高炉钢结构

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 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 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 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 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 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 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 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 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 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