Существенным недостатком данной схемы является необходимость установки (при капитальном ремонте печи с заменой кожуха) специальной опорной системы из колонн со связями, демонтируемой после ремонта.

Наиболее рациональная схема доменной печи, широко внедряемая в нашей стране и за рубежом, это схема, при которой кожух доменной печи несет нагрузку только от бесконусного засыпного аппарата и газоотводов. Вокруг печи устанавливается каркас, состоящий, как правило, из 4-х колонн, отстоящих на значительном расстоянии от печи и связанных между собой конструкциями площадок печи. На него передается нагрузка от площадок колошникового устройства, кольцевого воздухопровода горячего дутья. Обычно конструкции рассчитываются и на ремонтное сочетание, предполагающее передачу нагрузки от сохраняемой части кожуха при капитальном ремонте. На многих зарубежных доменных печах газопроводы грязного газа отделены от купола доменной печи компенсаторами и вся нагрузка от газоотводов также передается на каркас.

В настоящее время при реконструкциях старых доменных печей, выполненных по описанным выше схемам, переходят на современное решение с 4 колоннами.

Такая схема дает возможность удобной эксплуатации доменной печи по всей высоте и позволяет проводить индустриальные ремонты и реконструкции кожухов.

Кожух печи и днище. Кожух доменной печи следует рассматривать как часть сложной системы, состоящей из самого кожуха, кладки, набойки, холодильников и примыкающих элементов. Исследования работы кожуха показывают, что наряду с обычным двухосным растяжением оболочки встречаются и участки двухосного сжатия. Общим требованием для всех элементов кожуха является его герметичность, доступность для осмотров и обеспечение ремонтов. Прочность и герметичность кожуха нарушается отверстиями для системы охлаждения, болтов, крепящих холодильники, леток, фурм и т.п. Удлинение кампании печи, при повреждении системы охлаждения или возникновении местных перегревов обеспечивается наружным поливом, для чего на кожухе устанавливаются кольцевые козырьки и желоба. Листы кожуха свариваются встык, их размеры следует выбирать максимально большими по условиям завода-поставщика стали и в целях преимущественного изготовления отверстий на заводе-изготовителе металлоконструкций.

Требуемая прочность кожуха по условиям внутренних воздействий (до 1,0-1,2 МПа от суммарного давления газовой среды, температурного расширения футеровки, гидростатического давления жидкого чугуна и распора шихты, возможных местных концентраций давления) определяет его значительную толщину, что осложняет монтаж и особенно сварку при ремонтах. В целях смягчения этих затруднений для кожухов средних печей применяются вязкие низколегированные стали повышенной прочности, а для больших печей высокопрочные. Так для печи объемом 5500 м3 была применена высокопрочная сталь толщиной 60 мм (вместо 85-90 мм из низколегированной стали или 110-120 мм из условной стали 3).

По конструкции кожухов практикой выработан ряд рекомендаций (рис. 13.6). Отправочные марки кожуха на заводе-изготовителе выполняются максимальных размеров с укрупнением из отдельных листов автоматической сваркой. Как правило, вертикальные монтажные швы выполняются электрошлаковой сваркой (ЭШС). Однако, металл шва, выполненный ЭШС, имеет пластические свойства, значительно уступающие свойствам основного металла. Наиболее прогрессивным способом является автоматическая сварка с принудительным формированием шва порошковой проволокой. Кольцевые монтажные швы выполняются обычно ручной электродуговой сваркой.

Кожух печи условно состоит из следующих участков.

Кожух лещади обычно толщиной 40 - 60 мм, имеет цилиндрическую форму. В начале кампании, когда кладка еще цела, ее температурное расширение компенсируется упругими свойствами набойки. Расчетные кольцевые напряжения в металле кожуха верхней, более нагретой зоны лещади, значительно превосходят напряжение, возникающее в его нижних частях. Однако по мере разрушения верхних слоев лещади температурный распор в этой зоне уменьшается, а, в связи с постепенным нагревом еще сохранившегося сплошного массива кладки, величина напряжений в нижних участках кожуха увеличивается. По этой причине толщина кожуха на всей высоте принимается одинаковой. Требования к обеспечению необходимой прочности и герметичности кожуха лещади должны соблюдаться особенно тщательно, так как любая трещина в нем будет являться источником просачивания газа и в дальнейшем может послужить путем для прорыва чугуна. Такой прорыв является одной из наиболее опасных аварий производства, надолго выводящих доменную печь из строя. В кожухе лещади предусматриваются специальные «козловые» летки для выпуска (при капитальных ремонтах) чугуна, накапливающегося в яме лещади, что позволяет сократить сроки простоя печи путем выпуска «козла» в жидком виде. Продолжение кожуха в фундаменте ниже охлаждения дна лещади играет роль анкера, удерживающего кожух от подъема силами внутреннего давления. Для сцепления оболочки с бетоном фундамента, выполняющего роль жесткого днища, к ней привариваются специальные кольцевые ребра. Такой анкер непосредственно не воспринимает кольцевых усилий от внутреннего давления и распора футеровки, вследствие чего он может быть выполнен из металла с пониженными характеристиками.