第3章　高炉本体设计（5）

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,3.5 高炉钢结构,1,一. 设计高炉钢结构考虑的因素：,（1）考虑到各种设备安装、检修、更换的可行性，要考虑到大型设备的运进运出，吊上吊下，临时停放等可能性 ；,（2）具有耐高温高压、耐磨和可靠的密封性；,（3）应留有足够的净空尺寸，并且要考虑到安装偏差和受力变形等因素 ；,（4）对于支撑构件，要认真分析荷载条件，做强度计算 ；,（5）避免积尘积水；,（6）合理设置走梯、过桥和平台 。,2,3.5.1. 高炉本体钢结构,3,高炉本体钢结构,a炉缸支柱式；b炉缸、炉身支柱式；c炉体框架式；d自立式,4,一. 炉缸支柱式曾用于中小型高炉,1. 特点：,炉顶荷载及炉身荷载由炉身外壳通过炉缸支柱传到基础上。,2. 优点： 节省钢材。,3. 缺点： 风口平台拥挤，炉前操作不方便。,4. 应用：目前小高炉多用这种结构。,5,二. 炉缸、炉身支柱式五、六十年代大型高炉,1. 特点：,炉顶装料设备和煤气导出管、上升管等的重量经过炉身传递到炉腰托圈；,炉顶框架、大小钟荷载则通过炉身支柱传递到炉腰托圈；,传递到炉腰托圈的重量再通过炉缸支柱传递到基础上。,6,降低了炉壳负荷，安全可靠。,3. 缺点：,耗费钢材较多、投资高。,2. 优点：,7,三. 炉体框架式大型高炉多用,1. 特点：,由四根支柱连结成一个大框架；,框架本身是一个与高炉本体不相连接的独立结构。,框架下部固定在高炉基础上，顶端支撑在炉顶平台上。,因此除装料设备重量经炉壳传给基础外，其余所有重量均由大框架直接传给基础。,8,2. 优点：,风口平台宽敞，炉前操作方便，有利于大修时高炉容积的扩大。,9,四. 自立式,小型高炉多用,1. 特点：,不设任何支柱，全部荷载均由炉壳承受，并传递到基础上。,2. 优点： 钢材消耗少，结构简单，炉前宽敞。,3. 注意：,设计时应尽量减少炉壳转折点；高炉生产过程中应加强炉壳冷却；高炉大修时炉顶设备需要另设支架。,10,3.5.2 炉 壳,11,一. 作用：,固定冷却设备；,保证高炉砌砖的牢固性；,承受炉内压力和起到炉体密封作用。,有的要承受炉顶荷载和起到冷却内衬作用（外部喷水冷却时）。,12,炉壳折点和开孔应避开在同一个截面；,炉缸下部折点应在铁口框以下100mm以上；,炉腹折点应在风口大套法兰边缘以上大于100mm处；,炉壳开口处需补焊加强板。,二. 设计时注意的问题：,13,三. 炉壳厚度,计算部位炉壳厚度，mm；,D,计算部位炉壳外弦带直径（对 圆锥壳体采用大端直径），m；,k,系数，mm/m；与弦带位置有关（见下页图），其值见下表。,可由下式计算：,式中：,14,高炉各弦带,k,的取值,15,高炉炉体各弦带分界示意图,炉身下弦带高度一般不超过炉身高度的1/41/3.5。,16,我国某些高炉炉壳厚度（mm）,17,炉体框架由四根支柱组成，上至炉顶平台，下至高炉基础，与高炉中心成对称布置，保证支柱与热风围管有250mm间距。,3.5.3 炉体框架,18,一. 炉缸支柱：,1. 作用：,用来承担经炉腰支圈传递下来的全部荷载。,2. 数目：,支柱的数目常为风口数目的一半或三分之一，均匀地分布在炉缸周围。,支柱向外倾斜6左右，以使炉缸周围宽敞。,3.5.4 炉缸炉身支柱、炉腰支圈和支柱座圈,19,1. 作用：,支承炉顶框架及炉顶平台上的荷载、炉身部分的平台走梯、给排水管道等。,一般为 6 根，下端应与炉缸支柱相对应,。,二. 炉身支柱,20,三. 炉腰支圈,1. 作用：,将其承托的上部均布荷载（砌砖重量及压力等）变成几个集中载荷传给炉缸支柱，同时也起着密封作用。,与上下炉壳连接处，两侧都用角钢加固，在外侧边缘也用角钢加固，以加强其刚性。,21,炉腰支圈,22,为了使支柱作用于炉基上的力比较均匀，在每根支柱下面都有用铸铁或型钢做成的单片垫板，并且彼此用拉杆或整环连接起来 。,四. 支柱座圈,23,3.6 高炉基础,24,将高炉全部荷载均匀地传递到地基。,二. 组成：,由埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分组成，见图：,一. 作用：,25,高炉基础,1冷却壁；2水冷管；3耐火砖；4炉底砖；5耐热混凝土基墩；6钢筋混凝土基座,26,三. 高炉基础的负荷,1. 静负荷：,2. 动负荷：,3. 热应力的作用 ：,27,四. 对高炉基础的要求,高炉基础应把高炉全部荷载均匀地传给地基，不允许发生沉陷和不均匀的沉陷。,具有一定的耐热能力。,28,基墩断面为圆形，直径与炉底相同，高度一般为2.53.0m 。,五. 基墩：,29,六. 基座：,基座直径与荷载和地基土质有关，基座底表面积可按下式计算：,式中：,A,基座底表面积，m,2,；,P,包括基础质量在内的总荷载，t；,K,小于1的安全系数，取值视土质而定；,S,允,地基土质允许的承压能力，t/m,2,。一般建在2.0kg/cm,2,的土质上 。,30,