焦炭塔是延迟焦化工艺中的关键设备，由于其复杂的温度及压力载荷，往往会发生鼓胀与开裂，影响设备的安全运行，对焦炭塔进行循环塑性分析有助于实现鼓胀及开裂的预测，保证设备安全。对焦炭塔焊缝区材料进行20℃，200℃，300℃和400℃下的单轴拉伸与全寿命单轴棘轮效应实验；利用OW-II随动强化模型对母材区及焊缝区材料的棘轮应变进行了预测，结果表明OW-II随动强化模型能较好地预测材料稳定段的棘轮应变率。运用动态坐标系法对焦炭塔进水及进油两种工况进行了瞬态温度场分析，确定了轴向移动温差及其特征量，为焦炭塔循环塑性分析确定了简化的特征载荷。应用母材区金属材料OW-II本构模型参数对焦炭塔筒体进油生焦及进水冷焦两种工况进行循环塑性分析，发现进油及进水轴向温差渐变范围下对齐时结构具有更大的棘轮应变率；内压循环的同时作用会增大结构的棘轮应变。根据母材区本构模型参数确定了焦炭塔结构的棘轮边界，当进水轴向温差高度Hw较小时棘轮边界受内压循环的影响较大。通过对母材区与焊缝区材料在轴向温差载荷作用下的棘轮应变比较，相同载荷下焊缝金属的棘轮应变率较低，使得存在焊缝时焦炭塔的鼓胀发生在焊缝附近.对轴向移动温差作用下焦炭塔筒体环焊缝连接区进行循环塑性分析，计算表明这一位置约在焊缝之上10mm。当同时存在内压循环时结构会发生更大的棘轮应变，较大的内压循环载荷范围下结构棘轮应变率会更大。