7.2。高爐殼體結(jié)構(gòu),7 2。1.本條提出各段殼體轉(zhuǎn)折處的水平夾角建議值,主要是根據(jù)我國自行設(shè)計的1000m3及以上容積多數(shù)高爐的生產(chǎn)實踐和參照日本。前蘇聯(lián)、德國等國家的大型高爐殼體外型尺寸提出,另外根據(jù)中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司對2000m3,4000m3級高爐空間實體模型有限元計算和國內(nèi)一些兄弟單位有限元計算 其分析結(jié)果表明.殼體的各轉(zhuǎn)折點是殼體的薄弱部位,轉(zhuǎn)角處邊緣應(yīng)力的存在將會降低殼體的承載力 因此在殼體外型尺寸選擇時,殼體轉(zhuǎn)折處的曲率不宜過大 應(yīng)平緩過渡,減少局部應(yīng)力集中、7、2.2、條文中規(guī)定殼體內(nèi)側(cè)應(yīng)對齊 主要是保證殼體內(nèi)側(cè)冷卻設(shè)備安裝平整和耐火材料的砌筑以及足夠的材料膨脹縫 高爐殼體轉(zhuǎn)折處和圓弧過渡處厚度變化較大.本條規(guī)定外側(cè)厚度相差6mm以上,均在較厚焊件外側(cè)做成坡度1、3。1。4的斜角,使截面和緩過渡以減小應(yīng)力集中 現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB 50017中第8,2、4條規(guī)定坡口不大于1,2,5的斜角 對焊件厚度相差較大的殼體鋼板,特別在圓弧過渡處。不足以滿足和緩傳遞內(nèi)力的要求,對于焊件板厚相差懸殊的連接節(jié)點 宜做成坡度1,4的斜角.一般情況可做成坡度1,3的斜角,當(dāng)一側(cè)厚度不大于6mm時,焊縫表面的斜角已足以滿足和緩傳遞內(nèi)力的要求 因此、規(guī)定焊件外側(cè)相差不小于6mm時才需做成斜角.7 2.3、隨著強(qiáng)化冶煉的不斷發(fā)展和爐內(nèi)冷卻設(shè)備的更新.銅冷卻壁已逐漸取代鑄鐵冷卻板 這兩種冷卻設(shè)備與殼體的連接方式是不相同的。前者的連接孔為圓孔.孔洞密集,孔邊緣的凈距都小于或等于100mm。后者的連接孔為長圓孔、其排列為錯列。孔邊緣的凈距一般都大于150mm,這些孔洞的存在極大地削弱了殼體截面面積,且使殼體結(jié)構(gòu)不連續(xù),在孔洞邊緣產(chǎn)生應(yīng)力集中,形成塑性屈服區(qū) 由于孔之間的凈距較小.塑性發(fā)展有可能貫通.使殼體喪失承載力,根據(jù)中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司和重慶大學(xué)對殼體結(jié)構(gòu)實體模型的彈性和彈塑性理論分析以及參照國內(nèi)外有關(guān)資料,本條提出了殼體開孔截面面積和孔洞邊緣凈距的限制、現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn),高爐煉鐵工藝設(shè)計規(guī)范。GB.50427中第8,0、9條推薦的風(fēng)口數(shù)目見表2、初步統(tǒng)計國內(nèi)現(xiàn)有1000m3。4000m3級高爐的風(fēng)口數(shù)目基本符合表2的要求,但風(fēng)口段殼體開孔截面面積占全截面面積高達(dá)70,91、爐容級別愈大殼體截面面積削弱愈多。如1350m3高爐風(fēng)口段殼體開Φ1240mm風(fēng)口20個使截面面積減少約70.4000m3級的高爐風(fēng)口38個 40個使截面面積減少達(dá)89,91,風(fēng)口間邊緣凈距僅有100mm左右。有限元計算分析表明,在彈性階段,孔邊緣局部存在高額應(yīng)力,其值大于鋼材的許用應(yīng)力值.如果僅根據(jù)局部或極小區(qū)域的高峰應(yīng)力來擴(kuò)大風(fēng)口段的直徑、不能反映鋼材局部進(jìn)入屈服后的應(yīng)力重分布規(guī)律、前蘇聯(lián)、高爐系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,殼體設(shè)計中。規(guī)定風(fēng)口的開孔截面面積不得超過殼體截面面積的65.這一規(guī)定過嚴(yán),偏于保守。不能完全反映風(fēng)口的實際受力情況,鋼材是理想的彈性材料,鋼材的塑性開展會緩和邊緣的應(yīng)力峰值,但由于風(fēng)口邊緣間距很小、應(yīng)控制塑性區(qū)域的大小。以免鋼材進(jìn)入塑性后變形過大、影響殼體的承載能力和正常使用、寶鋼第2號高爐有效容積4063m3,風(fēng)口段開36個Φ1240mm的風(fēng)口。殼體厚90mm,截面面積減少達(dá)89,風(fēng)口間距146mm.經(jīng)15年的生產(chǎn)實踐證明。風(fēng)口段殼體尚能滿足正常生產(chǎn)的使用要求。其原因是風(fēng)口大套為鑄鋼件。與殼體的連接為坡口焊接 其組合體能有效減緩鋼材的塑性流動,本條提出風(fēng)口段殼體開孔截面面積和風(fēng)口邊緣間距的限制是以實踐經(jīng)驗和理論計算的綜合成果為基礎(chǔ).經(jīng)分析,比較 選擇制定出來的。本條為強(qiáng)制性條文、在高爐殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須嚴(yán)格執(zhí)行。7。2、7、本條提出的在爐體框架平臺梁設(shè)置爐體的水平支撐點,主要是考慮爐體和爐體框架共同承擔(dān)水平力,7,2.8、普通鋼結(jié)構(gòu)中異種鋼材焊接??刹捎玫蛷?qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊接材料、如Q235鋼與Q345鋼焊接時,采用E43.型焊條.對于高爐殼體。由于受力復(fù)雜,鋼板厚度都是厚板和特厚板。要求全焊透焊縫金屬具有良好的塑性和韌性。本條提出殼體鋼板不宜采用兩種及兩種以上牌號的鋼材。主要考慮異種鋼的化學(xué)成分.金相組織 物理力學(xué)性能有較大的差別 焊接時應(yīng)采取特殊工藝措施。才能獲得全焊透和具有良好性能的橫向和豎向焊接接頭