2024年3月3日发(作者：解昕月)
HY28-4000kva 刚玉电弧炉技术 文件
HY2.8-4000KVA 白刚玉电弧炉
技术文件
1 工厂条件：
1.1 设备型号： HY2.8-4000KVA 白刚玉电弧炉设备；
1.2 设备用途：主要用于白刚玉、电熔刚玉、莫来石等磨料和耐火材料的冶炼。；
1.3 设备形式:白刚玉炉为固定式直筒水冷炉盖、顶加料、顶吹氧、炉壁外喷淋水
冷却结构形式，操作形式分为左、右操作。
1.4 工厂有关参数及能源介质条件:
1.4.1 电源条件：
a．交流 10kV 供电系统
电压： 10kV ± 10%
相数： 3
频率： 50 ± 0.5Hz
b. 低压配电系统
电压 380V/220V +10% ~ -15%
频率 50 ± 0.5Hz
三相
1.4.2 能源介质条件：
气体介质
名称
氧气
纯度%
99.9
压力 MPa
0.8 ~ 1.20
冷却水系统及其补充新水水质
序号
1
2
3
4
5
6
7
项 目
PH 值
悬浮物
硬度
碱度
氯离子
温度
压力
单 位
Mg/L
°dh
Mg/L
Mg/L
℃
MPa
数值
7.0-8.5
≤ 50
5-6
20-40
50
≤ 35
0.4
设备外部冷却循环水配置要求：
一个加料孔。炉盖侧下部设有二个活动门，用于辅助加料和电极故障处理。
炉盖外环下部安放于炉壳砂封槽内，起密封作用，通过销轴固定炉盖。
二号电极正对出料嘴。
炉盖进水、回水管均联接在总进水、回水管上。
炉盖制作完成后，应进行自然时效处理以消除焊接应力，并进行水压检漏。
4.4 电极升降装置
电极升降装置由小车式导电横臂、立柱、电极夹紧机构、比例阀式全液压电
极升降装置等组成。
小车式导电横臂为铜钢复合型横臂， 是由铜钢复合板制成的全水冷箱形结构。
横臂后段装有电极夹紧机构，电极夹紧采用碟簧抱紧形式，即正常工作时电极由
碟簧夹紧，松放电极时由气动缸压缩碟簧完成。立柱是由钢管及钢板焊成的 V 型
导轨构件,立柱两面设有两个导轨面，导轨面经过机械加工，以保证直线度和形位
公差。直立安装于炉盖旋转架上。通过比例阀式全液压电极升降装置完成电极臂
和电极的自动升降。
电极夹头采用铬铜锻件，铬铜具有导电性好，机械强度高，抗耐磨等优点。
在结构上摒弃传统埋管冷却的方式， 而采用打深孔内部通水直接冷却，从而大大
地增强了冷却效果，提高了夹头的使用寿命。电极抱闸采用非导磁不锈钢制成。
该电极升降装置具有以下优点：
☆ 铜钢复合型导电横臂升降灵便， 系统惯性小， 刚性好；
☆ 结构大大简化，绝缘性能好，可靠性高；
☆ 能方便可靠的夹紧、放松电极；
☆ 电极夹紧力大，夹头处不易发生打火现象；
☆ 电极抱闸为水冷构件，不会因处于高温区而发生热胀造成电极下滑。
4.5 短网系统(大电流路线)
大电流路线由电炉变压器二次出线端的连接铜排、补偿器、穿墙铜排、电缆
接头、大截面内水冷电缆、导电横臂、电极夹头、石墨电极以及支架等组成。水
冷电缆与穿墙铜材和导电横臂之间用不锈钢螺栓连接。 穿墙铜排、水冷电缆及导
电横臂内，通水冷却。在设计上通过短网工程计算，采用空间三角形布置， 使三
相阻抗不平衡度尽量小 (数值<8%)，使输入炉内的各相能量尽量平衡、合理， 从
而可以缩短熔化时间，有效地提高炉衬炉龄。
4.6 液压系统
液压系统压力为 12MPa，工作介质为抗磨液压油。系统包括液压源和各种控制 阀门、 蓄液箱、压力继电器等。
液压源有二台液压油泵( 一用一备)。蓄液箱上设有温度及液位控制仪表，动
作控制选用优质名牌滑阀和锻钢球阀。
液压系统设置高压过滤器，以保证系统的清洁度，使整个系统运行可靠。
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·液压系统控制,炉体锁定,炉体倾动等。
· 液压控制置于控制室内，设有断路器、接触器、热继电器等，提供液压系统
各机电启动运行和住手控制及保护。
各部位的传动方式如下：
运动部位
炉体倾动
机电升降
胶管。
│
4.7 冷却水系统
冷却水系统由压力表、温度计、截止阀、水分配器，回水箱及管路等组成。
冷却水源接自车间总进水管， 压力不小于 4XlO5Pa，水温不超过 32℃。 该装置设有
水压、水温报警，当水压低于设定值或者水温高于规定值时，发出报警信号。
冷却水装置设在变压器室墙侧炉前位置， 通过管路(包括软管)与炉体冷却部
位连接起来，分别供炉体、炉盖、导电横臂、水冷电缆等的冷却用。
板式水冷炉盖、炉壳水冷部份试验方法为：打水压至 0.6Mpa，保压 60 分钟，
然后用肉眼观察各处焊缝是否渗水。
变压器油水冷却器用水，由高位冷却水箱供给，回水接至车间回水网中。冷
却水质量应符合下列要求：
PH 值 7—8.5
总硬度 10°dH
悬浮物 50mg／L
总溶解物 400mg／L
导电率 75 毫西门子／m
4.8 气动系统
特点及控制方式
柱塞式液压缸、电动
比例阀式全液压电极升降
由液压站至炉体各部位的液压缸输液管路在活动部位均采用挠性高压钢丝编制
各部位的传动方式如下：
运动部位
电极松开
特点及控制方式
气缸
5 电气设备组成及工作原理
本套电气设备主要包括：高压供电系统、电炉变压器、 低压供电系统、 低压
电气控制系统、电极升降自动调节系统、工业计算机监控系统。
5.1 电气设备组成
高压柜
电炉变压器
1
1 面
1 台
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低压电气设备 1 套
其中低压电气设备包括：
a. 主操作台 1 台
b. 计算机操作台 1 台
c. 低压控制柜 1 面
d. 倾炉操作台 1 个
e. 液压控制箱 1 个
5.2 系统工作原理
5.2.1 高压供电系统( GG1AF)
高压供电系统由 10KV 馈电，经高压隔离开关、高压真空断路器送至电炉变压
器，在高压供电系统中还设有氧化锌避雷器，用于吸收操作过电压和浪涌过电压，
以保护变压器的正常运行，真空断路器用来接通和断开高压侧主电路。
高压侧二次计量回路设有电炉变压器高压侧电压、高压侧电流、功率因数、
有功功率、有功电度及无功电度的计量。二次保护回路设有短路保护、欠压保护、
变压器轻重瓦斯、变压器油温高及冷却系统故障等完善的保护回路。
本套系统的高压合、分闸控制回路的直流 220V 电源由合闸电源 380 提供。 直
流 220V 电源是经单相桥式整流、 平波、储能，最后输出稳定的直流 220V 电源，
以保证在动力供电回路断电时能顺利分开高压真空断路器。
高压系统的真空断路器的合、 分闸控制主要由主控制室的主操作台操作控制，
在设备调试时也可由高压柜就地操作。
5.2.2 电炉变压器
电炉变压器为白刚玉炉专用变压器， 采用有载电动调压，低压二次侧采用铜
排顶出线、外封口。变压器油水冷却器采用强油循环水冷却器。
变压器技术参数：
额定容量 4000kVA
一次电压
二次电压
10kV
180-390V/22 档有载电动调压
180-250V 恒电流
260-390V 恒功率
一次侧额定电流
二次侧额定电流
231A
9.3kA
D-Y do-11
接线方式
进出线方式
冷却方式
顶进顶出
强油循环水冷却器(OFWF)
5.2.3 低压供电系统
2
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车间动力电源提供电压为 380V／220V 的三相四线制动力电源,到主控室的动
力柜的柜内刀开关上端头 (N 线车柜内接地铜排)，再通过刀开关经铜排分别向各用
电点的断路器供电，经各级断路器分别提供给合闸整流电源、油水冷却器电源、
变压器调压箱电源、控制电源、 PLC 电源、稳压电源、变频机电、液压泵、空压机
及备用电源供用户使用。
动力柜的仪表板上安装有电压表、电流表用以指示低压控制系统的电压和电
流。
5.2.4 液压控制系统
3t 电弧炉液压站共有两台高压泵 (一用一备)，泵的工作可手动启动该泵， 开 泵时该泵电磁阀得电，泵卸荷启动， 3 秒后此电磁阀失电，高压泵进入打压阶段。
5.2.5 炉子本体设备的控制
电弧炉炉体系统的控制由西门子 S7-200 型 PLC 来完成。通过输入模块采集各
种限位开关动作信号、控制开关的指令信号、有关接触器、 继电器的动作信号，
经 PLC 内部程序进行设备动作的控制和联锁保护。 由相应的输出模块分别对高压
断路器合分闸、液压泵、液压阀门动作、炉盖升降及旋转、倾炉联锁等进行控制。
同时检测并发出设备的故障信号，由指示灯、报警铃报警。
5.2.6 电极升降调节器系统
电极升降自动控制系统由西门子 S7-200 型 PLC 来完成。将三相电弧电压、
电流信号通过信号转换电路变成 4 ~ 20mA 标准信号送入 PLC 模量输入模块，PLC
根据采集的弧流、弧压信号、变压器档位及给定值等信号，按照功率控制的原理
进行运算处理及逻辑判断后， 将结果通过 PLC 摹拟量输出模块控制电极升降变频
机电， 对电极升降进行自动调节，从而控制输入到炉内的电弧功率，以满足冶炼
工艺的要求。电极升降的速度，取决于 PLC 输出的信号大小。在自动控制过程中，
随时可通过按健来增大或者减少给定信号，在电弧炉的正常运行过程中，随时可以 用手动控制电极升降。
该调节器性能大大优于以往任何一种调节器控制路线， 除具有以往调节器的
功能外，此外还具有如下功能及特点：
·该系统选用 SIEMENS S2-200 系列 PLC。
· 电极升降可以手动和自动(PLC)控制，手动可在倾动操作台或者主控制室操作台
由按钮操作电极升降，其中手动升降优先。 自动为正常工作方式，由 PLC (也可结
合上位机)，对每相电极独立按冶炼设定进行自动跟踪。
· 电极自动上升速度为 2.0m/min，电极自动下降速度为 1.5m/min，响应时间＜
150ms。
·该系统具有恒扭矩检测功能，在电极碰到不导电炉料时， 发出报警信号，从而
可以大大减少因电极继续向下运动而折断电极是事故。
主操作台
3
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☆ 主操作台具有数据显示、状态显示和参数设定、动作操作功能。
☆ 主操作台仪表面板上装有分别显示三相弧流、三相弧压的广角仪表，分别显示
三相弧流和弧压数值，调压档位显示器和对应相关操作的指示灯。
☆ 主操作台操作面板上设有高压系统操作允许钥匙开关，高压合分闸转换开关，
高压紧急分闸红色蘑菇状按钮。设有变压器调压开关，三相电极各自的升降开关
和总升开关，各相弧流给定值的增减开关以及弧流灵敏度调整开关和其他一些辅
助操作开关。
炉前操作台
通过炉前操作台设置的一系列转换开关可以完成控制三相电极夹紧、松开，
炉子动作部份的控制和操作。还设有相应的指示灯显示动作执行状态。
5.2.7 工业计算机监控系统
电气设备硬件配置
·工业计算机：
选用台湾研华工业控制机 数量 1 台
其中：中央处理器 P4-2.8G， 内存 1G，硬盘 160G，DVD 光驱；
· 显示器 数量 1 台
选用三星 17”LCD 液晶显示器
·打印机 数量 1 台
选用惠普公司激光打印机 ( HP-1000 )
·UPS 电源 数量 1 台
选用山特公司 UPS 电源( 3KVA/30 分)。
6 服务承诺
6.1 向用户提供设备平面布置图及基础条件图。
6.2 向用户提供设备使用说明书， 维修和操作用图纸及有关技术资料。
6.3 对用户进行设备的安装技术指导和调试工作, 并对用户操作人员进行现场技
术培训。
6.4 用户在遵守产品的运输、储存、安装、 使用等规定的条件下，从发货之日 起，在 12 个月内产品因创造不良发生损坏或者不能正常工作时，我方免费负责维 修和更换 (易损件除外)。
6.5 产品浮现质量问题，接到通知后，24 小时内做出答复并提出处理意见，
如需到现场服务，48 小时内派出服务人员。
6.6 长期为用户提供优良可靠的备品、备件。
7 设备质量控制与出厂检验
7.1 设计采用三级审核制度， 即方案设计－审核－初步设计－审核－详细设计－
审核。
7.2 设计到创造全过程邀请用户进行监督，随时听取用户的意见。
4
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7.3 从合同签字到设计创造直至售后服务实行经理负责制。
7.4 卖方对其供货范围的设备负责。设备出厂前，卖方将依据相关的国家电炉生
产标准的检验大纲，甲乙双方共同签订技术协议，及企业标准所制定的产品出厂
检验、试验大纲，在供方工厂或者分包商所在地对所有设备和配套产品进行检验，
检验合格方可出厂。
7.5 买方有权参加卖方设备的检验和测试：
水冷炉盖装配后，通知买方到卖方检验打压试验；导电横臂组装完成后，通知买
方到卖方检验打压试验，并出具试验报告。
7.6 卖方应在检验开始前，至少提前十天通知买方参加检验；若检验时买方缺席，
卖方提供一份检验报告给买方。
7.7 无论买方代表是否参预产品的监制、检验及验收过程，均不能视为卖方按合
同规定应承担的质量保证的解除，也不能免除卖方对设备质量应负的责任。
7.8 设计、创造、 质量控制及出厂检验所需标准或者行业要求， 由卖方提前提供给
卖方。
8 设备质量及性能保证
8.1 设备质量保证
8.1.1 保证电弧炉设备的电控系统、仪表、水冷系统、机械、液压等各系统的工
作稳定性。保证各种零配件达到工况的要求。
8.1.2 保证电炉设备的各参数设定达到冶炼工艺描述和产品大纲中列出的要求。
9 设备分交点：
设计分交、分界点在厂房内。
9.1 介质管线
冷却水系统：变压器室墙外水冷装置接口处；
压缩空气系统：变压器室墙外压缩空气装置接口处；
卖方负责水冷、 液压、气动等系统管线设计， 买方负责中间配管的材料及附件。
9.2 电气设备
对于低压设备而言，设计分界点为进线刀开关的静触头，买方负责将低压电
源引至主控室低压柜进线端。
对于高压设备而言，设计分界点为进线隔离开关的静触头，买方负责将户外
高压引至高压柜进线端及其它高压电缆的接线。
9.3 自动化控制系统
电弧炉系统内部的自动化控制系统由卖方供应。 与车间其它系统的接口分界
点为相应电器设备的接口卡。
买方负责提供将各个柜体和设备之间的连接管线和桥架。
9.4 其他
所有介质油由买方负责提供 (变压器油除外)。
5
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买方负责提供基础预埋底脚螺栓、螺母、垫圈、预埋件，以及变压器小车导
轨及其预埋件，短网系统的预埋件。
接点与设备之间的连接管线如果需要法兰连接，则卖方应供应配套法兰和螺
栓，以及相应管线。卖方对所供货设备的完整性负责，如有遗项，卖方负责免费
补齐。
10 技术文件及资料交付
合同生效后卖方向买方提供的技术资料如下：
图纸：包括机械、液压、电气、仪表、计算机等部件及关键零件、全部非标
零部件，及易损件图纸；电气资料包括：电气元件的出厂资料、电气原理图、 安
装及竣工图、 一套 PLC 软硬件资料。
资料：包括操作说明书、 安装说明书；
标准设备：标准设备或者零件的装配图样本。
由卖方提供随机图纸、资料，以及电子文档。
10.1 设备安装及调试
10.1.1 卖方基本责任
a.卖方派有关技术及安装人员，负责合同设备的安装、冷试车、 热试车和验
收测试等有关技术服务和技术监督职责。
b.卖方派有关技术人员，到创造厂提供与合作创造产品有关的技术服务和技
术监督。
c.在买方设备开始安装之前，卖方应向买方提交一份详细的技术人员派遣计
划表。
d.卖方技术人员抵达或者离开买方的日期， 由双方现场总代表根据合同工厂的 建设进度商议确定。
e.在保证项目进度前提下，卖方作为投标设备的设计创造技术总负责单位，
应对设备性能、买方现场人员培训、技术服务、技术监督及最终产品的质量负责。
f.卖方技术人员应向买方技术人员详细解释有关设计数据、调试技术和方法，
指导买方技术人员进行设备调试；调试过程中调整的设定值，卖方技术人员应该
详细记录在竣工文件之中。卖方技术人员应向买方有关技术人员详细解释技术文
件、图纸、 数据表、工艺过程表、 操作手册、设备性能以及分析方法等， 回答并
匡助解决买方提出的在卖方技术人员的责任和义务。
g.卖方技术人员应在买方的合同工厂现场，对买方的有关调试、生产操作、
设备维护及产品检验人员进行培训，以便使他们尽快熟悉合同工厂的设备和技术。
h.卖方技术人员应与买方积极合作，保证合同工厂按计划进度建设。
i.卖方技术人员抵达合同工厂后， 应按照双方现场总代表允许的工作计划表，
在买方的总体安排下工作。惟独在双方现场总代表允许后， 才干修改工作计划表。
j.卖方负责安装常用工具及安装材料， 不包括高压部份的安装材料及液压介
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质等。
k.卖方不负责高压系统和变压器现场的测试工作及费用。
l.卖方配合买方进行热炉试验。
10.1.2 买方责任
a.提供部件装配及部件组合的组装场地。
b.免费提供电源、水、压缩空气。
11 成套范围
11.1 机械设备部份
序号
名称
炉体(不含炉衬)：
含炉壳(一个)；
出料槽(一个)；
1 套
数量
规格型号 供货方
炉壳厚 20mm 卖方
锅炉钢板
1
2
板式水冷炉盖：含
水冷炉盖(一个)；
水冷软管(一套)
倾炉机构：含
倾动平台(一个)；
水平锁定装置
倾炉油缸(二个)；
液压胶管(二根)
1 套
卖方
3
1 套
平 台 厚 度 卖方
300mm
缸径 160
(柱塞缸)
4
电极升降装置：含
小车式导电横臂 ( 三个)
立柱、配重系统( 三个)
减速机( 三个)
变频机电( 三个)
升降齿条 ( 三个)
1 套
卖方
横 臂 截 面 尺
寸：300X200
3kW
卖方
5
大电流路线：含
软补偿(每一个出线排二个)
互感器(15000/5A)
穿墙铜排 (每相两根)
大截面水冷电缆 (每相二根)
绝缘夹块/枕木
铜排紧固件
1 套
一套
三个
三根
六根
一批
一批
1 套
T 160X10
2
T 300X12
2
1600mm2
6
液压装置：含
油箱、油泵、电磁阀及各种仪表
卖方
7
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7 冷却水装置：含 1 套 卖方 进水分配器、 回水箱、 阀门及仪表
8 气动系统 1 套 卖方
9 现场水气液管路 1 套 卖方
11.2 电气设备部份(卖方供货)
序号
名称变压器：含
数量 规格型号 供货方
1 台 HSSPZ-4000/10 卖方
1
油水冷却器(一组)
变压器油
高压开关柜：含
真空开关、 隔离开关、 电压电
流互感器、 各种测量保护仪表
主操作台：含
变频器(四台)
电压电流表
旋钮、按钮、指示灯低压控制柜：
含 PLC
电流变送器
电压变送器
继电器
工控计算机
自动空气开关
炉前操作台：含
旋钮、按钮、指示灯炉后操作台：含
旋钮、按钮、指示灯
液压操作盒
11.3 消耗材料部份(买方供货)
1 面
GG-1AF
卖方
2
3
1 个
卖方
1 面
卖方
S7-200
4
5
6
7
1 台 卖方
1 台 卖方
1 个
卖方
序号 名称
数量 规格型号 供货方
1
筑炉用耐火材料
1 批
8
买方
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2
石墨电极
1 批
买方
各种消耗介质：
3
含冷却水、 液压介质、 减速机
齿轮油；
4
5
本体设备以外连接管线：
含水、电、液、气；
高压电缆
1 批
买方
1 批
买方
1 批
买方
12 主要机电配套件厂商汇总
12.1 机械部份
序号
1
2
3
4
5
6
名称
液压阀块
液压油泵
机电
规格型号
DSG 系列
PFE 系列
Y 系列
配套件厂商
榆次油研
榆次液压
ABB 公司
天津
水泵流阀门
电极升降减速机
互感器
4KW
15000/5
西安中达
大连互感器厂
12.2 电气部份
序号
名称
规格型号
配套件厂商
西安高压开关厂
1
高压开关柜
电炉变压器
GG-1AF
2
3
HSSPZ-4000/10
(张家港
特变)
台湾研华
西仪横河
工业控制机
电气控制柜壳
4
5
6
7
IPC810
变频器
可编程序控制器
G11 系列
日本富士
S7-200
LCD-17〃
西门子
液晶显示器
9
三星电子
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8
9
激光打印机
稳压电源
塑壳断路器
交流接触器
按钮、指示灯
直流电源
热继电器
HP-1000
UPS-1KVA
3VL 型
3TF 型
3SB2，3SB3
DC24V
3TH，3UA
HP 公司
山特公司
施耐德
施耐德
施耐德
上海横孚公司
施耐德
10
11
12
13
14
13 产品的验收和试验：
产品验收共分三次进行,出厂前验收、货到买方开箱验收和最终验收。
13.1 出厂前验收:
出厂前的验收在卖方进行,买方派员对全部设备成品在出厂前进行检查和验
收，检查项目如下：
13.1.1 普通检查
13.1.2 各部装配尺寸的检查
13.1.3 各部件创造质量检查
13.1.4 电炉配套件的检查
13.1.5 电气控制部份的通电试验
13.1.6 冷却水系统检查
13.1.7 液压系统检查
13.1.8 技术文件完整性检查
13.1.9 出厂合格证及装箱清单的检查.
13.1.10 包装检查
13.12 开箱验收
产品全部运抵买方后,甲、乙双方按装箱单检查整箱数量,并开箱清点, 验收
箱内产品的数量,确认在运输过程中有无损坏、有无丢失。
13.3 最终验收
最终验收是产品质量和性能的全面验收,从设备安装完成、 进行冷炉试验及热
炉 10 炉运行试验， 按照技术协议 “条款八”和国家电弧炉标准试验方法进行试验， 各试验项目合格后,最终验收合格,双方签订设备验收报告。
14 设备设计、创造与验收执行标准
GB50052－ 95 供配电系统设计规范
GB50054－ 95 低压配电设计规范
10
陕西诚达工业炉创造有限公司
技术规格书
YB/T036.1 ~ 1.21-92 冶金设备创造通用技术条件
GB50184—93
GB50221—95
JB/T6996-93
JB/T7708-95
工业金属管道工程质量检验评定标准
钢结构工程质量检验评定标准
重型机械液压系统通用技术条件
液压元件清洁度评定方法及液压元件清洁度指标
GB7251－ 97
DL/T404-97
JB/ZQ 4000
低压成套开关设备和控制设备
户内交流开关柜定货技术条件
通用技术标准
JB/ZQ 4000.3-86 焊接
JB/ZQ 4000.5-86 铸造
GB3766-83 液压系统通用技术条件
GB7932-87 气动系统通用技术条件
GB7935-87 液压元件通用技术条件
GB/T10067.1-88 《电热设备基本技术条件-通用部份》
GB5959.1-86 《电热设备的安全-通用部份》
GB5959.2-1998 《电热设备的安全-对电弧炉的特殊要求》
GB50056-93 《电热设备电力装置设计规范》
JB/ZQ4000.1-86 《产品检验通用技术要求》
JB/ZQ4000.2-86 《切削加工件通用技术要求》
JB/ZQ4000.3-86 《焊接件通用技术要求》
JJB/ZQ4000.5-86 《铸件通用技术要求》
JB/ZQ4000.6-86 《铸钢件补焊通用技术要求》
JB/ZQ4000.8-86 《管道与容器焊接防锈通用技术要求》
JB/ZQ4000.9-86 《装配通用技术要求》
JB/T9640-97 《电弧炉变压器》
GB10066.1-88 《电热设备的试验方法-通用部份》
JB/ZQ5368.2-88 《电热设备产品质量分等-HX 系列炼钢电弧炉》
11
2024年3月3日发(作者：解昕月)
HY28-4000kva 刚玉电弧炉技术 文件
HY2.8-4000KVA 白刚玉电弧炉
技术文件
1 工厂条件：
1.1 设备型号： HY2.8-4000KVA 白刚玉电弧炉设备；
1.2 设备用途：主要用于白刚玉、电熔刚玉、莫来石等磨料和耐火材料的冶炼。；
1.3 设备形式:白刚玉炉为固定式直筒水冷炉盖、顶加料、顶吹氧、炉壁外喷淋水
冷却结构形式，操作形式分为左、右操作。
1.4 工厂有关参数及能源介质条件:
1.4.1 电源条件：
a．交流 10kV 供电系统
电压： 10kV ± 10%
相数： 3
频率： 50 ± 0.5Hz
b. 低压配电系统
电压 380V/220V +10% ~ -15%
频率 50 ± 0.5Hz
三相
1.4.2 能源介质条件：
气体介质
名称
氧气
纯度%
99.9
压力 MPa
0.8 ~ 1.20
冷却水系统及其补充新水水质
序号
1
2
3
4
5
6
7
项 目
PH 值
悬浮物
硬度
碱度
氯离子
温度
压力
单 位
Mg/L
°dh
Mg/L
Mg/L
℃
MPa
数值
7.0-8.5
≤ 50
5-6
20-40
50
≤ 35
0.4
设备外部冷却循环水配置要求：
一个加料孔。炉盖侧下部设有二个活动门，用于辅助加料和电极故障处理。
炉盖外环下部安放于炉壳砂封槽内，起密封作用，通过销轴固定炉盖。
二号电极正对出料嘴。
炉盖进水、回水管均联接在总进水、回水管上。
炉盖制作完成后，应进行自然时效处理以消除焊接应力，并进行水压检漏。
4.4 电极升降装置
电极升降装置由小车式导电横臂、立柱、电极夹紧机构、比例阀式全液压电
极升降装置等组成。
小车式导电横臂为铜钢复合型横臂， 是由铜钢复合板制成的全水冷箱形结构。
横臂后段装有电极夹紧机构，电极夹紧采用碟簧抱紧形式，即正常工作时电极由
碟簧夹紧，松放电极时由气动缸压缩碟簧完成。立柱是由钢管及钢板焊成的 V 型
导轨构件,立柱两面设有两个导轨面，导轨面经过机械加工，以保证直线度和形位
公差。直立安装于炉盖旋转架上。通过比例阀式全液压电极升降装置完成电极臂
和电极的自动升降。
电极夹头采用铬铜锻件，铬铜具有导电性好，机械强度高，抗耐磨等优点。
在结构上摒弃传统埋管冷却的方式， 而采用打深孔内部通水直接冷却，从而大大
地增强了冷却效果，提高了夹头的使用寿命。电极抱闸采用非导磁不锈钢制成。
该电极升降装置具有以下优点：
☆ 铜钢复合型导电横臂升降灵便， 系统惯性小， 刚性好；
☆ 结构大大简化，绝缘性能好，可靠性高；
☆ 能方便可靠的夹紧、放松电极；
☆ 电极夹紧力大，夹头处不易发生打火现象；
☆ 电极抱闸为水冷构件，不会因处于高温区而发生热胀造成电极下滑。
4.5 短网系统(大电流路线)
大电流路线由电炉变压器二次出线端的连接铜排、补偿器、穿墙铜排、电缆
接头、大截面内水冷电缆、导电横臂、电极夹头、石墨电极以及支架等组成。水
冷电缆与穿墙铜材和导电横臂之间用不锈钢螺栓连接。 穿墙铜排、水冷电缆及导
电横臂内，通水冷却。在设计上通过短网工程计算，采用空间三角形布置， 使三
相阻抗不平衡度尽量小 (数值<8%)，使输入炉内的各相能量尽量平衡、合理， 从
而可以缩短熔化时间，有效地提高炉衬炉龄。
4.6 液压系统
液压系统压力为 12MPa，工作介质为抗磨液压油。系统包括液压源和各种控制 阀门、 蓄液箱、压力继电器等。
液压源有二台液压油泵( 一用一备)。蓄液箱上设有温度及液位控制仪表，动
作控制选用优质名牌滑阀和锻钢球阀。
液压系统设置高压过滤器，以保证系统的清洁度，使整个系统运行可靠。
陕西诚达工业炉创造有限公司 技术规格书
·液压系统控制,炉体锁定,炉体倾动等。
· 液压控制置于控制室内，设有断路器、接触器、热继电器等，提供液压系统
各机电启动运行和住手控制及保护。
各部位的传动方式如下：
运动部位
炉体倾动
机电升降
胶管。
│
4.7 冷却水系统
冷却水系统由压力表、温度计、截止阀、水分配器，回水箱及管路等组成。
冷却水源接自车间总进水管， 压力不小于 4XlO5Pa，水温不超过 32℃。 该装置设有
水压、水温报警，当水压低于设定值或者水温高于规定值时，发出报警信号。
冷却水装置设在变压器室墙侧炉前位置， 通过管路(包括软管)与炉体冷却部
位连接起来，分别供炉体、炉盖、导电横臂、水冷电缆等的冷却用。
板式水冷炉盖、炉壳水冷部份试验方法为：打水压至 0.6Mpa，保压 60 分钟，
然后用肉眼观察各处焊缝是否渗水。
变压器油水冷却器用水，由高位冷却水箱供给，回水接至车间回水网中。冷
却水质量应符合下列要求：
PH 值 7—8.5
总硬度 10°dH
悬浮物 50mg／L
总溶解物 400mg／L
导电率 75 毫西门子／m
4.8 气动系统
特点及控制方式
柱塞式液压缸、电动
比例阀式全液压电极升降
由液压站至炉体各部位的液压缸输液管路在活动部位均采用挠性高压钢丝编制
各部位的传动方式如下：
运动部位
电极松开
特点及控制方式
气缸
5 电气设备组成及工作原理
本套电气设备主要包括：高压供电系统、电炉变压器、 低压供电系统、 低压
电气控制系统、电极升降自动调节系统、工业计算机监控系统。
5.1 电气设备组成
高压柜
电炉变压器
1
1 面
1 台
陕西诚达工业炉创造有限公司 技术规格书
低压电气设备 1 套
其中低压电气设备包括：
a. 主操作台 1 台
b. 计算机操作台 1 台
c. 低压控制柜 1 面
d. 倾炉操作台 1 个
e. 液压控制箱 1 个
5.2 系统工作原理
5.2.1 高压供电系统( GG1AF)
高压供电系统由 10KV 馈电，经高压隔离开关、高压真空断路器送至电炉变压
器，在高压供电系统中还设有氧化锌避雷器，用于吸收操作过电压和浪涌过电压，
以保护变压器的正常运行，真空断路器用来接通和断开高压侧主电路。
高压侧二次计量回路设有电炉变压器高压侧电压、高压侧电流、功率因数、
有功功率、有功电度及无功电度的计量。二次保护回路设有短路保护、欠压保护、
变压器轻重瓦斯、变压器油温高及冷却系统故障等完善的保护回路。
本套系统的高压合、分闸控制回路的直流 220V 电源由合闸电源 380 提供。 直
流 220V 电源是经单相桥式整流、 平波、储能，最后输出稳定的直流 220V 电源，
以保证在动力供电回路断电时能顺利分开高压真空断路器。
高压系统的真空断路器的合、 分闸控制主要由主控制室的主操作台操作控制，
在设备调试时也可由高压柜就地操作。
5.2.2 电炉变压器
电炉变压器为白刚玉炉专用变压器， 采用有载电动调压，低压二次侧采用铜
排顶出线、外封口。变压器油水冷却器采用强油循环水冷却器。
变压器技术参数：
额定容量 4000kVA
一次电压
二次电压
10kV
180-390V/22 档有载电动调压
180-250V 恒电流
260-390V 恒功率
一次侧额定电流
二次侧额定电流
231A
9.3kA
D-Y do-11
接线方式
进出线方式
冷却方式
顶进顶出
强油循环水冷却器(OFWF)
5.2.3 低压供电系统
2
陕西诚达工业炉创造有限公司 技术规格书
车间动力电源提供电压为 380V／220V 的三相四线制动力电源,到主控室的动
力柜的柜内刀开关上端头 (N 线车柜内接地铜排)，再通过刀开关经铜排分别向各用
电点的断路器供电，经各级断路器分别提供给合闸整流电源、油水冷却器电源、
变压器调压箱电源、控制电源、 PLC 电源、稳压电源、变频机电、液压泵、空压机
及备用电源供用户使用。
动力柜的仪表板上安装有电压表、电流表用以指示低压控制系统的电压和电
流。
5.2.4 液压控制系统
3t 电弧炉液压站共有两台高压泵 (一用一备)，泵的工作可手动启动该泵， 开 泵时该泵电磁阀得电，泵卸荷启动， 3 秒后此电磁阀失电，高压泵进入打压阶段。
5.2.5 炉子本体设备的控制
电弧炉炉体系统的控制由西门子 S7-200 型 PLC 来完成。通过输入模块采集各
种限位开关动作信号、控制开关的指令信号、有关接触器、 继电器的动作信号，
经 PLC 内部程序进行设备动作的控制和联锁保护。 由相应的输出模块分别对高压
断路器合分闸、液压泵、液压阀门动作、炉盖升降及旋转、倾炉联锁等进行控制。
同时检测并发出设备的故障信号，由指示灯、报警铃报警。
5.2.6 电极升降调节器系统
电极升降自动控制系统由西门子 S7-200 型 PLC 来完成。将三相电弧电压、
电流信号通过信号转换电路变成 4 ~ 20mA 标准信号送入 PLC 模量输入模块，PLC
根据采集的弧流、弧压信号、变压器档位及给定值等信号，按照功率控制的原理
进行运算处理及逻辑判断后， 将结果通过 PLC 摹拟量输出模块控制电极升降变频
机电， 对电极升降进行自动调节，从而控制输入到炉内的电弧功率，以满足冶炼
工艺的要求。电极升降的速度，取决于 PLC 输出的信号大小。在自动控制过程中，
随时可通过按健来增大或者减少给定信号，在电弧炉的正常运行过程中，随时可以 用手动控制电极升降。
该调节器性能大大优于以往任何一种调节器控制路线， 除具有以往调节器的
功能外，此外还具有如下功能及特点：
·该系统选用 SIEMENS S2-200 系列 PLC。
· 电极升降可以手动和自动(PLC)控制，手动可在倾动操作台或者主控制室操作台
由按钮操作电极升降，其中手动升降优先。 自动为正常工作方式，由 PLC (也可结
合上位机)，对每相电极独立按冶炼设定进行自动跟踪。
· 电极自动上升速度为 2.0m/min，电极自动下降速度为 1.5m/min，响应时间＜
150ms。
·该系统具有恒扭矩检测功能，在电极碰到不导电炉料时， 发出报警信号，从而
可以大大减少因电极继续向下运动而折断电极是事故。
主操作台
3
陕西诚达工业炉创造有限公司 技术规格书
☆ 主操作台具有数据显示、状态显示和参数设定、动作操作功能。
☆ 主操作台仪表面板上装有分别显示三相弧流、三相弧压的广角仪表，分别显示
三相弧流和弧压数值，调压档位显示器和对应相关操作的指示灯。
☆ 主操作台操作面板上设有高压系统操作允许钥匙开关，高压合分闸转换开关，
高压紧急分闸红色蘑菇状按钮。设有变压器调压开关，三相电极各自的升降开关
和总升开关，各相弧流给定值的增减开关以及弧流灵敏度调整开关和其他一些辅
助操作开关。
炉前操作台
通过炉前操作台设置的一系列转换开关可以完成控制三相电极夹紧、松开，
炉子动作部份的控制和操作。还设有相应的指示灯显示动作执行状态。
5.2.7 工业计算机监控系统
电气设备硬件配置
·工业计算机：
选用台湾研华工业控制机 数量 1 台
其中：中央处理器 P4-2.8G， 内存 1G，硬盘 160G，DVD 光驱；
· 显示器 数量 1 台
选用三星 17”LCD 液晶显示器
·打印机 数量 1 台
选用惠普公司激光打印机 ( HP-1000 )
·UPS 电源 数量 1 台
选用山特公司 UPS 电源( 3KVA/30 分)。
6 服务承诺
6.1 向用户提供设备平面布置图及基础条件图。
6.2 向用户提供设备使用说明书， 维修和操作用图纸及有关技术资料。
6.3 对用户进行设备的安装技术指导和调试工作, 并对用户操作人员进行现场技
术培训。
6.4 用户在遵守产品的运输、储存、安装、 使用等规定的条件下，从发货之日 起，在 12 个月内产品因创造不良发生损坏或者不能正常工作时，我方免费负责维 修和更换 (易损件除外)。
6.5 产品浮现质量问题，接到通知后，24 小时内做出答复并提出处理意见，
如需到现场服务，48 小时内派出服务人员。
6.6 长期为用户提供优良可靠的备品、备件。
7 设备质量控制与出厂检验
7.1 设计采用三级审核制度， 即方案设计－审核－初步设计－审核－详细设计－
审核。
7.2 设计到创造全过程邀请用户进行监督，随时听取用户的意见。
4
陕西诚达工业炉创造有限公司 技术规格书
7.3 从合同签字到设计创造直至售后服务实行经理负责制。
7.4 卖方对其供货范围的设备负责。设备出厂前，卖方将依据相关的国家电炉生
产标准的检验大纲，甲乙双方共同签订技术协议，及企业标准所制定的产品出厂
检验、试验大纲，在供方工厂或者分包商所在地对所有设备和配套产品进行检验，
检验合格方可出厂。
7.5 买方有权参加卖方设备的检验和测试：
水冷炉盖装配后，通知买方到卖方检验打压试验；导电横臂组装完成后，通知买
方到卖方检验打压试验，并出具试验报告。
7.6 卖方应在检验开始前，至少提前十天通知买方参加检验；若检验时买方缺席，
卖方提供一份检验报告给买方。
7.7 无论买方代表是否参预产品的监制、检验及验收过程，均不能视为卖方按合
同规定应承担的质量保证的解除，也不能免除卖方对设备质量应负的责任。
7.8 设计、创造、 质量控制及出厂检验所需标准或者行业要求， 由卖方提前提供给
卖方。
8 设备质量及性能保证
8.1 设备质量保证
8.1.1 保证电弧炉设备的电控系统、仪表、水冷系统、机械、液压等各系统的工
作稳定性。保证各种零配件达到工况的要求。
8.1.2 保证电炉设备的各参数设定达到冶炼工艺描述和产品大纲中列出的要求。
9 设备分交点：
设计分交、分界点在厂房内。
9.1 介质管线
冷却水系统：变压器室墙外水冷装置接口处；
压缩空气系统：变压器室墙外压缩空气装置接口处；
卖方负责水冷、 液压、气动等系统管线设计， 买方负责中间配管的材料及附件。
9.2 电气设备
对于低压设备而言，设计分界点为进线刀开关的静触头，买方负责将低压电
源引至主控室低压柜进线端。
对于高压设备而言，设计分界点为进线隔离开关的静触头，买方负责将户外
高压引至高压柜进线端及其它高压电缆的接线。
9.3 自动化控制系统
电弧炉系统内部的自动化控制系统由卖方供应。 与车间其它系统的接口分界
点为相应电器设备的接口卡。
买方负责提供将各个柜体和设备之间的连接管线和桥架。
9.4 其他
所有介质油由买方负责提供 (变压器油除外)。
5
陕西诚达工业炉创造有限公司 技术规格书
买方负责提供基础预埋底脚螺栓、螺母、垫圈、预埋件，以及变压器小车导
轨及其预埋件，短网系统的预埋件。
接点与设备之间的连接管线如果需要法兰连接，则卖方应供应配套法兰和螺
栓，以及相应管线。卖方对所供货设备的完整性负责，如有遗项，卖方负责免费
补齐。
10 技术文件及资料交付
合同生效后卖方向买方提供的技术资料如下：
图纸：包括机械、液压、电气、仪表、计算机等部件及关键零件、全部非标
零部件，及易损件图纸；电气资料包括：电气元件的出厂资料、电气原理图、 安
装及竣工图、 一套 PLC 软硬件资料。
资料：包括操作说明书、 安装说明书；
标准设备：标准设备或者零件的装配图样本。
由卖方提供随机图纸、资料，以及电子文档。
10.1 设备安装及调试
10.1.1 卖方基本责任
a.卖方派有关技术及安装人员，负责合同设备的安装、冷试车、 热试车和验
收测试等有关技术服务和技术监督职责。
b.卖方派有关技术人员，到创造厂提供与合作创造产品有关的技术服务和技
术监督。
c.在买方设备开始安装之前，卖方应向买方提交一份详细的技术人员派遣计
划表。
d.卖方技术人员抵达或者离开买方的日期， 由双方现场总代表根据合同工厂的 建设进度商议确定。
e.在保证项目进度前提下，卖方作为投标设备的设计创造技术总负责单位，
应对设备性能、买方现场人员培训、技术服务、技术监督及最终产品的质量负责。
f.卖方技术人员应向买方技术人员详细解释有关设计数据、调试技术和方法，
指导买方技术人员进行设备调试；调试过程中调整的设定值，卖方技术人员应该
详细记录在竣工文件之中。卖方技术人员应向买方有关技术人员详细解释技术文
件、图纸、 数据表、工艺过程表、 操作手册、设备性能以及分析方法等， 回答并
匡助解决买方提出的在卖方技术人员的责任和义务。
g.卖方技术人员应在买方的合同工厂现场，对买方的有关调试、生产操作、
设备维护及产品检验人员进行培训，以便使他们尽快熟悉合同工厂的设备和技术。
h.卖方技术人员应与买方积极合作，保证合同工厂按计划进度建设。
i.卖方技术人员抵达合同工厂后， 应按照双方现场总代表允许的工作计划表，
在买方的总体安排下工作。惟独在双方现场总代表允许后， 才干修改工作计划表。
j.卖方负责安装常用工具及安装材料， 不包括高压部份的安装材料及液压介
6
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质等。
k.卖方不负责高压系统和变压器现场的测试工作及费用。
l.卖方配合买方进行热炉试验。
10.1.2 买方责任
a.提供部件装配及部件组合的组装场地。
b.免费提供电源、水、压缩空气。
11 成套范围
11.1 机械设备部份
序号
名称
炉体(不含炉衬)：
含炉壳(一个)；
出料槽(一个)；
1 套
数量
规格型号 供货方
炉壳厚 20mm 卖方
锅炉钢板
1
2
板式水冷炉盖：含
水冷炉盖(一个)；
水冷软管(一套)
倾炉机构：含
倾动平台(一个)；
水平锁定装置
倾炉油缸(二个)；
液压胶管(二根)
1 套
卖方
3
1 套
平 台 厚 度 卖方
300mm
缸径 160
(柱塞缸)
4
电极升降装置：含
小车式导电横臂 ( 三个)
立柱、配重系统( 三个)
减速机( 三个)
变频机电( 三个)
升降齿条 ( 三个)
1 套
卖方
横 臂 截 面 尺
寸：300X200
3kW
卖方
5
大电流路线：含
软补偿(每一个出线排二个)
互感器(15000/5A)
穿墙铜排 (每相两根)
大截面水冷电缆 (每相二根)
绝缘夹块/枕木
铜排紧固件
1 套
一套
三个
三根
六根
一批
一批
1 套
T 160X10
2
T 300X12
2
1600mm2
6
液压装置：含
油箱、油泵、电磁阀及各种仪表
卖方
7
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7 冷却水装置：含 1 套 卖方 进水分配器、 回水箱、 阀门及仪表
8 气动系统 1 套 卖方
9 现场水气液管路 1 套 卖方
11.2 电气设备部份(卖方供货)
序号
名称变压器：含
数量 规格型号 供货方
1 台 HSSPZ-4000/10 卖方
1
油水冷却器(一组)
变压器油
高压开关柜：含
真空开关、 隔离开关、 电压电
流互感器、 各种测量保护仪表
主操作台：含
变频器(四台)
电压电流表
旋钮、按钮、指示灯低压控制柜：
含 PLC
电流变送器
电压变送器
继电器
工控计算机
自动空气开关
炉前操作台：含
旋钮、按钮、指示灯炉后操作台：含
旋钮、按钮、指示灯
液压操作盒
11.3 消耗材料部份(买方供货)
1 面
GG-1AF
卖方
2
3
1 个
卖方
1 面
卖方
S7-200
4
5
6
7
1 台 卖方
1 台 卖方
1 个
卖方
序号 名称
数量 规格型号 供货方
1
筑炉用耐火材料
1 批
8
买方
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2
石墨电极
1 批
买方
各种消耗介质：
3
含冷却水、 液压介质、 减速机
齿轮油；
4
5
本体设备以外连接管线：
含水、电、液、气；
高压电缆
1 批
买方
1 批
买方
1 批
买方
12 主要机电配套件厂商汇总
12.1 机械部份
序号
1
2
3
4
5
6
名称
液压阀块
液压油泵
机电
规格型号
DSG 系列
PFE 系列
Y 系列
配套件厂商
榆次油研
榆次液压
ABB 公司
天津
水泵流阀门
电极升降减速机
互感器
4KW
15000/5
西安中达
大连互感器厂
12.2 电气部份
序号
名称
规格型号
配套件厂商
西安高压开关厂
1
高压开关柜
电炉变压器
GG-1AF
2
3
HSSPZ-4000/10
(张家港
特变)
台湾研华
西仪横河
工业控制机
电气控制柜壳
4
5
6
7
IPC810
变频器
可编程序控制器
G11 系列
日本富士
S7-200
LCD-17〃
西门子
液晶显示器
9
三星电子
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技术规格书
8
9
激光打印机
稳压电源
塑壳断路器
交流接触器
按钮、指示灯
直流电源
热继电器
HP-1000
UPS-1KVA
3VL 型
3TF 型
3SB2，3SB3
DC24V
3TH，3UA
HP 公司
山特公司
施耐德
施耐德
施耐德
上海横孚公司
施耐德
10
11
12
13
14
13 产品的验收和试验：
产品验收共分三次进行,出厂前验收、货到买方开箱验收和最终验收。
13.1 出厂前验收:
出厂前的验收在卖方进行,买方派员对全部设备成品在出厂前进行检查和验
收，检查项目如下：
13.1.1 普通检查
13.1.2 各部装配尺寸的检查
13.1.3 各部件创造质量检查
13.1.4 电炉配套件的检查
13.1.5 电气控制部份的通电试验
13.1.6 冷却水系统检查
13.1.7 液压系统检查
13.1.8 技术文件完整性检查
13.1.9 出厂合格证及装箱清单的检查.
13.1.10 包装检查
13.12 开箱验收
产品全部运抵买方后,甲、乙双方按装箱单检查整箱数量,并开箱清点, 验收
箱内产品的数量,确认在运输过程中有无损坏、有无丢失。
13.3 最终验收
最终验收是产品质量和性能的全面验收,从设备安装完成、 进行冷炉试验及热
炉 10 炉运行试验， 按照技术协议 “条款八”和国家电弧炉标准试验方法进行试验， 各试验项目合格后,最终验收合格,双方签订设备验收报告。
14 设备设计、创造与验收执行标准
GB50052－ 95 供配电系统设计规范
GB50054－ 95 低压配电设计规范
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陕西诚达工业炉创造有限公司
技术规格书
YB/T036.1 ~ 1.21-92 冶金设备创造通用技术条件
GB50184—93
GB50221—95
JB/T6996-93
JB/T7708-95
工业金属管道工程质量检验评定标准
钢结构工程质量检验评定标准
重型机械液压系统通用技术条件
液压元件清洁度评定方法及液压元件清洁度指标
GB7251－ 97
DL/T404-97
JB/ZQ 4000
低压成套开关设备和控制设备
户内交流开关柜定货技术条件
通用技术标准
JB/ZQ 4000.3-86 焊接
JB/ZQ 4000.5-86 铸造
GB3766-83 液压系统通用技术条件
GB7932-87 气动系统通用技术条件
GB7935-87 液压元件通用技术条件
GB/T10067.1-88 《电热设备基本技术条件-通用部份》
GB5959.1-86 《电热设备的安全-通用部份》
GB5959.2-1998 《电热设备的安全-对电弧炉的特殊要求》
GB50056-93 《电热设备电力装置设计规范》
JB/ZQ4000.1-86 《产品检验通用技术要求》
JB/ZQ4000.2-86 《切削加工件通用技术要求》
JB/ZQ4000.3-86 《焊接件通用技术要求》
JJB/ZQ4000.5-86 《铸件通用技术要求》
JB/ZQ4000.6-86 《铸钢件补焊通用技术要求》
JB/ZQ4000.8-86 《管道与容器焊接防锈通用技术要求》
JB/ZQ4000.9-86 《装配通用技术要求》
JB/T9640-97 《电弧炉变压器》
GB10066.1-88 《电热设备的试验方法-通用部份》
JB/ZQ5368.2-88 《电热设备产品质量分等-HX 系列炼钢电弧炉》
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