1)静载荷产生的应力:包括炉料、炉衬和炉壳本身等重量产生的应力;
2)动载荷产生的应力:包括加料,特别是加废钢和清理炉口结渣时产生的冲击力,以及炉体在倾动过程中产生的巨大扭矩;
3)炉衬的膨胀应力:炉子受热膨胀时产生巨大的热应力;
4)热应力:由炉壳钢板轴向和径向的温度梯度产生的应力;
5)其他应力:包括炉壳断面改变,局部加固及加工、安装过程中产生的应力。
(2)炉壳材质:
根据炉壳的使用特点,要求炉壳使用的材质应具有在高温时耐时效,抗蠕变及良好的成型性和焊接性能。一般小炉子用碳素结构钢,大炉子用低合金钢,如:Q235、16Mn、15MnTi、14MnNb、20g等。
(3)炉壳厚度:
炉壳厚度的确定目前尚无成熟的计算公式,原则上讲,由于炉壳各部位受力不均匀,炉身、炉帽和炉底应选用不同厚度的钢板。炉身受力最大,使用最厚的钢板,炉底为炉身厚度的80%左右。
经验公式:(D壳:炉壳外径)
δ身壳=(0.0089~0.0115)D壳 (3-26)
δ帽壳=(0.7~1.0)δ身壳 (3-27)
δ底壳=(0.75~0.94)δ身壳 (3-28)
小炉子为了简化取材,一般炉底、炉身和炉帽都选用相同厚度的钢板。不同容量转炉的炉壳厚度见表3-9。
表3-9 不同容量转炉的炉壳钢板厚度,m (× 10-3)
容量(T) |
50 |
50~90 |
100~150 |
160~200 |
210~250 |
≥250 |
炉帽 |
16~32 |
50~60 |
53~60 |
60~65 |
65~70 |
70~75 |
炉身 |
18~36 |
50~65 |
52~70 |
70~75 |
76~80 |
80~85 |
炉底 |
16~32 |
50~60 |
53~60 |
60~65 |
65~70 |
70~75 |
(4)转角半径:
在转炉炉壳的帽锥与炉身直筒段连接处,直筒段与池锥,池锥与炉底球冠连接处,小炉子以直线尖角相连接,称为拐角炉壳,采用为拐角炉壳较简单,易制造。大、中型炉子为了减少应力集中,增加炉壳的坚固性,以圆弧相接,称为拐弧炉壳,其圆弧半径叫转角半径。在便于砌筑内衬砖和不减薄内衬厚度的条件下,弧形段的转角半径一般以不大于炉衬厚度为宜。这样炉壳弧形段的转角半径可按下式确定:
SR1=SR2≤δ身 (3-29)
SR3=0.5δ底 (3-30)
式中 SR1-炉壳帽锥与直筒段相接处转角半径;
SR2-炉壳池锥与直筒段相接处转角半径;
SR3-炉壳池锥与炉底球冠连接处转角半径;
δ身、δ底—分别为炉身、炉底的衬砖总厚度。