加热炉基础设计(design of reheating furnace foundation)

支承加热炉炉体并将其荷载传给地基的基础设计。设计的特殊要求是基础的防水和承受高温部位的隔热防护。设计主要内容包括原始资料收集，基础形式，基础计算、基础构造和隔热防护。

原始资料收集 见冶金厂矿设备基础设计。

基础形式 根据轧钢生产工艺选择的炉型确定其基础的形式。加热炉一般有推钢式、链式、步进式和环形等。其基础多采用地坑式，对浅基坑推钢式加热炉基础可采用水平框架式(图1)。

计算要点 基础承受的荷载有：炉体本身及被加热金属的重量、炉体钢柱传来的水平力、各层操作平台传来的荷载、土的侧压力和地下水的压力(采用渗排水层时不予考虑)等。计算方法是按基础的不同部位，分解为若干结构单元进行应力分析及配筋计算。推钢式加热炉、链式加热炉、步进式加热炉基础可以近似地将基底压力视为直线分布。加热炉基础为地坑式，根据其长宽比，底板按单向或双向板计算，并参照均热炉基础设计，考虑因温度作用而引起材料强度的折减。水平框架式的推钢式加热炉基础，其纵梁L一1(图1d)承受从炉体传来的垂直力和炉体钢柱传来的水平力，按连续梁计算，同时考虑炉墙及水平力对梁产生的扭矩；横梁L一2按中心受拉构件计算。环形加热炉基础的支墩(墙)，按中心受压构件计算。当炉底转动产生水平力较大时，要考虑对支墩的影响。环形加热炉基础的底板可按自由搁置在温克尔地基(假定地基为许多互不连系的弹簧所组成，基础只压在基底范围内的弹簧上)上的环形板或圆板计算。

图1    加热炉基础图

a-推钢式加热炉基础；b-链式加热炉基础；c-步进式加热炉基础；d-水平框架式的推钢式加热炉基础;e-环形加热炉基础

1-加热炉中心线;2-隔热层；3-链轮中心线；4-烟道中心线；5-钢柱；

6-炉子侧墙；7-填炉渣；8-预热器中心线，9-抹耐热砂浆；10-支墩；11-底板

图2        渗排水层构造

1-砖墙；2-细砂层;3-粗砂层；4-小卵石层；5-混凝土垫层;6-钢筋混凝土底板;7-卵石渗水层；8-带孔的渗水管；9-加热炉基础;10-排水沟

基础构造 对于地坑式加热炉基础，当地下水位高于基础底板面标高时，须采用渗排水层降低地下水位(图2)；当地下水位低于基础底板面标高或无地下水而仅考虑上层滞水时，可采用强度等级不低于C20、抗渗标号不低于S6的防水混凝土结构。不论采用排水或防水方案，均需在炉坑内设置排水沟及集水井等。对于与加热炉连接的烟道的基础，其防水措施要和加热炉基础共同考虑。在地下水位较高地区，宜在烟道底板上部设内排水层(图3)。

图3     烟道内排水层

1-烟道外壳；2-耐热混凝土预制板；3-砖砌或耐热混凝土支墩；4-内排水层

隔热防护 对基础受高温作用的部位，所采取的保护措施一般是：在坑底和竖壁内侧砌半砖厚普通砖砌体或抹20mm厚耐热砂浆等，砖墙和竖壁需用预埋钢筋拉结。经采取隔热或设通风孔道措施后，所有加热炉基础的混凝土表面温度须保持在不超过200℃。