高炉热风炉是高炉炼铁的关键设备之一,也是钢铁企业的核心,保证其正常运行一直是厂家和设计者关心的问题。而炉壳复杂的受力状况和壳体结构的计算对整个炉壳的设计极其重要,也是炼铁设备正常生产运行的重要因素之一。建国以来,我国热风炉炉壳设计虽然取得长足发展,对其受力特性有了深入的认识,积累了一些实测数据和成功的设计经验。但是,由于热风炉复杂特殊的结构型式以及复杂多变的荷载工况,技术人员对其壳体受力情况的认识仍然很有限,积累的相关数据资料也比较少,尤其是缺少针对整个热风炉壳体结构的整体受力分析。总之,目前热风炉壳体结构设计依然还处于以经验为主、计算为辅的阶段,国家目前还没有统一的高炉、热风炉壳体设计概念,各大钢铁设计院在炉壳设计方面遵循的标准也不尽相同,但是我国却是一个钢铁大国。因此,建设部把有关炼铁工艺炉的技术规范列入了2006年工程建设标准制定计划。本文对某钢铁集团已建的4350m~3外燃式热风炉根据其几何尺寸、荷载工况、钢材牌号及力学性能、边界条件和位移差等,通过大型通用有限元软件建立整体空间模型,按照容许应力法对热风炉炉壳在弹性和弹塑性下的应力、位移等方面进行细致分析。包括各单项荷载工况分析、最不利荷载工况组合下的弹性、弹塑性分析,也对值得关注的地脚螺栓抗倾覆能力、蓄热室和燃烧室二室拱顶位移差、拱顶环梁受力等方面进行了分析计算并与简化公式做了比较。同时,根据国内统计资料对炉壳各段进行了厚度和相应直径的一元线性回归分析,得出壳体厚度计算公式,并且还与钢制压力容器相关公式做了比较。通过全面的分析、计算和比较本文得出了一些有意义的结论,然后基于所得结论对将要编写的技术规范提出了对应的条文和条文说明。
