Колонны и опорные кольца
В течение длительного периода существования чугуноплавильного производства опорные колонны были обязательным элементом металлоконструкций доменных печей, передающим нагрузку всего верхнего строения печи на ее фундамент.
В отечественной и немецкой практике колонны, как правило, делались клепаными из листового или профильного металла. Впоследствии их стали делать сварными или цельнокатаными. Материалом для их изготовления служат низколегированные стали типа 15ХСНД.
Рисунок 2.4 – Поперечное сечение опорных колонн (1 – 6)
Наиболее рациональной конструкцией из числа приведенных на рисунке 2.4 следует считать колонну 1, принятую в свое время для типовых печей Гипромеза. Колонна имеет наружные угольники (с целью облегчения изготовления) и промежуточную стенку, предназначенную для усиления колонны на случай частичной потери ее несущей способности. Кроме того, мощность колонны принимается с запасом прочности, рассчитанным на возможность выхода из строя одной колонны полностью и передачи дополнительных нагрузок на соседние. Для придания колоннам большей прочности внутрь полости их перпендикулярно к оси вклепывались, а теперь ввариваются диафрагмы. К торцам колонн крепятся опорные листы. Верхний лист крепится под углом к оси печи, поскольку опорное кольцо шахты горизонтально, а колонны для увеличения доступа к горну устанавливаются наклонно. Нижний срез колонны из-за нижнего опорного башмака делается перпендикулярным к ее оси. Для плотного прилегания торцов колонн к опорным листам и соответствующей передачи нагрузок срезы обрабатываются.
Опоры колонн. Колонны, несущие большие нагрузки, должны надежно опираться на пень фундамента. Для этого их закрепляют в фундаменте на отдельных опорах: чугунных литых башмаках или фундаментных кольцах–клепаных, чугунных литых, в настоящее время сварных. Иногда колонны связываются с массивом пня специальными фундаментными болтами. Площадь опор зависит от нагрузки на колонны и допускаемого напряжения бетона фундамента. Опоры размещают ниже кладки лещади на 2–3 м для защиты в случае выхода чугуна на горизонте лещади. Внутренняя полая часть колонн от низа до рабочей площадки заполняется бетоном.
Опорные кольца шахты. Передача давления на колонны со стороны кладки шахты, ее холодильников, частично заплечиков я колошникового устройства (в зависимости от типа несущих конструкций) осуществляется через верхнее опорное кольцо – моратор, представляющий собой мощную кольцевую балку. Кольцо состоит из горизонтальных листов и вертикального листа первого пояса (царги) кожуха шахты и соединяется с верхом колонн при помощи болтов через промежуточную опорную плиту. Поверхности соприкосновения листов и плиты тщательно обрабатываются.
Моратор является основой для огнеупорной кладки шахты и допускает раздельное и одновременное выполнение футеровки низа и верха доменной печи.