3、基本規(guī)定3,0.1、本條提出在殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)具體考慮的一些注意事項。與保證工程質(zhì)量密切相關(guān),其中鋼材的牌號就目前的使用情況.高爐,熱風(fēng)爐殼體結(jié)構(gòu)等選用的鋼材大多數(shù)是各大鋼鐵企業(yè) 如。寶鋼、鞍鋼.武鋼等,自行研發(fā)的低合金結(jié)構(gòu)鋼.這些鋼材只有企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),尚未形成國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 因此。必須詳細(xì)列出鋼材的化學(xué)成分和力學(xué)性能的各項要求、以便按此進(jìn)行檢驗。凡選用的鋼材牌號已有現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的,可不再列出,只提附加保證和協(xié)議要求的內(nèi)容。結(jié)構(gòu)方案中的殼體分段和分塊要避開鋼板的對接焊縫與設(shè)備安裝焊縫相焊 并留有一定的距離 避免產(chǎn)生殘余應(yīng)力、構(gòu)造措施是殼體結(jié)構(gòu)的重要組成部分。應(yīng)滿足受力和施工要求。3,0,2,本條是根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、高爐煉鐵工藝設(shè)計規(guī)范、GB。50427對爐體的要求提出的,殼體結(jié)構(gòu)的工作年限要求主要是為實現(xiàn)高爐長壽創(chuàng)造條件 3、0 3.高爐,熱風(fēng)爐等構(gòu)筑物的殼體結(jié)構(gòu)屬特種鋼結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足煉鐵冶煉工藝的要求 本條是殼體結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計的一般原則、對不同爐容級別的高爐 這些原則是共同的.3,0,4。高爐。熱風(fēng)爐的殼體結(jié)構(gòu)是在高溫。高壓且荷載工況十分復(fù)雜的條件下工作,與一般壓力容器和鋼結(jié)構(gòu)有所不同,如高爐的殼體結(jié)構(gòu)不僅承受爐頂荷載、自重,冷卻設(shè)備等恒荷載.而且主要承受氣體壓力 爐料荷載.耐材砌體膨脹力.有時還要抵抗煤氣爆炸、崩料,坐料的巨大沖擊負(fù)荷,殼體結(jié)構(gòu)還必須使?fàn)t體密閉、不讓煤氣泄漏。以保護環(huán)境,殼體結(jié)構(gòu)一旦破壞將釀成重大事故、基于這種復(fù)雜性和重要性.殼體結(jié)構(gòu)的抗力除依賴于工程生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的積累外 還應(yīng)對殼體結(jié)構(gòu)采用強度理論進(jìn)行分析。殼體結(jié)構(gòu)由塑性好的鋼材制成,無論處于何種應(yīng)力狀態(tài)、只要殼體中的最大剪應(yīng)力達(dá)到極限剪應(yīng)力值時.就會引起塑性屈服,其破壞符合塑性屈服的第三強度理論.因此.殼體結(jié)構(gòu)的各應(yīng)力及其組合所持的強度理論是.最大剪應(yīng)力,理論.許用應(yīng)力法是一個傳統(tǒng)的方法。該法簡單明了。概念明確.便于應(yīng)用。鑒于高爐 熱風(fēng)爐等殼體結(jié)構(gòu)的荷載工況 受力狀況,應(yīng)力狀態(tài)等的復(fù)雜性,目前尚未進(jìn)行統(tǒng)計分析、采用許用應(yīng)力法進(jìn)行設(shè)計是簡單易行 安全可靠的辦法、3、0,5,殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性計算分析,一是考慮殼體受力的復(fù)雜性,某些荷載值的大小很難確定.如,高爐爐內(nèi)砌體膨脹推力,半熔狀爐料的側(cè)壓力等、二是考慮爐體的重要性,彈性計算可以保證殼體結(jié)構(gòu)在最不利荷載組合工況作用下。就整體而言,殼體結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài),應(yīng)力控制在屈服點以內(nèi),使殼體結(jié)構(gòu)有足夠的抗力 保證爐體的安全.彈塑性計算主要針對殼體結(jié)構(gòu)是多種形狀的組合體.每段殼體的厚度均不相同 總體結(jié)構(gòu)是不連續(xù)的、在曲率發(fā)生突變處,將產(chǎn)生剪力和彎矩.并引起局部高額應(yīng)力,這些應(yīng)力有可能達(dá)到或超過鋼材的屈服強度,使局部區(qū)域進(jìn)入塑性變形。計算分析這些部位的局部應(yīng)力。其目的就是控制應(yīng)力強度在許用極限值的范圍內(nèi)。另外、殼體上開有大小各異的孔,使結(jié)構(gòu)局部不連續(xù)、孔的存在削弱了殼體強度,孔邊產(chǎn)生局部應(yīng)力集中,鋼材局部發(fā)生塑性流動 這些應(yīng)力將重新分布.若不加以限制。孔與孔之間的殼體將產(chǎn)生過量塑性變形使殼體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而導(dǎo)致破壞.因此。為正確確定殼體結(jié)構(gòu)開孔后的強度,必須研究孔邊的塑性區(qū)發(fā)展過程和控制局部塑性區(qū)的范圍,避免塑性區(qū)的連通是保障殼體結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵 3,0.6.本條是為適應(yīng)殼體結(jié)構(gòu)實際受力需要提出的、本條的第1款。第4款的規(guī)定是強制性條款,必須執(zhí)行。主要考慮因素有,我國現(xiàn)有500m3。1000m3的中型高爐爐頂壓力均在,0,08.0,15,MPa范圍內(nèi)、對于提高產(chǎn)量,降低焦比影響很大.現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、高爐煉鐵工藝設(shè)計規(guī)范,GB 50427規(guī)定 對1000m3 5000m3級的高爐 應(yīng)采用高壓操作。強化冶煉技術(shù).爐頂設(shè)計壓力為 0,20,0。30.MPa.調(diào)研資料表明。爐頂壓力增大后,高爐殼體裂縫有增加的趨勢,不少裂縫發(fā)生在熔敷金屬處、裂縫以爐身下部為主.裂縫的出現(xiàn)一般在投產(chǎn)后7年,8年。最短的僅有4年,遠(yuǎn)小于一代爐役15年的要求,從殼體結(jié)構(gòu)彈性分析表明,殼體主要承受環(huán)向應(yīng)力,豎向應(yīng)力較小.僅從這一點,豎向焊縫應(yīng)為一級,橫向焊縫質(zhì)量等級可為二級.但高爐在生產(chǎn)后期殼體還要承受熱沖擊負(fù)荷。使殼體的局部過熱區(qū)產(chǎn)生熱疲勞效應(yīng)、抗疲勞的焊縫應(yīng)為一級、在檢索文獻(xiàn)中,還看到某高爐殼體在制作過程中50mm和70mm厚的鋼板對接焊縫存在缺陷 在卷板時焊縫產(chǎn)生裂紋.熱風(fēng)爐殼體在調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)在爐身和殼體轉(zhuǎn)折部位多處產(chǎn)生縱向和橫向裂縫。裂縫除母材外在焊縫中亦有發(fā)生.現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 高爐煉鐵工藝設(shè)計規(guī)范。GB、50427明確規(guī)定。設(shè)計應(yīng)為實現(xiàn)高爐長壽創(chuàng)造條件。使高爐一代爐役的工作年限。無中修、達(dá)到15年以上、熱風(fēng)爐等的工作年限應(yīng)滿足高爐二代爐役的要求 因此.殼體結(jié)構(gòu)的工作年限對設(shè)計.施工。安裝提出了更高的要求,鑒于上述原因,高爐。熱風(fēng)爐殼體結(jié)構(gòu)的對接焊縫質(zhì)量等級應(yīng)為一級。五通球內(nèi)壓均勻 殼體的計算應(yīng)力以拉應(yīng)力為主。焊縫質(zhì)量等級應(yīng)為一級、下降管跨度大 一般都在50m以上、橫向?qū)雍缚p為受拉焊縫 另外。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)某些高爐的下降管橫向焊縫開裂 采取了加固措施 因此,下降管的橫向?qū)雍缚p應(yīng)為一級、