GB 50567-2010 炼铁工艺炉壳体结构技术规范.pdf

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1、 中华人民共和国国家标准UDC GB 50567 - 2010 炼铁工艺炉壳体结构技术规范Technical code for shell structure of iront:naking furnace 炼铁工艺炉壳体结构技术规范P 实施2010 -12 -01 发布2010-05-31 e1阁计划生版扯S/N:1580177.467 联合发布中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 统一书号:1580177 467 定价:27.00元9158 飞中华人民共和国国家标准炼铁工艺炉壳体结构技术规范Technical code for shell structure

2、 of ironmaking furnace GB 50567 - 2010 主编部门:中国冶金建设协会批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2 0 1 0 年1 2 月1 日中国计划出版社原北2010 iasESE理hht、/、中华人民共和国国家标准炼铁工艺炉壳体结构技术规范GB 50567-2010 会中国冶金建设协会主编中国计划出版社出版(地址2北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座4层(邮政编码:100038 电话:6390643363906381) 新华书店北京发行所发行世界知识印刷厂印刷850 X 1168毫米1/32 4.375印张110千字2010年11月第1版

3、2010年11月第1次印刷印数1-6000册女统一书号:1580177 467 定价:27.00元t一，9 中华人民共和国住房和城乡建设部公告第617号关于发布国家标准炼铁工艺炉壳体结构技术规范的公告现批准炼铁工艺炉壳体结构技术规范为国家标准，编号为GB 50567-2010，自2010年12月1日起实施。其中，第3.O. 6 (1、2、3、4)、5.1.8、7.2.3、8.5.7(2)、10.1. 5条(款)为强制性条文，必须严格执行。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部二0-0年五月三十一日y f 飞卢(目。昌本规范是根据原建设部关于印发(2

4、006年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)的通知(建标(2006J136号)的要求，由中冶赛迪工程技术股份有限公司会同有关单位共同编制完成的。在制订过程中，规范编制组开展了多项专题研究和必要的试验验证;进行了调查分析;总结了多年来我国壳体结构设计、施工和生产使用的实践经验;吸取了近年来的科研成果;与国外先进的标准规范进行了比较;与相关的标准规范进行了协调。在此基础上以多种方式广泛征求了有关单位意见并进行了试设计，对重点章节进行了反复修改，最后经审查定稿。本规范共分10章和9个附录，主要技术内容包括总则，术语和符号，基本规定，荷载，材料，壳体结构设计，构造要求，焊接，除锈及涂装，施工、安装

5、与检验等。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，中国冶金建设协会负责日常管理，中冶赛迪工程技术股份有限公司负责技术内容的解释。在执行本规范过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，并将意见和建议寄至中冶赛迪工程技术股份有限公司国家标准炼铁工艺炉壳体结构技术规范管理组(地址:重庆市渝中区双钢路1号;邮政编码:400013;传真:023-63548888) .以供今后修订时参考。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:中冶赛迪工程技术股份有限公司 1 J 参编单位:中冶建筑研究总院有限公司重庆大学中冶京诚工

6、程技术有限公司中冶南方工程技术有限公司武汉冶金设备制造公司上海宝冶建设有限公司西安建筑科技大学中冶东方工程技术有限公司宝山钢铁股份有限公司鞍钢股份有限公司中冶实久建设有限公司上海四新建筑钢结构制品有限公司成都天合宏业科技发展有限公司主要起草人:但泽义段斌薛尚铃戴国欣崔佳王建王越涛马测海石梦林李树彬罗福盛郝际平李铁颜鹏李成智邓玉孙张凤保陈建荣刘徐游、李胜任海明汪晓鸥主要审查人:郭启蚊穆海生端木祥苏平卢立香尹长生李洪光严洪丽罗劲 2 目次l总则(1 ) 2 术语和符号( 2 ) 2.1 术语(2 ) 2.2 符号(4 ) 3 基本规定( 6 ) 4荷载.(7 ) 4. 1 荷载分类和荷载效应组合(

7、 7 ) 4.2 壳体荷载( 7 ) 5材料(9 ) 5.1 钢材(9 ) 5.2 连接材料(1 0) 5.3 设计指标(1 1 ) 6 壳体结构设计( 14 ) 6.1 高炉壳体结构(14) 6.2 热风炉壳体结构(16) 6.3 煤气上升管、下降管、五通球或三通管壳体结构(2 2 ) 6.4 重力除尘器壳体结构(2 3 ) 7 构造要求 7.1 一般规定( 2 5 ) 7.2 高炉壳体结构(2 5 ) 7.3 热风炉壳体结构(27)7.4 煤气上升管、下降管、五通球或三通管、重力除尘器壳体结构( 2 9 ) 8焊接门口、一8.1 一般规定( 3 1 ) 8.2 焊接节点8. 3 焊接工艺评

8、定.8.4 焊接工艺 8. 5 焊接质量检验9 除锈及涂装10 施工、安装与检验10.1 一般规定(5 1 ) 10.2 壳体施工10.3 壳体结构质量检验( 57) 10.4 壳体安装.10.5 焊接10.6 涂装.10.7 整体泄漏性试验10.8 竣工验收.附录A热风炉炉内气体压力附录B技术要求.附录C壳体结构用钢许用应力值附录D不同温度下钢材的弹性模量附录E高炉壳体结构全焊透坡口形状和尺寸(69) 附录F内燃式热风炉壳体结构全焊透坡口形状和尺寸.附录G外燃式热风炉蓄热室壳体结构全焊透坡口形状和尺寸附录H11昆风室壳体结构全焊透坡口形状和尺寸( 7 7 ) 附录J推荐选用焊接材料本规范用词

9、说明引用标准名录附:条文说明 (83) 2 - r , Contents 1 General provisions ( 1 ) 2 Terms and symbols ( 2 ) 2.1 Terms ( 2 ) 2.2 Symbols ( 4 ) 3 Basic requirement . ( 6 ) 4 Loads i( 7 ) 4. 1 Load classification and load effect combination ( 7 ) 4. 2 Loads on shell ( 7 ) 5岛1aterial(9 ) 5. 1 Structural steel ( 9 ) 5.2 C

10、onnecting material (1 0) 5. 3 Design data (1 1 ) 6 Shell structural design (1 4 ) 6. 1 Blast furnace (14) 6. 2 Hot stove . (16) 6.3 Gas uptake,Downcomer, 5-Channel sphere or Tee pipe ( 22) 6. 4 Dust catcher (23) 7 Requirements on construction ( 25) 7. 1 General requirement ( 25) 7. 2 Blast furnace s

11、hell ( 2 5 ) 7. 3 Hot stove shell . (27) 7.4 Shell of gas uptake, Downcomer, 5-Channel sphere or Tee pipe, Dust catcher (29) 8 Welding 门口 3 川产8. 1 General requirement ( 3 1 ) 8. 2 Welding joint details ( 3 1 ) 8.3 Welding process evaluation . (33) 8.4 Welding process 8. 5 Quality inspection of weldi

12、ng (45) 9 Derusting and painting (49) 10 Construction, Erection and inspection ( 5 1 ) 10. 1 General requirement ( 5 1 ) 10. 2 Shell construction ( 5 2 ) 10.3 Quality inspection of shell structure ( 5 7 ) 10. 4 Shell erection ( 58) 10.5 Welding .川口10. 6 Painting ( 62) 10.7 Overall leakage test ( 63)

13、 10.8 Take-over acceptance ( 63) Appendix A Gas pressure in hot stove ( 64) Appendix B Technical requirements ( 6 5 ) Appendix C A110wable stress value of sh巳11structural st巳el( 67) Appendix D Elastic modulus of steel at different temperatures . . (68) Appendix E Shapes and sizes of completely-p巳net

14、ratedgrooves for blast furnace she11 ( 69) Appendix F Shapes and sizes of completely-penetrat巳dgroove for internal-combustion hot stove she11 ( 73) Appendix G Shapes and sizes of completely-penetrated groove for checker chamber of external combustion hot stove ( 7 5 ) 4 二，一JAppendix H Shap巳sand size

15、s of completelypenetrated groove for mixing chamber ( 77) Appendix J Recommended welding material (78) Explanation of wording in this code ( 79) List of quoted standards . (80) Addition: Explanation of provisions ( 8 3 ) 5 1 总JHHJ mM川1. 0.1 为在炼铁工艺炉壳体结构设计与施工中，做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量，制定本规范。1. 0.2 本规范适用于

16、新建、改扩建的有效容积为lOOOm3 5000m3级的高炉、热风炉(内燃式、顶燃式、外燃式)、上升管、下降管、五通球或三通管、除尘器的壳体结构设计、施工与质量检验。1. O. 3 壳体结构的设计、施工与质量检验除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 1 飞2 术语和符号2. 1 术Z吾2. 1. 1 壳体结构shell structure 由两个或多个曲面限定的片状物体称为壳体。壳体结构由若干片状物体组成。炼铁工艺炉壳体结构的厚度与中曲面的最小曲率半径之比小于1/50属薄壳结构。2. 1. 2 恒荷载dead load 在壳体结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以

17、忽略不计的荷载。2. 1. 3 活荷载live load 在壳体结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。2. 1. 4 偶然荷载accidental load 在壳体结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。2. 1. 5 荷载效应load effect 由荷载引起壳体结构的反应，例如内力、变形等。2. 1. 6 荷载组合load combination 按许用应力计算时，为保证壳体结构的可靠性而对同时出现的各种荷载标准值的规定。2. 1. 7 应力强度stress intensity 壳体计算点上三个主应力中最大与最小值之差，亦称组合应力当量强

18、度。2. 1. 8 许用应力allowable stress 应力强度许用极限，取设计温度下屈服点或0.2%屈服强度 2 ., 最低值除以安全系数而得。2. 1. 9 弹性分析elastic analysis 按弹性失效准则对结构进行内力及位移分析。2. 1. 10 弹塑性分析elastic-plastic analysis 考虑材料塑性特征计算给定载荷下结构状态的方法。2. 1. 11 屈曲buckling 板件在轴心压力、弯矩、剪力共同作用下突然发生与原受力状态不符的较大变形而失去稳定。2. 1. 12 焊接welding 通过电弧或气体火焰等加热并有时加压，用填充或不用填充材料使被连接焊

19、件达到原子或分子结合状态的连接方式。2. 1. 13 焊接工艺welding process 与制作焊件有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求等。2. 1. 14 焊接工艺评定welding process evaluation 为验证所拟定的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。2. 1. 15 蝶形封头dished head 由中心具较大半径的球冠与周边较小半径的环壳以及一圆筒体直边段组成。2. 1. 16 预拼装pre-assembly 为检验壳体是否满足安装质量要求而进行的拼装。2. 1. 17 壳体组装shell assembly 在

20、安装工地起重机械工作范围内的平台上，将分块壳体组装成整圈，并焊接完成的一种工序。2. 1. 18 壳体安装shell installation 利用起重机械将壳体安装到指定位置的统称。2. 1. 19 间隙gap 壳体组对时，两钢板间的距离。 3 2.2符号2.2.1 作用和作用效应标准值Gk一一一恒荷载的标准值;Qk一一活荷载的标准值;5Gk一一恒荷载效应的标准值;5Qk 活荷载效应的标准值;S一一荷载效应组合值;N一一轴心力;M一一弯矩; 热风炉正常或偶然气体压力之较大值;户c鼓风机最大出口气体压力;G。热风炉壳体自重标准值。2.2.2 计算指标E一一钢材的弹性模量;G一一一钢材的剪变模量

21、;T一一热应力(环向拉应力); 一一钢材的许用应力;J一一锚栓的许用应力;ReH一一钢材的屈服强度;Rm 钢材的抗拉强度;p一一质量密度;.6.T-内外温差;A一一不均匀膨胀量。2.2.3 几何参数An一一净截面面积;I一一毛截面惯性矩FWn一一净截面模量;d一一一管内径;J 1一一一长度或跨度;0 夹角;D一一内直径Ft一一一钢板的厚度;Q 锚栓至热风炉中心的距离;To一一热风炉炉缸的内径。2.2.4 计算系数及其他功c一一活荷载的组合值系数;-一一线膨胀系数;u 泊桑系数;n一一锚栓数量。3基本规定4荷载3.0.1 设计壳体结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案、焊缝质量等级

22、和构造措施，满足工艺、制作、安装和生产过程中的应力强度和刚度要求。3.0.2 壳体结构设计与施工应使高炉一代炉役的工作年限不低于15年;热风炉等的工作年限应满足高炉二代炉役的要求。3.0.3 壳体结构设计应根据炼铁工艺特点与炉容级别，综合考虑荷载性质、材料供应、开孔形状，制作、安装、施工条件等因素，选择合理的结构形式、节点构造及连接方式。3. O. 4 壳体结构设计时，应以最大剪应力理论作为强度准则。荷载应采用标准荷载，设计应力强度应采用许用应力。3.0.5 壳体结构应进行弹性计算分析，高炉、热风炉的壳体结构尚应进行弹塑性计算分析;使用时需要控制变形的壳体结构，应计算变形。3.0.6 壳体结构

23、的对接、T形对接与角接组合焊缝应焊透，其焊缝质量等级应符合下列规定:1 高炉、热凤炉、五通球壳体结构的对接焊缝应为一级;2 下降管壳体结构的横向对接焊缝应为一级，纵向对接焊缝应为二级;3 其他壳体结构的对接焊缝应为二级;4 焊透的T形对接与角接组合焊缝应为二级;5 焊缝质量检验应符合本规范第8.5.7条的规定。4. 1 荷载分类和荷载效应组合4. 1. 1 设计壳体结构时，风荷载、雪荷载、平台积灰荷载和平台活荷载的标准值，应符合现行国家标准建筑结构荷载规范)GB50009的有关规定。4. 1. 2 壳体结构上的荷载可分为恒荷载、活荷载、偶然荷载兰类。4. 1. 3 设计壳体结构和连接时，应根据

24、生产使用过程中可能同时作用的荷载按下式进行荷载效应组合计算，井按最不利者验算其强度。S=SGK+SQ1K十二小iSQiK(4. 1. 3) 式中:S荷载效应组合值;SGK 按恒荷载标准值Gk计算的荷载效应值;SQiK一一按活荷载标准值Qik计算的荷载效应值，其中SQlk为诸活荷载效应中起控制作用者;tci 活荷载Qi的组合值系数，对高炉和热风炉的壳体结构取1.0;其他壳体结构，无风时取1.0，有风时取0.9; n一一参与组合的活荷载数。4. 1. 4 偶然组合，除恒荷载效应值外，与偶然荷载同时出现的其他荷载效应组合值系数应取O.8。气体;爆炸压力不宜与炉料压力同时作用。4.2壳体荷载 6 7

25、4.2.1 高炉壳体荷载应按表4.2.1的规定确定。表4.2.1高炉壳体荷载序号类别荷载1 恒荷载壳体自重、设备重2 活荷载炉顶料重、炉料重、铁水压力、气体压力、耐火砌材膨胀作用、煤气上升管膨胀反力、框架水平力、壳体内外温差10C时的作用3 偶然荷载炉料坐料状态时产生的荷载注:自重和设备重是指材料自身重量产生的荷载(重力)。4.2.2 热风炉壳体荷载应按表4.2.2的规定确定。表4.2.2热风炉壳体荷载序号类别荷载1 恒荷载壳体自重、喷涂料重、拱顶内衬重、管道及内衬重J平台及支架自重2 活荷载内衬膨胀压力、气体压力、风荷载、管道作用力、平台荷载、壳体|内外温差10C时的作用4.2.3 上升管、

26、下降管、五通球或三通管壳体荷载应按表4.2.3的规定确定。表4.2.3上升管、下降管、五通球或三通管壳体荷载荷载壳体自重、耐热涂料或砌筑耐热砖重、平台及设备重平台荷载、灰荷载、雪荷载、煤气压力、壳体温度100C的作用、风荷载、沉降不均匀作用4.2.4 除尘器壳体荷载应按表4.2.4的规定确定。表4.2.4除尘器壳体荷载荷载壳体自重、平台重灰荷载、雪荷载、煤气压力、下降管推力、风荷载 8 5材料5. 1钢材5. 1. 1 钢材选用，应根据壳体结构的重要性、结构形式、荷载情况、应力特征、设计温度、腐蚀介质特性和钢板厚度等因素综合考虑后，选用合适的钢材牌号。5. 1. 2高炉(不含炉底板)、热风炉和

27、五通球壳体结构的钢材应具有O.C冲击韧性合格保证。其他壳体结构的钢材宜具有常温冲击韧性合格保证。高炉壳体结构的钢材碳当量CCE)宜不大于0.42%，或焊接冷裂纹敏感性指数CPcm)宜不大于0.26% ，其熔炼分析值可按附录B中公式B.1. 2-1、B.1. 2-2 计算。5. 1. 3 高炉壳体结构的钢材宜采用Q345C钢、Q390C钢、Q390D钢和附录B中的钢材。对有效容积1000m32000m3级高炉的壳体结构，可采用Q345C钢、Q390C钢、Q390D钢。炉底板可用Q345B钢。5. 1. 4 热风炉炉身和炉底壳体结构的钢材宜采用Q345C钢、Q390C钢，拱顶部位宜采用附录B中的钢

28、材。5. 1. 5 五通球壳体结构的钢材宜采用Q345R钢、Q345C钢和Q235C钢。其中Q345R钢宜用于有效容积3000m3 5000旷级高炉的五通球。5. 1. 6 除尘器、煤气上升管、三通管和下降管壳体结构的钢材可采用Q345B钢、Q235B钢。5. 1. 7 选用的钢材质量应分别符合现行国家标准碳素结构钢GB/T 700，(低合金高强度结构钢)GB/T1591、锅炉和压力容器用钢板)GB713以及本规范附录B的有关规定。当采用其他钢材、/ 时，尚应符合本规范的相应规定和要求。5. 1. 8 钢材的交货状态，除Q235B钢、Q345B钢为热轧状态交货外，其他钢材均应以正火后交货。用于

29、高炉不含炉底板)、热凤炉、煤气上升管和下降管、五通球或三通管壳体结构的铜板应逐张进行超声波检测，其中高炉出铁口、风口部位和热风炉拱顶的铜板质量等级不应低于E级，其他钢板质量等级应为E级。其检测方法和评定标准应符合现行行业标准承压设备无损检测第3部分超声检测)JB/T4730. 3的有关规定。5. 1. 9 当钢板厚度不小于40mm时，沿厚度方向有明确受力且预期应力较高的部位，可选用Z向性能钢，材质应符合现行国家标准厚度方向性能钢板)GB/T5313的有关规定。5.2连接材料5.2.1 焊条应符合现行国家标准碳钢焊条)GB/T5117、低合金钢焊条)GB/T5118的有关规定。选用的焊条型号应与

30、壳体金属力学性能相适应。5.2.2 壳体焊缝的埋弧焊、电渣焊、气电立焊、二氧化碳气体保护焊等的焊丝和焊剂以及保护气体，应符合以下规定:1焊丝应符合现行国家标准熔化焊用钢丝)GB/T 14957、气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝)GB/T8110、碳钢药芯焊丝)GB/T10045及低合金钢药芯焊丝)GB/T17493的有关规定;2 埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂)GB/T5293、埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂)GB/T12470的有关规定;3 气体保护焊使用的氧应符合现行国家标准氧)GB/T4842的有关规定，其纯度不应低于99.95%; 4 气体保护焊使用的二氧化碳

31、气体应符合现行行业标准焊接用二氧化碳)HG/T2537的有关规定，其二氧化碳质量不得低于99.5%(体积法)，水含量不得高于0.0005%(重量法)。瓶装气体瓶内气体压力低于1MPa时应停止使用。5.2.3 自动或半自动焊接用的焊丝和焊剂应与被焊钢材相适应，并应符合现行有关标准的规定。当两种不同牌号的钢材相焊接时，宜采用与强度较低的一种钢材相适应的焊条或焊丝与焊剂。5.2.4 壳体结构开孔处与管道或设备相焊接时，应选用与壳体金属成分和性能相同或相近的低氢型焊条。5.2.5 外燃式热风炉拱顶环梁连接的紧固件应符合下列要求:1 普通螺栓应符合现行国家标准六角头螺栓C级)GB/T5780和六角头螺栓

32、)GB/T572的有关规定;2 高强度螺栓应符合现行国家标准钢结构用高强度大六角头螺栓)GB/T1228、钢结构用高强度大六角螺母)GB/T1229、钢结构用高强度垫圄)GB/T1230、钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件)GB/T1231或钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副)GB/T3632、钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件)GB/T3633的有关规定。高强度螺栓的预拉力和摩擦面的抗滑移系数应符合现行国家标准钢结构设计规范GB 50017的有关规定。5.2.6 热风炉炉缸与钢筋混凝土基础连接的锚栓可采用现行国家标准碳素结构钢)GB/T700中规定的Q235B钢、Q235C

33、钢或低合金高强度结构钢)GB/T1591中规定的Q345B钢、Q345C级钢制成。5.3设计指标5.3.1 钢板许用应力应取屈服强度的1/1.50 Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q345R钢的许用应力值应根据钢板厚度按表5.3.1采用，附录B中钢板的许用应力值按附录C选用。选用符合本规范第5.1.7条要求的其他牌号钢板时，其设计指标应取相应质量等级钢板许用应力。表5.3.1铜板许用应力值(N/m旷)钢板常温强度下列温度(C)的许用应力钢板牌号交货状态厚度(mm)Rm RH 20 100 150 200 250 一、碳素钢板主二16 235 155 155 155 145 130 Q235

34、B 热轧1640 370 225 150 150 140 130 120 Q235C 正火4060 215 140 140 130 120 110 二、低合金钢板主三16345 230 230 230 220 210 Q345B 热轧1635 325 215 215 215 205 195 Q345C 正火470 3550 295 195 195 195 190 175 50100 275 185 185 180 170 155 16 390 260 260 260 250 235 Q390C 1635 370 245 245 245 235 220 Q390D 正火490 3550 350

35、235 235 230 220 205 50100 330 220 220 215 200 185 三16510 345 230 230 230 210 195 Q345R 正火1636 500 325 215 215 215 200 180 3660 490 315 210 210 210 190 170 5.3.2 焊接连接的熔敷金属许用应力值，应取钢板的许用应力值。5.3.3 采用Q235钢或Q345钢制成的锚栓，其许用应力J取屈服强度ReH的1/2。许用应力值按表5.3.3选用。5.3.4 12 表5.3.3锚栓的许用应力值(N/mm2)钢材牌号Q235 Q345 抗拉J110 140

36、 钢材的物理性能指标应按表5.3.4采用。不同温度下钢。/材的弹性模量可按附录D采用。表5.3.4钢材的物理性能指标弹性模量E(N/mm) 206 X 103 剪变模量G(N/mm) 79 X 103 线膨胀系数(以每计12 X 10-6 质量密度p(kg/m3) 7850 13 飞(6 壳体结构设计6. 1 高炉壳体结构6. 1. 1 高炉壳体应采用自立式结构，炉底板支承于基墩上，其四周应设炉体框架，顶层平台与壳体间应设水平支撑点。6. 1. 2 高炉壳体(图6.1. 2)的外形尺寸应根据炼铁工艺和炉容设计的要求确定。图6.1.2高炉壳体. 1煤气封罩段;2一炉喉段;3一炉身段;4一炉腰段;

37、5 炉腹段;6风口段;7炉缸段6. 1. 3 高炉壳体各段的厚度宜按下列公式计算:1 煤气封罩段厚度:t=7.10D-a (6. 1. 3-1) 式中:一一计算参数。与煤气导出管和溜槽检修孔相连的壳体a可取25，其他部位壳体=120当支撑炉顶设备 14 小框架时，其支撑部分的壳体宜加厚(610)mm。2 炉喉段厚度:t=2.73D十15(6. 1. 3-2) 3 炉身中段厚度:t=3.30D+4 (6. 1. 3-3) 4 炉腰段厚度:t=5.00D-20 (6. 1. 3-4) 5 炉腹段厚度:t=5.00D-13 (6. 1. 3-5) 6 风口段厚度:t=7.50D-31 (6. 1.

38、3-6) 7 炉缸段厚度:t=4.40D-12 (6. 1. 3-7) 式中:t-一一壳体钢板厚度(mm);D一一壳体的内直径(m)，当为圆锥壳时，采用大端直径。8 炉身上段和下段壳体厚度可分别取壳体内直径的3.6倍和3.8倍。6. 1. 4 壳体结构计算时，应采用大型有限元程序，按壳体的开孔位置和尺寸建立实体模型，并根据生产过程中在壳体上可能同时作用的荷载，对壳体结构进行弹性计算分析，其连续部位的应力强度不应大于许用应力;转折处的应力强度不应大于1.5 ;孔边缘的应力强度不应大于2.5。6. 1. 5 壳体结构的计算包括整体应力分析和局部应力分析。在进行整体应力分析时，对炉身、炉腰、炉腹、风

39、口段壳体的截面参数宜考虑开孔率的影响予以折减。对壳体几何形状产生突变或结构不连续的部位，应进行局部应力分析。6. 1. 6采用有限元对壳体结构进行弹塑性分析时，钢材的应力-应变曲线应符合实际材料的应力应变关系，且可采用具有一定强化刚度的二折线模型，第二折线的刚度值可取为初始刚、(度值的2%3%。复杂应力状态下的失效准则应采用vonMises屈服条件。6. 1. 7 壳体结构的有限元分析宜采用板壳单元。在进行单元划分时，板壳单元的最大边长不宜大于其壁厚的5倍。对壳体转折处、开孔边缘应力集中部位以及开孔间截面削弱的区域，单元的最大边长不应大于O.15倍开孔半径。6. 1. 8 在进行壳体结构的有限

40、元分析时，当承受多种荷载工况组合而不能准确判断其控制工况时，应分别按可能存在的不利荷载工况进行组合计算，从中找出最不利内力控制值。6. 1. 9 壳体钢板内外表面的环向热应力，可按下式验算:-Et，.T 一一寸一一一一-一一T-2C1 -u) 式中:E钢材弹性模量;t，.T-一内外温差;U一一泊桑系数;一一线膨胀系数。(6. 1. 9) 6. 1. 10 对壳体结构开孔周边塑性的发展及应力重分布，当采用塑性理论进行分析时，其塑性区域的扩展不应大于孔边问距的1/3 0 6.2 热凤炉壳体结构6.2.1 壳体结构形式和结构设计应满足不同炉容级别高炉的热风炉加热能力要求。6.2.2 热风炉的壳体分段

41、应根据加热工艺的需要确定。炉缸段壳体应采用锚栓与基础或螺栓与钢支架平台相连。6.2.3 拱顶高温区的壳体宜选用附录B中抗腐蚀和抗脆断性能的钢板，其内表面应采取防止晶界应力腐蚀的措施。6.2.4 内燃式热风炉壳体(囱6.2.4)各段的厚度宜按下列公式计算: 16 图6.2.4内燃式热风炉壳体l一炉顶段;2炉顶直线段;3斜线段;4一上过渡段;5 炉身段;6一下过渡段;7一炉缸段1 炉顶段厚度:t=6.40D-43 2 炉顶直线段厚度:t=4.74D-20 3 斜线段厚度:t=5.00D-19 4 上过渡段厚度:t=5.90D-30 5 炉身段厚度:t=2.80D一76 下过渡段厚度:t=6.20D

42、-33 7 炉缸段厚度:(6.2.4-1) (6.2.4-2) (6.2.4-3) (6.2.4-4) (6.2.4-5) (6.2.4-6) t=4.36D-10 (6.2.4-7) 6.2.5 顶燃式热风炉壳体(图6.2. 5)各段的厚度宜按下列规定确定:1 炉顶段、直线段宜取3.8D; 17 2 斜线段宜取4.6D;3 锥体段，炉身上、下段宜取2.6D;4 炉缸段宜取3.4D;5 过渡段宜取炉身上、下段厚度的平均值。图6.2.5顶燃式热风炉壳体1一炉顶段;2一直线段;3一斜线段;4一锥体段;5一炉身上段;6 过渡段;7炉身下段;8炉缸段6.2.6 外燃式热风炉蓄热室和燃烧室壳体(图6.2

43、.6)各段的厚度宜按下列公式计算: 18 图6.2.6外燃式热风炉蓄热室和燃烧室壳体1一炉缸段;2一炉身下段;3一过渡段;4一炉身上段;5一炉顶段;6 环梁段;7联络管;8炉身段;9弧形段;10锥体段1 蓄热室炉顶段厚度:t=0.98D+14 (6.2.6-1) 2 蓄热室锥体段厚度:t=2.21D十15(6.2.6-2) 3 蓄热室弧形段厚度:t= 1. 48D+21 (6.2.6-3) 4 蓄热室过渡段厚度:t=3.91D-1 (6.2.6-4) 5 蓄热室炉身段厚度:t=3.08D一7(6.2.6-5) 6 蓄热室炉缸段厚度:t=3.77D-1 (6.2.6-6) 7 燃烧室炉顶段厚度:

44、t=0.99D+14 (6.2.6-7) 8 燃烧室过渡段厚度:t= 1. 81D+18 (6.2.6-8) 9 燃烧室炉身上段厚度:t=3.28D-1 (6.2.6-9) 10 燃烧室炉身下段厚度:t=2.08D+7 (6.2; 6-10) 11 燃烧室炉缸段厚度:t=4.20D+6 (6.2.6-11) 6.2.7 外燃式热风炉混风室壳体(图6.2.7)各段的厚度宜按下列规定确定:1 炉顶段宜取8D;2 炉身上段宜取3.8D;3 炉身下段宜取4.5D;4 过渡段宜取炉身上、下段厚度的平均值;5 炉缸段宜取5.5D。 19 Mx一吁A一二(6.2.8-3) N , =r十M-YQY马式中:An一个锚栓的净面积;一一锚栓数量;Gk 壳体结构承受的恒荷载，包括壳体自重、拱顶内衬重量、管道及设备重量、平台及各种支架上的恒荷载标准值;N 由热风炉气体压力、风荷载产生的锚栓所在圆的单位周长上最大纵向力;-一一炉内正常气体压力、偶然气体压力的较大值;M一一假定壳体结构嵌固于基础上，炉底处由风荷载产生的弯矩;YQ 锚栓至热风炉中心的距离;ro-一一热风炉炉缸的内半径;一一锚栓的许用应力。6.2.12 壳体结构安装时，地脚锚栓强度按下列公式验算:(2Ml 二-Go)nl产 (6. 2山，飞(6.2.11-2) 位置及连络管