簡介
鋼鐵企業發展迅猛，全國各地陸續新建了許多大中型煉鐵廠，而高爐又是煉鐵廠的核心部分。結合工程實例，介紹一下高爐系統爐頂剛架及平台設計中的幾個方面。高爐分為爐體和爐頂系統兩部分。爐頂系統包括：爐頂剛架、各主要大平台、無料鍾小剛架及平台、均排壓平台、樓梯間五部分 。
爐頂剛架的設計
1.結構特點：爐頂剛架跨度大，開口多，承受的荷載大。主要承受由煤氣上升管、上料主皮帶通廊、無料鐘上部料罐、爐頂安裝起重機、均排壓平台等傳來的荷載。
2.計算方法：通常採用有限元技術，如ANSYS軟體、SAP2000 軟體等。
3.斷面形式：根據計算,柱子通常採用箱型柱或十字型柱。梁通常採用箱型梁或焊接工字型梁。
4.材質：由於承受的荷載大，剛架柱或剛架梁通常採用Q345B鋼,支撐等採用Q235-B鋼。如果是地處嚴寒地區還應採用Q345C或Q235-D。當板厚t ≥40時，應選用Z向性能的鋼板。
5.連線方式：柱子現場拼接接頭為焊接，梁現場拼接接頭為高強度螺栓加焊接，梁翼緣採用剖口等強焊，梁腹板採用扭剪型高強度螺栓連線，其強度級別為10.9級，個數及連線板均需計算確定 。
主要大平台的設計
主要大平台包括
1.主要支承煤氣上升管的操作平台，即56.100m平台。
2.主要支承無料鐘上部料罐及上料主皮帶通廊的操作平台，也支承部分均排壓平台。即61.440m平台。有些工程設定為兩層。
3.吊車梁平台—支承50噸安裝起重機的平台。即74.190m平台。
4.剛架頂部一般不設定平台，但有些容積大的高爐根據工藝的要求，有時也設定平台，用來檢修均排壓的設備。
56.100m平台
1.布置
此平台主要支承煤氣上升管道（也有例外：東北某煉鐵廠4000m 的高爐，上升管就支承在下面的爐體大平台上），有時氮氣罐也布置於此，通常還有一、兩個活動檢修小平台。
2.荷載情況
煤氣上升管的荷載比較大，每處約100多噸；
氮氣罐：約10噸左右；
活載：檢修區：10.0KN/m 其餘：5.0KN/m
平台灰荷載：1.0KN/m
3.連線
主梁及承受較大荷載的梁採用高強螺栓連線，梁高大於1000m的梁與剛架梁的連線採用安裝螺栓加焊接，一般小次梁可採用安裝立板直接焊接。
4.主要節點的處理
本層承受的主要荷載來自煤氣上升管的荷載，上升管內的噴塗料2t/m，所以此處荷載較大，此工程約120噸左右。支承上升管的上下托座採用螺栓連線並與平台梁相焊，所以上升管開孔四周除布置承受荷載的大梁外，還在大梁的上下側布置有次梁，以加強支承梁的側向穩定。
5.支撐布置
為了加強平台的整體穩定，平台應設定水平支撐。
61.440m平台
1.布置
此平台主要支承上料主皮帶通廊（輸送機頭部）和上部料罐、均排壓平台，另外還有一些檢修、操作平台。
大修時上部料罐需由吊車吊出檢修,所以此層平台活動梁比較多,應多與工藝專業配合。
2.荷載情況
上料主皮帶通廊荷載，每處約160多噸t；無料鐘上部料罐的荷載，總重約255噸；
荷載：操作荷載：5.0KN/m
平台灰荷載：1.0KN/m
上料主皮帶通廊對平台的縱向推力（摩擦力）及橫向推力（由橫向風荷載引起）。
3.連線
主梁及承受較大荷載的梁採用高強螺栓連線，梁高大於1000m的梁與剛架梁的連線採用安裝螺栓加焊接，一般小次梁可採用安裝立板直接焊接。
4.特別應注意的幾點
a.支承上部料罐的主梁一般為強度控制，常採用Q345鋼。但通常此梁的高度工藝有要求，不能影響設備的安裝。
b.開口處活動梁採用螺栓連線，相應的平台板也為活動板，便於以後檢修時拆卸。
c.梁變斷面的處理：一般按1:3或1:4的坡度漸變。
5.支撐布置
同樣，此平台也應設定水平支撐，以增強平台的整體穩定。
74.190m平台
1.布置
吊車梁平台主要是為了安裝、檢修無料鍾設備而設定的一層平台，主要用於支承50t安裝起重機。除此之外，其他設備荷載少，布置相對簡單。
2.荷載情況
50t安裝起重機自重。
荷載：操作荷載：3.0KN/m
平台灰荷載：1.0KN/m
3.材質
吊車梁及吊車梁斜支撐通常採用Q345B鋼。
4.主要結構的處理
借鑑以往工程的經驗，吊車梁與輔助梁之間的下弦水平撐通常是採用全鋪鋼板的形式，相互間的連線為B級螺栓（先採用工廠鑽孔do=15，現場擴孔到17.5）連線，使吊車梁與輔助梁形成一個箱型梁的形式。這樣結構整體剛度比較強但浪費，畢竟此吊車只在檢修時使用。所以在後來的工程中改進了，還是按常規採用雙角鋼設定水平支撐，前提是要能承受吊車運行時產生的橫向水平荷載。
由於要將上部料罐吊出爐頂平台外檢修，所以吊車梁平台外伸較遠，斜支撐就是為支承吊車梁而設定的。由於布置上的限制，斜支撐是沿兩個方向傾斜的，設計時通常只考慮傳遞垂直荷載，所以斜支撐頭部與吊車梁的連線一般按鉸接考慮 。
平台設計的注意事項
1.爐頂各層平台為開敞式，故各層平台板應設定排水孔，梅花狀布置，間距約800左右。使用期間各層平台應定期清灰。
2.高強度螺栓與焊接共用的節點的施工順序為：初擰高強度螺栓、施焊、終擰高強度螺栓。
3.高強度螺栓連線摩擦面採用噴砂法處理，摩擦面不得油漆或污損。其抗滑移係數：Q235-B 不得小於0.45；Q345B 鋼不小於0.55 。
