高炉钢结构

三. 炉壳厚度
可由下式计算：
kD
式中：
——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。
高炉各弦带k的取值
炉顶封板与 炉喉 当 50° ＜β ＜55° β ＞55° 4.0 3.6 2.0 2.2 2.7 3.0
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6º 左右，以使炉缸周围宽敞。
二. 炉身支柱
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。
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 ；
高炉炉身 高炉炉身下弦带 风口带到炉腹上折点 炉缸及炉底
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）
高炉容积，m3 高炉结构型式 100 炉缸 支柱 14 14 14 14 16 8 14 8 255 自立 式 16 16 16 16 － 14 14 12 620 炉缸 支柱 25 25 22 22 30 18 25 18 620 自立式 1000 炉体 框架 28/32 32 28 28 － 25 25 20 1513 炉缸 支柱 36 32 30 30 36 30 36 24 2025 炉体 框架 36 36 32 30 － 28 32 24 4063 炉体 框架 65， 铁口区 90 90 60 60 － 炉身由下至 上依次为 55，50，40， 32，40
（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.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。
5540炉顶封板与5536高炉炉身20高炉炉身下弦带22风口带到炉腹上折点2730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14mm高炉容积1002556206201000151320254063高炉结构型式支柱自立支柱自立式炉体框架支柱炉体框架炉体框架141625282832363665铁口区90风口区141625283232369014162228283032601416222228303060141820253028炉顶及炉喉14142525253632高炉炉厚度mm炉身其它部位121818202424炉身由下至上依次为5540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250mm间距
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）。
二. 设计时注意的问题： 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。
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。
2. 优点： 降低了炉壳负荷，安全可靠。 3. 缺点： 耗费钢材较多、投资高。
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；
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。
炉底 风口区 高炉炉 壳 厚度， mm 炉腹 炉腰 托圈 炉身下部 炉顶及炉喉 炉身其它部位
28 28 28 22 － 20 25 18
3.5.3 炉体框架
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。
3.5.4 炉缸炉身支柱、炉腰支圈和支柱座圈
3.6 高炉基础
一. 作用： 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：
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 ：
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 。
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。
五. 基墩： 基墩断面为圆形，直径与炉底相同 ，高度一般为2.5～3.0m 。
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：
A P
式中：
KS 允
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
四. 支柱座圈 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 。