高炉钢结构的介绍，高炉本体如何设计

高炉本体钢结构的主要作用是 承受炉顶荷载、将炉身荷载传递到路基并且对炉壳进行密封的作用 。高炉本体钢结构主要有以下几种形式：

1）自力式（图1a）

炉顶全部荷载均由炉壳承受，炉体周围 没有框架和支柱 ，平台走梯也支承在炉壳上，并通过炉壳传递到基础上。

其特点是 ：结构简单，操作方便，节约钢材，炉前宽敞便于更换风口和炉前操作。

为减小热应力，炉壳转折点应尽量少，折点部位应尽可能平缓过渡；高炉生产过程中应加强炉壳冷却，特别是炉龄末期炉壳可能变形，需要增设外部喷水冷却；另外，高炉大修时炉顶设备需要另设支架。

过去中小型高炉多采用这种结构。

2）炉缸支柱式（图1b）

炉顶荷载及炉身荷载由炉身外壳通过 炉缸支柱 传到基础上。

其特点是 ：节省钢材，但风口平台拥挤，炉前操作不方便，并且大修时更换炉壳不方便。

高炉生产过程中应注意炉身部位的冷却，特别是炉龄后期，由于受热和承重炉壳有可能变形，这将影响装料设备的准确性。

过去255m3以下高炉多采用这种结构。

3）炉缸炉身支柱式（图1c）

炉顶装料设备和煤气导出管、上升管等的重量 经过炉身炉壳传递到炉腰托圈 ，炉顶框架、大小钟荷载则 通过炉身支柱传递到炉腰托圈 ， 然后再通过炉缸支柱传递到 基础上 。煤气上升管和炉顶平台分别设有座圈和托座，大修更换炉壳时，炉顶煤气导出管和装料设备等荷载 作用在 平台上 。

这种结构降低了炉壳的负荷，安全可靠。但耗费钢材较多、投资高，因此只适用于大型高炉。

我国五六十年代所建高炉多采用这种结构。

4）炉体框架式（图1d）

近年来我国新建大型高炉多采用这种结构。

其特点是 ：由四根支柱连接成框架，而框架是一个与高炉本体不相连的独立结构。

框架下部固定在高炉基础上，顶端则支撑在炉顶平台。因此炉顶框架的重量、煤气上升管的重量、各层平台及水管重量， 完全由大框架直接传给基础 。 只有装料设备重量经炉壳传给基础 。

这种结构由于取消了炉缸支柱，框架离开高炉一定距离，所以风口平台宽敞，炉前操作方便，还有利于大修时高炉扩容的扩大。

                  a              b               c              d

图1 高炉本体钢结构

炉壳是高炉的外壳 ，里面有冷却设备和炉衬，顶部有装料设备和煤气上升管，下部坐落在高炉基础上， 是不等截面的圆筒体 。

炉壳的主要作用 是固定冷却设备、保证高炉砌砖的牢固性、承受炉内压力和起到炉体密封作用，有的还要承受炉顶荷载和起到冷却内衬作用（外部喷水冷却时）。 因此，炉壳必须具有一定的强度。

炉壳外形与炉衬和冷却设备配置要相适应 。存在着转折点，转折点减弱炉壳的强度。由于固定冷却设备，炉壳具有开孔。炉壳转折点和开孔应避开在同一截面。炉缸下部转折点应在铁口框以下100mm以上，炉腹折点应在风口大套法兰边缘以上大于100mm处，炉壳开口处需补焊加强板。

炉壳厚度应与工作条件相适应 ，各部位厚度可由下式计算： δ=kD ，δ—计算部位炉壳厚度；D—计算部位炉壳外弦带直径（对圆锥壳体采用较大端直径）；k—系数，mm/m。高炉下部钢壳较厚，是因为这个部位经常受高温的作用，以及安装铁口和风口，开孔较多的缘故。

炉体框架由四根支柱组成 ，上至炉顶平台，下至高炉基础，与高炉中心成对称布置，在风口平台以上部分采用钢结构，有“工”字断面，也有圆形断面，圆筒内灌以混凝土。

风口平台以下部分可以是钢结构，也可以采用钢筋混凝土结构。

一般情况下应保证支柱与热风围管有250mm间距。

高炉基础是高炉下部的承重结构，其作用是将高炉全部荷载均匀地传递到地基 。高炉基础由埋在地下的 基座部分 和地面上的 基墩部分 组成，如图2所示。

1—冷却壁；2—水冷管；3-耐火砖；4—炉底砖；5—耐热混凝土基墩；6—钢筋混凝土基座

图2  高炉基础

1）高炉基础的荷载

高炉基础承受的荷载有： 静荷载、动荷载、温度应力的作用 ，其中 温度造成的热应力作用最危险 。

髙炉基础承受的 静荷载 包括高炉内部的炉料重量、渣、铁液重量、炉体本身的砌砖重量、金属结构重量、冷却设备及冷却水重量、炉顶设备重量等，另外还有炉下建筑物、斜桥、装料卷扬机等分布在炉身周围的设备重量。

从力的作用情况来看，前者是对称的，作用在炉基上，后者则常常是不对称的，是引起力矩的因素，可能产生不均匀下沉。

动荷载 是指高炉非正常生产如崩料、坐料时加给高炉基础的额外荷载。 动荷载是相当大的，检测鉴定时必须考虑 。

炉缸中贮存着高温的铁液和渣液，炉基处于一定的温度下。由于高炉基础内温度分布不均匀，一般是里高外低，上高下低，这就在高炉基础内部产生了 热应力 。

2）对高炉基础的要求

1 高炉基础应把高炉全部荷载均匀地传递给地基，不允许发生沉陷和不均匀的沉陷 。髙炉基础下沉会引起髙炉钢结构变形，管路破裂。不均匀下沉将引起高炉倾斜，破坏炉顶正常布料，严重时不能正常生产。

2 具有一定的耐热能力 。一般混凝土只能在150℃以下工作，250℃便有开裂，400℃时失去强度，钢筋混凝土700℃时失去强度。过去由于没有耐热混凝土基墩和炉底冷却设施，炉底破损到一定程度后，常引起基础破坏，甚至爆炸。釆用 水冷炉底及耐热基墩 后，可以保证高炉基础很好地工作。

3 高炉基础一般应建在地基允许承压能力大于0.2MPa的土质上 ，如果S过小，基础面积将过大，厚度也要增加，使得基础结构过于庞大，故对于S<0.2MPa的地基应加以处理，视土层厚度，处理方法有夯实垫层、打桩、沉箱等。

高炉作为高温高压反应器，高炉钢构件通常处于恶劣的生产环境；高炉又是庞大的竖炉，设备层层叠叠，运行期间高炉钢结构常常存在各种设备安装、更换，大型设备的进出、吊运、临时停放的可能。

随着服役时间增长，我国早期建设的高炉已逐渐步入暮年，安全风险逐年增大、生产效能不断减低，在生产和改造检修过程中尤应注意结构的安全。

概念：高炉内

1. 高炉有效容积和有效高度

1）有效高度：

            高炉大钟下降位置的下缘到铁口中心线间的距离称为高炉有效高度（Hu），对于无钟炉顶为旋转溜槽最低位置的下缘到铁口中心线之间的距离。 

2）高炉有效容积 ：

        在有效高度范围内，炉型所包括的容积称为高炉有效容积（Vu）。

Hu/D：

有效高度与炉腰直径的比值（Hu/D）是表示高炉“矮胖”或“细长”的一个重要设计指标，不同炉型的高炉，其比值的范围是：

2. 炉缸

       高炉炉型下部的圆筒部分为炉缸，炉缸的上、中、下部位分别设有风口、渣口与铁口。 

（1）炉缸直径

        炉缸截面燃烧强度：指每小时每平方米炉缸截面积所燃烧的焦炭的数量，一般为1.0～1.25t/m2·h。

计算得到的炉缸直径再用Vu/A进行校核，不同炉容的Vu/A取值为：

大型高炉：22～28

中型高炉：15～22

小型高炉：11～15

（2）渣口高度：

渣口中心线与铁口中心线间距离。渣口过高，下渣量增加，对铁口的维护不利；渣口过低，易出现渣中带铁事故，从而损坏渣口；大、中型高炉渣口高度

多为1.5～1.7m。也可以参照下式计算：

（3）风口高度：

         风口中心线与铁口中心线间距离称为风口高度（hf）。

        风口高度可参照下式计算： 

（4）风口数目（n）：

        主要取决于炉容大小，与炉缸直径成正比，还与冶炼强度有关。

        风口数目可以按下式计算： 

风口数目也可以根据风口中心线在炉缸圆周上的距离进行计算： 

（5）风口结构尺寸（a）：根据经验直接选定，一般0.35～0.5m

（6）炉缸高度：

3. 炉腹

        炉腹在炉缸上部，呈倒截圆锥形。

作用：

（1）炉腹的形状适应了炉料熔化滴落后体积的收缩，稳定下料速度。

（2）可使高温煤气流离开炉墙，既不烧坏炉墙又有利于渣皮的稳定。

（3）燃烧带产生大量高温煤气，气体体积激烈膨胀，炉腹的存在适应这一变化。

炉腹的结构尺寸是炉腹高度和炉腹角。

炉腹高度由下式计算 ：

        炉腹角一般为79o～83o，过大不利于煤气分布并破坏稳定的渣皮保护层，过小则增大对炉料下降的阻力，不利于高炉顺行。 

4. 炉身： 炉身呈正截圆锥形。

作用： 

（1）适应炉料受热后体积的膨胀，有利于减小炉料下降的摩擦阻力，避免形成料拱。

（2）适应煤气流冷却后体积的收缩，保证一定的煤气流速。

（3）炉身高度占高炉有效高度的50～60％，保障了煤气与炉料之间传热和传质过程的进行。 

炉身角：

一般取值为81.5o～85.5o之间。大高炉取小值，中小型高炉取大值。

4000～5000m3高炉β角取值为81.5o左右，前苏联5580m3高炉β角取值   

炉身高度 ：

5. 炉腰： 炉腹上部的圆柱形空间为炉腰，是高炉炉型中直径最大的部位。

作用：

（1）炉腰处恰是冶炼的软熔带，透气性变差，炉腰的存在扩大了该部位的横向空间，改善了透气条件。

   （2）在炉型结构上，起承上启下的作用，使炉腹向炉身的过渡变得平缓，减小死角。

炉腰高度（h3）：

一般取值1～3m，炉容大取上限，设计时可通过调整炉腰高度修定炉容。

一般炉腰直径（D）与炉缸直径（d）有一定比例关系，D/d取值：

大型高炉1.09～1.15 

中型高炉1.15～1.25  

小型高炉1.25～1.5 

6. 炉喉（d1、h5）： 炉喉呈圆柱形。

作用：

承接炉料，稳定料面，保证炉料合理分布。炉喉直径与炉腰直径比值 d1/D取值在0.64～0.73之间。 

7. 死铁层厚度（h0）

 铁口中心线到炉底砌砖表面之间的距离称为死铁层厚度。 

作用：

（1）残留的铁水可隔绝铁水和煤气对炉底的冲刷侵蚀，保护炉底；

（2）热容量可使炉底温度均匀稳定，消除热应力的影响；

（3）稳定渣铁温度。

死铁层厚度：新设计高炉的死铁层厚度h0=0.2d。

名词概念：

（1）设计炉型：按照设计尺寸砌筑的炉型；

（2）操作炉型：指高炉投产后，工作一段时间，炉衬被侵蚀，高炉内型发生变化后的炉型；

（3）合理炉型：指冶炼效果较好，可以获得优质、低耗、高产和长寿的炉型，具有时间性和相对性。 

1. 比较法：

        由给定的产量确定炉容，根据建厂的冶炼条件，寻找条件相似，炉容相近，各项生产技术指标较好的合理炉型作为设计的基础。经过几次修订参数和计算，确定较为合理的炉型。

        目前，设计高炉多采用这种方法。

2. 计算法：

        计算法即经验数据的统计法。

        计算时可选定某一关系式，算出某一主要尺寸，再根据炉型中各部位尺寸间的关系式作炉型计算，最后校核炉容，修定后确定设计炉型。 

经验公式 ：

       对现代大型高炉和巨型高炉可以用书上16页式3－14～3－23计算，用这些公式计算得到的炉型，体现了近代高炉横向型发展的总趋势。

       书上表3－5为我国部分高炉炉型尺寸，表3－6为国外部分高炉炉型尺寸，设计高炉时可作参考。 

概念：按照设计炉型，以耐火材料砌筑的实体为高炉炉衬。

作用：

       （1）在于构成高炉的工作空间；

       （2）减少高炉的热损失；

       （3）保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。

1. 炉底 ： 炉底破损分两个阶段，初期是铁水渗入将砖漂浮而形成锅底形深坑；

铁水渗入的条件：

       （1）炉底砌砖承受着液体渣铁、煤气压力、料柱重量的10～12％；                 （2）砌砖存在砖缝和裂缝。 

 第二阶段是熔结层形成后的化学侵蚀。

         铁水中的碳将砖中二氧化硅还原成硅，并被铁水所吸收。 

影响炉底寿命的因素：

       （1）是承受的高压；

       （2）是高温；

       （3）是铁水和渣水在出铁时的流动对炉底的冲刷；

       （4）砖衬在加热过程中产生温度应力引起砖层开裂；

       （5）在高温下渣铁对砖衬的化学侵蚀，特别是渣液的侵蚀更为严重。

2. 炉缸：

        （1）渣铁的流动、炉内渣铁液面的升降，大量的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主要的破坏因素；

        （2）化学侵蚀；

        （3）风口带为最高温度区。  

3. 炉腹：

       （1）高温热应力作用很大；

       （2）由于炉腹倾斜故受着料柱压力和崩料、坐料时冲击力的影响；

       （3）承受初渣的化学侵蚀。

4. 炉腰：

       （1）初渣的化学侵蚀；

       （2）上、下折角处高温煤气流的冲刷磨损。

       （3）高温热应力的影响；

5. 炉身：

炉身中下部：

       （1）热应力的影响；

       （2）受到初渣的化学侵蚀；

       （3）碱金属和Zn的化学侵蚀。

在炉身上部：

       （1）下降炉料的磨损；

       （2）夹带着大量炉尘的高速煤气流的冲刷。 

6. 炉喉：  受到炉料落下时的撞击作用。用金属保护板加以保护，又称炉喉钢砖。

7. 决定炉衬寿命的因素：

       （1）炉衬质量，是关键因素。

       （2）砌筑质量。

       （3）操作因素。

       （4）炉型结构尺寸是否合理。

一. 对耐火材料的要求：

（1）耐火度要高。

         耐火度是指耐火材料开始软化的温度。

（2）荷重软化点要高。

         荷重软化点是指将直径36mm，高50mm的试样在0.2Mpa荷载下升温，当温度达到某一值时，试样高度突然降低，这个温度就是荷重软化点。 

（3）Fe2O3含量要低。 

（4）重烧收缩要小。

        重烧收缩也称残余收缩，是表示耐火材料升至高温后产生裂纹可能性大小的一种尺度。

（5）气孔率要低。

（6）外形质量要好。 

二. 高炉常用耐火材料

       陶瓷质材料：粘土砖、高铝砖、刚玉砖和不定型耐火材料等；

       碳质材料 ：碳砖、石墨碳砖、石墨碳化硅砖、氮结合碳化硅砖等。

1. 粘土砖：

   基本特性：

   （1）良好的物理机械性能；

   （2）抗渣性好；

   （3）成本较低。 

2. 高铝砖：

   AL2O3含量大于48%的耐火制品。

   基本特性：

   （1）比粘土砖有更高的耐火度和荷重软化点；

   （2）由于AL2O3为中性，故抗渣性较好；

   （3）加工困难，成本较高。

      粘土砖和高铝砖的外形质量也非常重要，对于制品的尺寸允许偏差及外形分级规定见下表。 

   
   

   

3. 碳质耐火材料：

   主要特性：

   （1）耐火度高，不熔化也不软化，在3500℃升华；

   （2）抗渣性能好；

   （3）高导热性；

   （4）热膨胀系数小，体积稳定性好；

   （5）致命弱点是易氧化，对氧化性气氛抵抗能力差。 

4.  不定形耐火材料：

   捣打料：用于炉底炭砖与水冷管之间、风口、铁口、渣口周围及铁沟。

   喷涂料：炉壳。

   泥浆：把耐火砖粘结成为致密的整体炉衬。要求泥浆的化学成分与耐火砖的相近。

   填料 ：用来填充炉壳与冷却壁、冷却壁与砌砖之间的间隙，起密封和补偿收缩作用。

   优点：工艺简单、能耗低、整体性好、抗热震性强、不易剥落，可以减小炉衬厚度。 

（l）保护炉壳。

（2）对耐火材料的冷却和支承。

（3）维持合理的操作炉型。 

（4）促成炉衬内表面形成渣皮，代替炉衬工作，延长炉衬寿命。

1.冷却介质：

         水——水冷

         空气——风冷

         汽水混合物——汽化冷却 

2. 对冷却介质的要求：

（1）有较大的热容量及导热能力；

（2）来源广、容易获得、价格低廉；

（3）介质本身不会引起冷却设备及高炉的破坏。

3. 水的硬度：指每m3水中钙、镁离子的摩尔数。

根据硬度不同，水可分为三类：

        软    水：硬度<3mol/m3

        硬    水：硬度在3～9mol/m3

        极硬水：硬度>9mol/m3

水的软化处理：就是将Ca2+、Mg2+ 离子除去，通常用Na+ 阳离子置换。

两种：

外部冷却：向炉壳外部喷水冷却。

★内部冷却：将冷却介质通入冷却设备内部进行冷却。包括冷却壁、冷却板、板壁结合冷却结构、炉身冷却模块及炉底冷却等。

一. 外部喷水冷却

       适用于小型高炉，对于大型高炉，在炉龄晚期冷却设备烧坏的情况下使用。

       炉身和炉腹部位装设有环形冷却水管，距炉壳约100mm，水管上朝炉壳的斜上方钻有若干φ5～φ8mm小孔，小孔间距100mm。 

二. 冷却壁

       冷却壁设置于炉壳与炉衬之间，有光面冷却壁和镶砖冷却壁两种 。

      基本结构图:

1. 光面冷却壁 

        （1）结构:

        在铸铁板内铸有无缝钢管。无缝钢管为φ34×5mm或φ44.5×6mm，中心距为100～200mm的蛇形管。

       （2）应用部位：炉缸和炉底部位冷却。

       风口区冷却壁的块数为风口数目的两倍；渣口周围上下段各两块，由四块冷却壁组成。

       （3）冷却壁尺寸：

        光面冷却壁厚80～120mm，宽度为700～1500mm，高度一般小于3000mm。

        圆周冷却壁块数最好取偶数；

       （4）安装：

        ①同段冷却壁间垂直缝为20mm；

        ②上下段间水平缝为30mm；

        ③上下两段竖直缝应相互错开；

        ④光面冷却壁与炉壳留20mm缝隙，用稀泥浆灌满；

        ⑤与砖衬间留缝100～150mm，填以碳素料。

1. 作用：

（1）热风总管：输送热风

（2）热风围管：将热风总管送来的热风均匀地分配到各送风支管中。

2. 材质：均由钢板焊成，管中有耐火材料筑成的内衬。 

3. 直径的确定： 热风总管与热风围管的直径相同，由下式计算： 

式中：

           d ——热风总管或热风围管内径，m； 

          Q——气体实际状态下的体积流量，m3/s；

           v ——气体实际状态下的流速，m/s。一般为25～35m/s 。 

一. 作用：

        将热风围管送来的热风通过风口送入高炉炉缸，并且通过它向高炉喷吹煤粉。

二. 要求：

①送风支管密封性好；

②压损小；

③热量损失小；

④有自动调节位移的功能。

三. 结构：

由送风支管本体、张紧装置、附件等组成。

宝钢送风支管结构 图：

1. 送风支管本体：

由A－l管（鹅颈管）、A－2管（流量测定管）、伸缩管、异径管（锥形管）、弯管、直吹管等组成。

（1）A－1管是连接热风围管的支撑管，由钢板焊成，内砌耐火砖。

（2）A－2管也由钢板焊成，接在A－1管下面，内侧用不定形耐火材料浇注成文杜里氏管结构，用来测定送风量。

（3）伸缩管的作用是调节热风围管和炉体因热膨胀引起的相对位移，法兰连接，内有不定形耐火材料浇注的内衬；

（4）异径管用来连接不同直径的管道，用以安装张紧装置。

（5）弯管的作用是转变送风支管方向和连接直吹管，设有观察孔和下部拉杆。

2. 张紧装置：

（1）作用：稳定和紧固送风支管，并使直吹管紧压在风口小套上。

（2）组成：包括吊杆、拉杆、松紧法兰螺栓等。

3.送风支管附件：包括托座、起吊链钩、观察孔等。

（1）托座固定在炉壳上，用来固定中部拉杆。

（2）起吊链钩用于更换风口时使弯管和直吹管成振摆状运动，便于更换风口。

（3）观察孔用来观察风口区燃烧情况

       直吹管是高炉送风支管的一部分，尾部与弯管相连，端头与风口紧密相连。

1. 组成：

        由端头、管体、喷吹管、尾部法兰和端头水冷管路五部分组成。见图  

2. 直吹管的主要技术要求： 

（1）要求直吹管端头与风口相接触的球面上不准有缺陷和焊补。

（2）必须按设计要求进行水压和气密性试验。

（3）要求喷吹管中心线与直吹管管体中心线的夹角符合设计要求，一般夹角为12°～14°左右。 

       风口（小套）与风口中套、风口大套装配在一起，加上冷却水管等其它部件，形成高炉的风口装置。

一. 风口

       又称风口小套或风口三套，是送风管路最前端的一个部件，用紫铜或青铜制造，空腔式结构，内通水冷却。

1. 安装：成一定角度探出炉壁。

2. 风口的损坏原因：（l）熔损；（2）开裂 ；（3）磨损。 

3. 延长风口使用寿命的措施： 

（1）提高紫铜纯度，以提高风口的导热性能；

（2）改进风口结构，增强风口冷却效果；

（3）对风口前端进行表面处理，  

二. 风口中套 

       风口中套前端内孔的锥面与风口小套的外锥面配合，上端的外锥面与大套配合。

1. 作用：支承风口小套。

2. 材质：用铸造紫铜制作，用冷却水进行冷却。

三. 风口大套 

        风口大套由铸铁铸成，内部铸有蛇形管，通水冷却。

        其前端锥面与风口中套上端锥面配合，上端通过风口法兰与炉体装配连接在一起。 

        风口大套的作用是支承风口中套与小套，并将其与高炉炉体相连成为一体。

一. 设计高炉钢结构考虑的因素： 

（1）考虑到各种设备安装、检修、更换的可行性，要考虑到大型设备的运进运出，吊上吊下，临时停放等可能性 ；

（2）具有耐高温高压、耐磨和可靠的密封性；

（3）应留有足够的净空尺寸，并且要考虑到安装偏差和受力变形等因素 ；

（4）对于支撑构件，要认真分析荷载条件，做强度计算 ；

（5）避免积尘积水；

（6）合理设置走梯、过桥和平台 。 

一. 炉缸支柱式——曾用于中小型高炉 

1. 特点：炉顶荷载及炉身荷载由炉身外壳通过炉缸支柱传到基础上。

2. 优点：  节省钢材。

3. 缺点：风口平台拥挤，炉前操作不方便。

4. 应用：目前小高炉多用这种结构。 

二. 炉缸、炉身支柱式——五、六十年代大型高炉

1. 特点：

①炉顶装料设备和煤气导出管、上升管等的重量经过炉身传递到炉腰托圈；

②炉顶框架、大小钟荷载则通过炉身支柱传递到炉腰托圈；

③传递到炉腰托圈的重量再通过炉缸支柱传递到基础上。

2. 优点：降低了炉壳负荷，安全可靠。

3. 缺点：耗费钢材较多、投资高。

三.  炉体框架式——大型高炉多用 

1. 特点：

①由四根支柱连结成一个大框架；

②框架本身是一个与高炉本体不相连接的独立结构。

③框架下部固定在高炉基础上，顶端支撑在炉顶平台上。

④因此除装料设备重量经炉壳传给基础外，其余所有重量均由大框架直接传给基础。

2. 优点：风口平台宽敞，炉前操作方便，有利于大修时高炉容积的扩大。

四. 自立式 ——小型高炉多用

1. 特点：不设任何支柱，全部荷载均由炉壳承受，并传递到基础上。

2. 优点： 钢材消耗少，结构简单，炉前宽敞。

3. 注意：设计时应尽量减少炉壳转折点；高炉生产过程中应加强炉壳冷却；高炉大修时炉顶设备需要另设支架。

一. 作用：

①固定冷却设备；

②保证高炉砌砖的牢固性；

③承受炉内压力和起到炉体密封作用。

④有的要承受炉顶荷载和起到冷却内衬作用（外部喷水冷却时）。

二. 设计时注意的问题：

①炉壳折点和开孔应避开在同一个截面；

②炉缸下部折点应在铁口框以下100mm以上；

③炉腹折点应在风口大套法兰边缘以上大于100mm处；

④炉壳开口处需补焊加强板。 

三. 炉壳厚度

式中：

       炉体框架由四根支柱组成，上至炉顶平台，下至高炉基础，与高炉中心成对称布置，保证支柱与热风围管有250mm间距。 

一. 炉缸支柱：

1. 作用：用来承担经炉腰支圈传递下来的全部荷载。

2. 数目：支柱的数目常为风口数目的一半或三分之一，均匀地分布在炉缸周围。

        支柱向外倾斜6o左右，以使炉缸周围宽敞。  

二. 炉身支柱：

1. 作用：支承炉顶框架及炉顶平台上的荷载、炉身部分的平台走梯、给排水管道等。

        一般为 6 根，下端应与炉缸支柱相对应。

三. 炉腰支圈 ：

1. 作用：

        将其承托的上部均布荷载（砌砖重量及压力等）变成几个集中载荷传给炉缸支柱，同时也起着密封作用。

        与上下炉壳连接处，两侧都用角钢加固，在外侧边缘也用角钢加固，以加强其刚性。 

四. 支柱座圈

       为了使支柱作用于炉基上的力比较均匀，在每根支柱下面都有用铸铁或型钢做成的单片垫板，并且彼此用拉杆或整环连接起来 。

一. 作用： 将高炉全部荷载均匀地传递到地基。

二. 组成：

        由埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分组成，见图： 

三.  高炉基础的负荷 

1. 静负荷

2. 动负荷

3. 热应力的作用

四.  对高炉基础的要求 

①高炉基础应把高炉全部荷载均匀地传给地基，不允许发生沉陷和不均匀的沉陷。

②具有一定的耐热能力。 

五. 基墩：

        基墩断面为圆形，直径与炉底相同，高度一般为2.5～3.0m 。

六. 基座：

        基座直径与荷载和地基土质有关，基座底表面积可按下式计算： 

式中：

           A  ——基座底表面积，m2；

           P ——包括基础质量在内的总荷载，t；

           K ——小于1的安全系数，取值视土质而定；

           S允 ——地基土质允许的承压能力，t/m2。一般建在>2.0kg/cm2的土质上 。