；

——排距；

——風口參數(內徑、個數、角度)、風口比；

——供風強度、理論空氣量、實際使用風壓；

——風機技術參數；

——前爐有效容量、尺寸；鐵液溫度。

加料機還應包括：

——鋼絲繩、起重附件的制造廠和供應商(必要時)的名稱和地址；制造年份；型號規格、出廠編號、制造材質、***承載量等技術參數；

——速度(如單軌加料機的起升速度、***起升速度、小車運行速度；橋式加料機的大車速度、小車速度、卷揚速度、過渡車速度；爬式加料機的正常速度等)；

——卷簡直徑；

——軌道尺寸、軌道結構與車輪運行方式；

——滑輪、回轉機構、減速器技術參數；

——加料平臺標高；

——料桶的加料方式。

b)沖天爐、加料機設計時使用的相關標準和所有其他標準，以及各自的工作原理和結構特征；

c)由全國專業標準化技術委員會認定的證明沖天爐、加料機符合有關強制性標準的證明文件的說明；

d)安裝說明(如安裝地基圖、地基要求、連接要求、減振要求、安裝程序與步驟、各系統的安裝要求與調整等)，環境條件；

e)沖天爐、加料機與動力源的連接說明；

f)對沖天爐、加料機及其附件、防護和／或***裝置的詳細說明；

g)對用戶應采取的防護措施(如沖天爐、加料機周圍設防護欄、為降低環境噪聲將其隔離等)提出建議；

h)包括電氣原理圖在內的控制系統說明書，所有固定布線部分和可編程序控制器之間的明確的關系；

i)試運行前應完成的調試項目及其應達到的要求，需要檢驗保護措施的要求；

j)沖天爐、加料機工作時可能產生的噪聲等數據；

k)沖天爐、加料機***操作步驟、***規程的詳細說明，沖天爐***操作步驟與規程應包括但不限于以下內容的詳細說明：

——沖天爐安裝注意事項；

——原材料的準備，推薦使用的爐襯材料技術參數、爐料的塊度、爐料的重量；

——點火、加料及加料的順序；

——熔煉準備、送風及控制、爐前控制；

——打爐；

——修爐(包括清理沖天爐，修補爐壁，修風口、前爐、過橋、出鐵口、出渣口、爐底)；

——其他***操作要求(如***檢查、定期維護、爐底周圍和爐前地坑中不應有水、加料平臺應通風良好、通風口時應避開火焰噴出方向、所用攪拌鐵水的工具應預熱等)；

l)操作者可能需要的其他保護的詳細資料，如防護服等；

m)對故障的識別與位置確定、排除方法以及調整、維修后再啟動的詳細說明；

n)在安裝調試、故障診斷、維修或維護及使用操作之前，為***和／或減小風險，將沖天爐、加料機置于零機械狀態時應遵循的詳細步驟，以及驗證是否處于零機械狀態的方法；

o)維修、維護程序和要求的詳細說明；

p)隨機配件明細表、易損件明細表；

q)潤滑部位、潤滑方法及潤滑油種類牌號的說明。