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 力当量强度。

2. 1. 8 许用应力

应力强度许用极限钙镁磷肥标准，取设计温度下感服点或0.2%屈服强度

最低值除以安全系数面得。

按弹性失效准则对结构进行内力及位移分析

考惠材料塑性特征计算给定载荷

elastic analysis

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。

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 材料使被连接焊件达到原子或分子结合状态的连接方式

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。

为验证所拟定的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及纟 平价。

由中心具较大半径的球冠与周边较小半径的环壳以及一 本首边段组成，

为检验壳体是否满足安装质量要求而进行的拼装。

shell assembiy

在安装工地起革机械工作范围内的平台上，将分块壳体组装 圈，并焊接完成的一种工序

2.1.18 壳体安装

利用起重机械将壳体安装到指定位置的统称。

利用起重机械将壳体安装到指定位置的统移

shell installatior

壳体组对时，两钢板间的距离

2.2.4计算系数及其他

山 活荷载的组合值系数 α 线膨胀系数； U 泊桑系数； 锚栓数量。 2

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、

3.0.6壳体结构的对接、T形对接与角接组合焊缝应焊透，其焊

1高炉、热风炉、五通球壳体结构的对接焊缝应为 2下降管壳体结构的横向对接焊缝应为级，纵向双 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。

4.1.1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》GB 50009的有关规定。

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

4.1.2壳体结构上的荷载可分为恒荷载、活苞载、偶然苞载三类

4.1.3设计壳体结构和连接时，应根据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，并按最不利者验算其 强度。

S= Sck +SQk + bei SQik

式中：S 荷载效应组合值； 按恒荷载标准值Gk计算的荷载效应值； SQik 按活荷载标准值Q计算的荷载效应值，其中SQ1k为 诸活荷载效应中起控制作用者； 一 一活荷载Q：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0.8。气体爆炸压力不宜与炉料压力 同时作用。

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

表4.2.2热风炉壳体荷载

4.2.3上升管、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。

上升管、下隆管、五通球或三通管

表 4. 2. 4除尘器壳体荷载

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钢为热状态交货 外，其他钢材均应以正火后交货。用于高炉（不含炉底板）、热风 炉、煤气上升管和下降管、五通球或三通管壳体结构的钢板应逐张 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钢板 质量等级不应低于具级，其他钢板质量等级应为级。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。

5.1.9当钢极厚度不小于40mm时，厚度方向有明确受力且

金钢焊条》GB/T5118的有关规定。选用的焊条型号应与壳体金 属力学性能相适应。

5.2.2壳体焊缝的理弧焊、电渣焊、气电立焊、二氧化碳气体保护

1焊丝应符合现行国家标雅《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/T 17493的有关规定； 2埋孤焊用焊轮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/T 12470的有关规定： 3气体保护焊使用的氩应符合现行国家标推《氩》GB/T 4842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%（体积法），水含量不得高子0.0005%（重量法）。瓶装气 气体压力低于1MPa时应停止使用。 自动或半自动焊接用的焊丝和焊剂应与被焊钢材相适 应符合现行有关标准的规定。当两种不同牌号的钢材相 ，采用与强度较低的一种钢材相适应的焊条或焊丝与

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

1普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB/1 5780和《六角头螺栓》GB/T5782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、 《钢结构用高强度垫圈》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》 GB50017的有关规定。

2.6热风炉炉缸与钢筋混凝士基础连接的锚栓可采用现

标准《碳素结构钢》GB/T700中规定的Q235B钢、Q235C4 低合金高强度结构钢》GB/T1591中规定的Q345B钢、Q3 钢制成。

5.3.1钢板许用应力应取屈服强度的1/1.5。Q235钢、Q345钢、

5.3.1钢板许用应力应取屈服强度的1/1.5。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

表5.3.1钢板许用应力值（N/mm）

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。 3.3采用Q235钢或Q345钢制成的锚栓，其许用应力L取 服强度R的1/2。许用应力值按表 5.3.3选用。

表5.3.3锚栓的许用应力值（N/mm）

5.3.4钢材的物理性能指标应按表5.3.4采用。不温度下钢 ·12·

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

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。

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：

图 6. 1. 2 高炉壳体

5一炉腹段；6一风口段：7一炉缸段

式中： α 计算参数。与煤气导出管和溜槽检修孔相连的壳体

小框架时，其支撑部分的壳体宜加厚（6～10）mm。 2 炉喉段厚度：

中：t一壳体钢板厚度（mm）； D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 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

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 用的荷载，对壳体结构进行弹性计算分析，其连续部位的应 不应大于许用应力[]；转折处的应力强度不应大于1.5L 缘的应力强度不应大于2.5[1

6.1.5壳体结构的计算包括整体应力分析和局部应力分

行整体应力分析时，对炉身、炉腰、炉腹、风口段壳体的截面参 考虑开孔率的影响予以折减。对壳体几何形状产生突变或 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

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0.15倍开孔半径。 6.1.8在进行壳体结构的有限元分析时，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：

度值的2%～3%。复杂应力状态下的失效准则应 vonMises屈服条件。

6.1.8在进行壳体结构的有限元分析时，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

式中： E 钢材弹性模量； T 内外温差； t一一泊桑系数; α一一线膨胀系数。 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间距的

绒胀系数。 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间距的 1/3.

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

6.2.1壳体结构形式和结构设计应满足不同炉容级别高 风炉加热能力要求。

6.2.2热风炉的壳体分段应根据加热工艺的需要确定

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

图 6. 2. 4 内燃式热风炉壳体

顺燃式热风炉壳体（图6.2.5）各段的厚度宜按下列规定 炉顶段、直线段宜取3.8D：

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； 6一过渡段：7一炉身下段：8一炉缸段

6外燃式热风炉蓄热室和燃烧室壳体（图6.2.6）各段的 按下列公式计算：

天然气标准规范范本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炉身下段宜敢4.5D； 4 过渡段宜取炉身上、下段厚度的平均值； 5炉缸段官取5.5D

图6.2.7外燃式热风炉混风室壳体

6.2.8拱顶环梁型外燃式热风炉燃烧室和蓄热室拱顶壳体之间 设置的环梁应按下列公式验算强度：

式中： d 拱顶连络管内径； A. 拱顶环梁的净截面面积； 力 高炉鼓风机最大出口气体压力； E 钢材弹性模量； Ix 环梁的毛截面惯性矩； Wnx 环梁的净截面模量： 1一 环梁的计算长度； △ 蓄热室和燃烧室之间沿高度方向的不均匀膨胀量， 般取(15~20)mm; []一一钢材的许用应力。 6.2.9 壳体结构计算时，应采用大型有限元程序，按壳体的开孔

位置及莲络管的尺寸等建实体模型，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 应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3.0L」。 6.2.10对壳体开孔周边区域塑性的发展及应力重分布，采用塑 性理论进行分析时，其塑性区域的护展不应天于孔周边区域的 1/3。 6.2.11壳体结构与基础相连的锚栓应沿圆周等距排列，锚栓强 度应按下列公式计算：

6.2.11壳体结构与基础相连的锚栓应沿圆周等距 度应按下列公式计算：

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