第3章　高炉本体设计（5）.ppt

3.5高炉钢结构,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。,3.5.1.高炉本体钢结构,,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,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。,二.炉缸、炉身支柱式五、六十年代大型高炉,1.特点①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；②炉顶框架、大小钟荷载则通过炉身支柱传递到炉腰托圈；③传递到炉腰托圈的重量再通过炉缸支柱传递到基础上。,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,三.炉体框架式大型高炉多用,1.特点①由四根支柱连结成一个大框架；②框架本身是一个与高炉本体不相连接的独立结构。③框架下部固定在高炉基础上，顶端支撑在炉顶平台上。④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。,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。,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。,3.5.2炉壳,一.作用,①固定冷却设备；②保证高炉砌砖的牢固性；③承受炉内压力和起到炉体密封作用。④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）。,①炉壳折点和开孔应避开在同一个截面；②炉缸下部折点应在铁口框以下100mm以上；③炉腹折点应在风口大套法兰边缘以上大于100mm处；④炉壳开口处需补焊加强板。,二.设计时注意的问题,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,高炉各弦带k的取值,,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1/4～1/3.5。,我国某些高炉炉壳厚度（mm）,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,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,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,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。,,炉腰支圈,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,3.6高炉基础,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,,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,三.高炉基础的负荷,1.静负荷2.动负荷3.热应力的作用,四.对高炉基础的要求,①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。②具有一定的耐热能力。,基墩断面为圆形，直径与炉底相同，高度一般为2.5～3.0m。,五.基墩,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，m2；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/m2。一般建在2.0kg/cm2的土质上。,