6。3,构,造6,3,1。本条提出各段壳体转折处的水平夹角建议值。主要是根据我国自行设计的1000m3及以上容积多数高炉的生产实践和根据日本,苏联,德国等国家的大型高炉壳体外型尺寸提出。另外根据对2000m3,4000m3,级高炉空间实体模型有限元计算和国内一些单位有限元计算。其分析结果表明,壳体的各转折点是壳体的薄弱部位。转角处边缘应力的存在将会降低壳体的承载力。因此在壳体外型尺寸选择时。壳体转折处的曲率不宜过大,应平缓过渡,减少局部应力集中。在大修改造中,因大修中诸多因素的影响。炉底板保留且又为了改善炉缸的工作状态需增大炉缸的直径,此时θi可略大于90,6,3。2。条文中规定壳体内侧应对齐。主要是保证壳体内侧冷却设备安装平整和耐火材料的砌筑以及足够的材料膨胀缝,高炉壳体转折处和圆弧过渡处厚度变化较大。本条规定外侧厚度相差6mm以上。均在较厚焊件外侧做成坡度1,4,1。3的斜角,使截面和缓过渡以减小应力集中,钢结构设计标准,GB。50017,2017中第11。3,3条规定,不同厚度和宽度的材料对接时,其连接处坡度值不宜大于1。2,5的斜角,对焊件厚度相差较大的壳体钢板。特别在圆弧过渡处,不足以满足和缓传递内力的要求,对于焊件板厚相差悬殊的连接节点。宜做成坡度1,4的斜角。一般情况可做成坡度1,3的斜角,当一侧厚度不大于6mm时。焊缝表面的斜角已足以满足和缓传递内力的要求,因此,本条规定焊件外侧相差不小于6mm时才需做成斜角。6,3。3。随着强化冶炼的不断发展和炉内冷却设备的更新,铜冷却壁已逐渐取代铸铁冷却板。这两种冷却设备与壳体的连接方式是不相同的,前者的连接孔为圆孔,孔洞密集。孔边缘的净距都小于或等于100mm。后者的连接孔为长圆孔,其排列为错列。孔边缘的净距一般都大于150mm,这些孔洞的存在极大地削弱了壳体截面面积。且使壳体结构不连续,在孔洞边缘产生应力集中。形成塑性屈服区。由于孔之间的净距较小,塑性发展有可能贯通。使壳体丧失承载力。根据中冶赛迪工程技术股份有限公司和重庆大学对壳体结构实体模型的弹性和弹塑性理论分析以及按照国内外有关资料,本条提出了壳体开孔截面面积和孔洞边缘净距的限制。本条提出风口段壳体开孔截面面积和风口边缘间距的限制是以实践经验和理论计算的综合成果为基础。经分析。比较,选择制定出来的,高炉炼铁工程设计规范。GB。50427。2015中第8,0,9条中规定。高炉风口数量应满足炼铁工艺要求。并应符合风口区炉壳开孔和结构要求。风口数量要求见表3的规定,苏联,高炉系统钢结构设计。壳体设计中。规定风口的开孔截面面积不得超过壳体截面面积的65。这一规定过严。偏于保守。不能完全反映风口的实际受力情况,初步统计。国内现有1000m3。4000m3级高炉的风口数量基本符合表3的要求。但风口段壳体开孔截面面积占全面积高达70,91,炉容级别越大。壳体截面面积削弱越多,如1350m3高炉风口段壳体有φ1240mm的风口20个。则会使截面面积减少约70,4000m3级的高炉风口有38个。40个,则截面面积减少达89。91,风口间边缘净距仅有100mm左右。宝钢第2号高炉有效容积为4063m3。风口段有36个φ1240mm的风口。壳体厚90mm,截面面积减少达89,风口间净距146mm。经15年的生产实践证明。风口段壳体尚能满足正常生产的使用要求,其原因是风口大套为铸钢件,与壳体的连接为坡口焊接。其组合体能有效缓减钢材的塑性流动,统计近十年来设计的高炉。风口壳体面积削弱已回归正常水平。如台塑1号。2号。4350m3,高炉。有36个风口,截面削弱率为74,风口间净距为370mm。湛江1号,2号,5050m3,高炉。有40个风口。截面削弱率为76,风口间净距为317mm,中冶京诚工程技术有限公司近年来设计的高炉。其风口间净距也均大于300mm,有限元计算分析表明,在弹性阶段,孔边缘局部存在高额应力。其值大于钢材的许用应力值,如果仅根据局部或极小区域的高峰应力来扩大风口段的直径。不能反映钢材局部进入屈服后的应力重分布规律,钢材是理想的弹性材料。钢材的塑性开展会缓和边缘的应力峰值。但由于风口间净距很小。应控制塑性区域的大小。以免钢材进入塑性后变形过大。影响壳体的承载能力和正常使用,6。3,4。壳体现场横向焊缝熔合区以外20mm,50mm是焊接热影响区。如非特殊要求。建议开孔距离横向焊缝大于200mm。并且不在同一标高,且与其他孔距大于150mm,6,3,5。本条规定横向焊缝在端部100mm内在工厂不开坡口,目的是保证纵向焊缝端部的焊接质量。横向焊缝端部不开坡口。在纵向焊缝焊接时端部两侧就有母材可供连接,6。3,7,普通钢结构中异种钢材焊接,可采用与低强度钢材相适应的焊接材料,如Q235钢与Q355钢相焊接时,采用E43型焊条,对于高炉壳体,由于受力复杂。钢板厚度都是厚板和特厚板。要求全焊透焊缝金属具有良好的塑性和韧性。本条提出壳体钢板不宜采用两种及两种以上牌号的钢材,主要考虑异种钢的化学成分,金相组织。物理力学性能有较大的差别,焊接时宜采取特殊工艺措施。才能获得全焊透和具有良好性能的横向和纵向焊接接头。

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