高爐、熱風爐等構筑物的殼體結構，其受力狀況和應力特征等不同于一般鋼結構，工作條件十分惡劣，在冶煉過程中，如：高爐殼體是在高溫、壓力作用下，爐料和煤氣相逆流動，爐內有高溫煤氣、固體爐料、爐料的軟熔體以及渣熔液和鐵水同時存在狀態下工作，殼體承受爐料作用力、煤氣壓力、內襯膨脹作用力、溫度應力、腐蝕介質作用；又如：熱風爐在使高爐連續不斷得到大量高溫空氣的同時，自身也承受較高的風溫和風壓，拱頂鋼板還受介質腐蝕等。另外，從國內高爐、熱風爐等殼體結構使用現狀調查資料可知，殼體開裂十分普遍，嚴重者發生斷裂，往往導致高爐停產大修，造成巨大的經濟損失。本條著重提出了在鋼材選用時，需要綜合考慮的因素，這對防止殼體斷裂有密切關系，對鋼材牌號的選擇有重要影響，對今后殼體結構設計的材料選用有指導作用。

沖擊韌性是衡量鋼材斷裂時所做功的指標，也是鋼材在沖擊荷載或多軸拉應力作用下具有可靠性能的保障。沖擊韌性可以間接反映鋼材抵抗低溫、應力集中、多軸拉應力、沖擊和重復荷載等因素導致脆斷的能力。在煉鐵爐殼體結構工程使用中亦常用來代表鋼材抗脆斷的斷裂韌性。高爐、熱風爐的殼體結構上開有許多孔洞，特別是高爐殼體上開有幾千個孔洞，在孔洞周邊存在應力集中，處于多向應力狀態，而且在生產后期爐內襯受損，殼體不僅承受熱應力，同時爐內溫度的不斷變化，殼體上反復出現局部過熱區產生熱疲勞效應。因此，在總結生產使用經驗的基礎上，對殼體結構的鋼材提出了0℃和常溫沖擊韌性的合格保證，以達到殼體在熱沖擊荷載和多向拉應力作用下具有可靠性能保證。

煉鐵爐的殼體結構均為焊接結構，在焊接接頭中，熱影響區因急冷而產生淬硬傾向，淬硬傾向大的鋼材易產生焊接裂紋，接頭的塑性降低。影響鋼材形成硬化組織的因素之一是碳及其他使鋼材具有淬硬傾向的合金元素，焊接接頭熱影響區淬硬性傾向用碳當量來衡量，通過估算碳當量的方法，對鋼材可焊性進行評價。附錄B中碳當量的計算式是采用現行國家標準《建筑結構用鋼板》GB/T 19879標準中的計算式，碳當量的0.42%是參考國外的有關資料和我國大型高爐殼體采用的新鋼種焊接性能研究總結。決定鋼材可焊性通常控制低合金鋼的碳當量，當低合金高強度結構鋼的碳當量等于或小于0.42%時，鋼材的淬硬傾向不十分明顯，屬可焊性鋼材。但由于殼體結構鋼板較厚，施焊時應采用預熱和后熱措施防止冷裂紋產生。在評價BB503等殼體結構用鋼板的焊接冷裂紋敏感性時，也可采用附錄B中焊接裂紋敏感性指數，其值應等于或小于0.26%。

高爐、熱風爐、除塵器、五通球及煤氣上升下降管殼體的荷載工況、受力狀態、應力特征、腐蝕介質、溫度作用及工作條件等均不一樣，因此，對鋼材的化學成分、力學性能及工藝性能的要求亦不相同。對于高爐殼體結構的鋼材，其強度、韌性、耐急冷急熱性能、加工性能及焊接性能應適應高爐強化冶煉的特殊需要。現行國家標準《高爐煉鐵工藝設計規范》GB 50427要求高爐一代爐役的工作年限達到15年以上，熱風爐的壽命應滿足高爐二代爐役的要求，達到30年，因此，殼體結構工作年限應滿足上述要求。在20世紀80年代以前高爐建設中殼體結構曾采用碳素結構鋼制作，平均壽命僅為2年～4年，不能用于高爐殼體結構。規范在編制過程中，為擴大鋼材在殼體中的應用范圍，中冶賽迪工程技術股份有限公司與中冶集團建筑研究院共同開展了Q345B鋼、Q345C鋼，Q390C鋼、Q390D鋼綜合性能的試驗驗證。結果表明Q345C鋼、Q390C鋼、Q390D鋼除具有強度高、塑性和韌性好外，熱疲勞性能、應變時效性能以及焊接性能表現優異。但鑒于試件的最大厚度為50mm，其綜合性能尚不能代表大于50mm厚鋼板的力學性能和工藝性能。因此，條文中規定僅用于1000m3～2000m3爐容級別高爐的殼體結構。近20年來經廣大科技人員的不懈努力，寶鋼、鞍鋼、武鋼等鋼鐵企業先后研制開發了BB503鋼、ALK490鋼、WSM50C鋼，這些低合金高強度的新牌號鋼，經生產實踐證明，具有強度、塑性、韌性、防裂性和抗脆性斷裂等綜合最佳性能，滿足了高爐強化冶煉的需要。對于熱風爐拱頂采用BB41BF鋼、ALK420鋼、WSM41C鋼，主要是這些鋼種具有防腐蝕性介質侵蝕和抗脆性斷裂的性能。Q345B鋼可用于高爐底板。

高爐、熱風爐、除塵器、五通球及煤氣上升下降管殼體的荷載工況、受力狀態、應力特征、腐蝕介質、溫度作用及工作條件等均不一樣，因此，對鋼材的化學成分、力學性能及工藝性能的要求亦不相同。對于高爐殼體結構的鋼材，其強度、韌性、耐急冷急熱性能、加工性能及焊接性能應適應高爐強化冶煉的特殊需要。現行國家標準《高爐煉鐵工藝設計規范》GB 50427要求高爐一代爐役的工作年限達到15年以上，熱風爐的壽命應滿足高爐二代爐役的要求，達到30年，因此，殼體結構工作年限應滿足上述要求。在20世紀80年代以前高爐建設中殼體結構曾采用碳素結構鋼制作，平均壽命僅為2年～4年，不能用于高爐殼體結構。規范在編制過程中，為擴大鋼材在殼體中的應用范圍，中冶賽迪工程技術股份有限公司與中冶集團建筑研究院共同開展了Q345B鋼、Q345C鋼，Q390C鋼、Q390D鋼綜合性能的試驗驗證。結果表明Q345C鋼、Q390C鋼、Q390D鋼除具有強度高、塑性和韌性好外，熱疲勞性能、應變時效性能以及焊接性能表現優異。但鑒于試件的最大厚度為50mm，其綜合性能尚不能代表大于50mm厚鋼板的力學性能和工藝性能。因此，條文中規定僅用于1000m3～2000m3爐容級別高爐的殼體結構。近20年來經廣大科技人員的不懈努力，寶鋼、鞍鋼、武鋼等鋼鐵企業先后研制開發了BB503鋼、ALK490鋼、WSM50C鋼，這些低合金高強度的新牌號鋼，經生產實踐證明，具有強度、塑性、韌性、防裂性和抗脆性斷裂等綜合最佳性能，滿足了高爐強化冶煉的需要。對于熱風爐拱頂采用BB41BF鋼、ALK420鋼、WSM41C鋼，主要是這些鋼種具有防腐蝕性介質侵蝕和抗脆性斷裂的性能。Q345B鋼可用于高爐底板。

結構用鋼在國家標準中規定鋼板以熱軋、控軋、正火及正火加回火狀態交貨。本條提出除Q 235B、Q345B鋼為熱軋供貨外，其他牌號鋼板交貨狀態均為正火，主要是針對各殼體結構的受力狀態、應力特征、腐蝕介質等的不同，對鋼板力學性能和工藝性能提出了不同的要求。鋼板熱軋后正火是熱處理工藝中的一種，通過正火可以細化金相組織，提高強度和改善韌性。根據理論計算分析和試驗研究以及殼體結構的使用實踐經驗，并參考國外的有關資料，BB503鋼、ALK490鋼、WSM50C鋼、BB41BF鋼、ALK420鋼、WSM41C鋼、Q235C鋼、Q345C鋼、Q390C鋼、Q 390D鋼和Q 345R鋼板正火狀態交貨可滿足高爐、熱風爐、五通球生產使用爐役（高爐15年、熱風爐30年）的要求。

關于超聲波檢測質量等級的劃分，主要是根據現行國家標準《鋼制壓力容器》GB 150和現行行業標準《承壓設備無損檢測第3部分 超聲檢測》JB/T 4730.3的規定和高爐出鐵口、風口部位殼體結構的應力分布狀況以及熱風爐拱頂殼體結構存在晶界應力腐蝕，提出了不同質量等級的要求。本條在設計和施工中必須嚴格執行。

本條提出鋼板厚度等于或大于40m m時，宜選用Z向性能鋼，主要從兩個方面考慮：其一，鋼板在軋制過程中，隨著板厚的增加，厚度方向的壓縮比減小，鋼板在三個方向的力學性能差別甚大，其中沿厚度方向性能最差。另外，鋼中的硫、磷偏析和非金屬夾雜等缺陷也影響鋼材厚度方向的性能；其二，殼體結構的鋼板雖然沿厚度方向不受拉力，但鋼板在孔洞邊緣存在多向拉應力；另外，在制作焊接過程中厚度方向可能出現層狀撕裂。這些對殼體結構的壽命是很不利的。厚度方向性能鋼板的Z向性能級別可選用Z15。