黑色金属工厂及设备设计

1、冶金设备及工厂设计冶金设备及工厂设计讲稿人：孙健讲稿人：孙健冶金厂设计基础冶金厂设计基础n参考文献参考文献（1）张树勋钢铁厂设计原理（上）北京：冶金工业出版社，）张树勋钢铁厂设计原理（上）北京：冶金工业出版社，1994（2）蔡祺风有色冶金工厂设计概念北京：冶金工业出版社，）蔡祺风有色冶金工厂设计概念北京：冶金工业出版社，1991（3）张玉琦可行性研究与评估学沈阳：东北大学出版社，）张玉琦可行性研究与评估学沈阳：东北大学出版社，1993（4）赵润恩炼铁工艺设计原理北京：冶金工业出版社）赵润恩炼铁工艺设计原理北京：冶金工业出版社（5）董金波工业企业厂址选择与总体规划北京：冶金工业出版社，）董金波工

2、业企业厂址选择与总体规划北京：冶金工业出版社，1993 ( (6) )云正宽云正宽. 冶金工程设计工艺设计冶金工程设计工艺设计(第二册第二册). 北京：北京：冶金工业出版社冶金工业出版社 ，2006冶金工厂设计的目的冶金工厂设计的目的 根据原料的特点，依据生产实践和科学实验，根据原料的特点，依据生产实践和科学实验，设计合理的工艺流程，选择合适的工艺设备并进行设计合理的工艺流程，选择合适的工艺设备并进行合理配置，设计适宜的厂房结构和辅助设施，确保合理配置，设计适宜的厂房结构和辅助设施，确保合适的劳动组织和劳动定员，确保建成的冶金生产合适的劳动组织和劳动定员，确保建成的冶金生产过程能正常运行。过程

3、能正常运行。冶金厂设计基础冶金厂设计基础1.冶金厂设计概述冶金厂设计概述2.冶金厂房建筑设计简介冶金厂房建筑设计简介3.冶金厂设计技术经济分析冶金厂设计技术经济分析4.工艺计算工艺计算5.冶金工厂设计冶金工厂设计6.主体设备设计主体设备设计7.附属设备的选择与设计附属设备的选择与设计8.电炉炼钢工艺设计电炉炼钢工艺设计1.冶金厂设计概述冶金厂设计概述n设计：一般是针对某一客体的技术的和技术经济设计：一般是针对某一客体的技术的和技术经济的综合文件。的综合文件。n设计包括图纸、计算书、工艺流程、说明书等，设计包括图纸、计算书、工艺流程、说明书等，包括解决技术的、劳动组织的、社会的和经济的包括解决技

4、术的、劳动组织的、社会的和经济的问题的方案，包括必须的设备和生产方案。问题的方案，包括必须的设备和生产方案。n设计应该保证新建过程在工艺、装备和结构等方设计应该保证新建过程在工艺、装备和结构等方面具有更高的技术水平、机械化水平和自动化水面具有更高的技术水平、机械化水平和自动化水平，更高的劳动生产率，更安全和舒适的劳动条平，更高的劳动生产率，更安全和舒适的劳动条件，更好的环保措施。件，更好的环保措施。n设计分机械设备设计和工程设计，我们课程介绍设计分机械设备设计和工程设计，我们课程介绍的属于工程设计。的属于工程设计。1.冶金厂设计概述冶金厂设计概述1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则1.2

5、 基本建设设计程序基本建设设计程序1.3 钢铁厂的组成钢铁厂的组成1.4厂址选择厂址选择1.5总图运输总图运输1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则（1）客观性：）客观性：设计所选用的技术方案和指标都要有客观的数据为依设计所选用的技术方案和指标都要有客观的数据为依据，做出的设计应该经得起客观的评审，能够成功地据，做出的设计应该经得起客观的评审，能够成功地付诸实施付诸实施（2）经济性：）经济性：在厂址、产品、工艺流程、设备选择上选择最经济在厂址、产品、工艺流程、设备选择上选择最经济的方案。选择能够保证单位产品投资最低、产品成本的方案。选择能够保证单位产品投资最低、产品成本最低及经济效益最好的

6、方案。最低及经济效益最好的方案。（3）先进性：）先进性：设计应反映出最近在该领域的成就和发展趋势，要求设计应反映出最近在该领域的成就和发展趋势，要求在建设完成和投产后，建设项目与现在的先进工厂相在建设完成和投产后，建设项目与现在的先进工厂相当或更先进。当或更先进。1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则（4）综合性：）综合性：设计的各种设备应该综合匹配，使用寿命应该一致，设计的各种设备应该综合匹配，使用寿命应该一致，或是整倍数。设计的各部分应该配套成龙，局部方案或是整倍数。设计的各部分应该配套成龙，局部方案与总体方案一致，各专业的设计应该服从主题工艺方与总体方案一致，各专业的设计应该服从主题

7、工艺方案。案。（5）安全环保：）安全环保：设计应该保证各领域和各岗位都能够安全生产，防止设计应该保证各领域和各岗位都能够安全生产，防止有害物污染环境，达到环保的各项要求。有害物污染环境，达到环保的各项要求。（6）定型化：）定型化：尽可能采用各种定型设计，包括定型的设备、部件、尽可能采用各种定型设计，包括定型的设备、部件、建筑物和构筑物以及定型的基建和工艺装备等。建筑物和构筑物以及定型的基建和工艺装备等。（减少设计工作，建设周期，降低成本和提高劳动生产率）（减少设计工作，建设周期，降低成本和提高劳动生产率）1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则（7）发展性：）发展性：要考虑到将来发展的可能性

8、，生产强化及增要考虑到将来发展的可能性，生产强化及增产的可能性，适当保留车间发展所需的土地、产的可能性，适当保留车间发展所需的土地、交通线和服务设施。交通线和服务设施。（8）美学）美学设计中应该注意遵循工业美学（技术美学）设计中应该注意遵循工业美学（技术美学）的原则，在设备布置、工厂布局方面做到排的原则，在设备布置、工厂布局方面做到排列美观、色彩鲜明、安全宜人。使工厂和工列美观、色彩鲜明、安全宜人。使工厂和工作环境有良好的布局和较佳的心理、生理学作环境有良好的布局和较佳的心理、生理学劳动条件。劳动条件。1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则n平均先进性：平均先进性：在技术经济指标的选择、先

9、进设备的采在技术经济指标的选择、先进设备的采用上必须遵循平均先进的原则，应该保用上必须遵循平均先进的原则，应该保证设计的工厂在建成投产一年内达到设证设计的工厂在建成投产一年内达到设计的技术经济指标。采用的新工艺、新计的技术经济指标。采用的新工艺、新技术及新设备应该是经过实践考验的、技术及新设备应该是经过实践考验的、能够长期稳定工作的。能够长期稳定工作的。n对于钢铁冶金企业，由于规模大，工程对于钢铁冶金企业，由于规模大，工程寿命长，通常都采用平均先进性原则。寿命长，通常都采用平均先进性原则。1.2基本建设设计程序基本建设设计程序 冶金厂设计属于基本建设，国家对于基本建设都有冶金厂设计属于基本建设

10、，国家对于基本建设都有法律规定，冶金工厂的设计必须符合基本建设的程序。法律规定，冶金工厂的设计必须符合基本建设的程序。通常基本建设项目包括以下通常基本建设项目包括以下三阶段八步骤三阶段八步骤：n设计阶段设计阶段n建设项目建议书建设项目建议书n项目可行性研究和设计任务书项目可行性研究和设计任务书n编制初步设计编制初步设计n施工图设计施工图设计n施工阶段施工阶段n项目施工及设备安装项目施工及设备安装n设备试运转及试生产设备试运转及试生产1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n投产验收阶段投产验收阶段n建设项目投产及项目验收建设项目投产及项目验收n建设项目竣工图及总结报告建设项目竣工图及总结报告n建

11、设项目建议书建设项目建议书 项目建议书是建设单位向国家提出申请建设某一具体项目的建议文件项目建议书是建设单位向国家提出申请建设某一具体项目的建议文件n主要内容：主要内容：n建设项目名称及主要内容建设项目名称及主要内容n建设的理由和依据建设的理由和依据n建设单位的基本情况建设单位的基本情况n产品方案、建设规模、建设地点的初步设想产品方案、建设规模、建设地点的初步设想n资源情况、建设条件及外部协作条件资源情况、建设条件及外部协作条件n投资估算、资金筹措设想投资估算、资金筹措设想n进度安排进度安排n项目的经济效益和社会效益分析项目的经济效益和社会效益分析1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n项目可

12、行性研究项目可行性研究对拟建项目进行技术、经济、环境等方面是否可行进行研究、分对拟建项目进行技术、经济、环境等方面是否可行进行研究、分析、论证和评价，得到审批后，作为编制设计任务书的依据析、论证和评价，得到审批后，作为编制设计任务书的依据.主要内容：主要内容：n总论总论n市场预测和拟建规模市场预测和拟建规模n资源、原材料、燃料及公用设施状况资源、原材料、燃料及公用设施状况n建厂条件及厂址方案的比较建厂条件及厂址方案的比较n设计方案设计方案n生产方法和技术来源生产方法和技术来源n工艺流程的选择工艺流程的选择n主要设备的比较主要设备的比较n工厂布置方案工厂布置方案n公用辅助设施公用辅助设施n厂内外

13、的交通运输方式厂内外的交通运输方式n环境保护和三废治理环境保护和三废治理1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n劳动安全和工业卫生劳动安全和工业卫生n节能措施与综合利用方案节能措施与综合利用方案n企业组织、劳动定员及人员培训计划企业组织、劳动定员及人员培训计划n实施进度安排实施进度安排n投资概算和资金筹措投资概算和资金筹措n主要技术经济指标、经济效益和社会效益分析主要技术经济指标、经济效益和社会效益分析n附图：厂总平面图、工艺流程图和主体车间配置图附图：厂总平面图、工艺流程图和主体车间配置图1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n设计任务书设计任务书 设计任务书的编制是在可行性研究的基础上进行

14、的，由设计单位的设计任务书的编制是在可行性研究的基础上进行的，由设计单位的主管部门组织编制，设计单位参加。主管部门组织编制，设计单位参加。主要内容：主要内容：n生产规模、服务年限、产品方案、产品质量要求和主要的技术经生产规模、服务年限、产品方案、产品质量要求和主要的技术经济指标济指标n建厂地区或具体厂址建厂地区或具体厂址n矿产资源。主要的原材料、燃料、水、电等的供应和交通运输条矿产资源。主要的原材料、燃料、水、电等的供应和交通运输条件件n生产流程，车间组成，主要工艺设备和装备水平生产流程，车间组成，主要工艺设备和装备水平n三废治理，劳动安全和工业卫生要求三废治理，劳动安全和工业卫生要求n建设期

15、限和建设程序建设期限和建设程序n投资限额投资限额n要求达到的经济效果要求达到的经济效果1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n编制初步设计编制初步设计 初步设计是设计承担单位根据设计任务书的内容和要求，在掌握了充分而可初步设计是设计承担单位根据设计任务书的内容和要求，在掌握了充分而可靠的主要资料基础上进行具体的工作步骤。靠的主要资料基础上进行具体的工作步骤。n主要内容主要内容n设计的指导思想；设计的指导思想；n建设规模，项目构成，产品方案；建设规模，项目构成，产品方案；n总体布置和总图运输；总体布置和总图运输；n工艺流程，主要设备；工艺流程，主要设备；n建筑结构和公用和辅助设施；建筑结构和公用

16、和辅助设施；n占地面积和土地利用情况；占地面积和土地利用情况；n生产组织和劳动定员；生产组织和劳动定员；n主要建筑材料用量；主要建筑材料用量；n工程投资概算；工程投资概算；n环保和市政要求等。环保和市政要求等。n完成方法完成方法n初步设计由各专业共同完成，各自编制专业设计说明书及绘制相关图纸。由初步设计由各专业共同完成，各自编制专业设计说明书及绘制相关图纸。由冶金工艺专业冶金工艺专业为主体，相关专业（设备、土建、动力、给排水及采暖通风、为主体，相关专业（设备、土建、动力、给排水及采暖通风、机修、总图运输、技术经济）为辅助进行。机修、总图运输、技术经济）为辅助进行。1.2基本建设设计程序基本建设

17、设计程序n冶金工艺专业除完成本专业的初步设计外，必须为相冶金工艺专业除完成本专业的初步设计外，必须为相关专业提供有关资料。包括：关专业提供有关资料。包括：n对土建专业：对土建专业：n各层的主要载荷；各层的主要载荷；n防腐、防温、防水、防震、防爆、防火的要求；防腐、防温、防水、防震、防爆、防火的要求；n对厂房结构形式、地面楼板的要求；对厂房结构形式、地面楼板的要求；n各种仓库的容积，对仓库材质的要求；各种仓库的容积，对仓库材质的要求；n主要设备的重量，起重设备的重量，起重运输设备的能力。主要设备的重量，起重设备的重量，起重运输设备的能力。n动力、仪表和自动化专业：动力、仪表和自动化专业：n用电设

18、备容量，工作制度，电动机数量、规格；用电设备容量，工作制度，电动机数量、规格；n仪器设备的防火、防爆、防腐蚀、防高温等的要求；仪器设备的防火、防爆、防腐蚀、防高温等的要求；n要求检测的信号类型、范围、精度及记录形式；要求检测的信号类型、范围、精度及记录形式；n蒸汽、压缩空气的用量和压力；蒸汽、压缩空气的用量和压力；n需要控制的参数及要求；需要控制的参数及要求；n通讯方式及电话安置地点、数量。通讯方式及电话安置地点、数量。1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n水道专业：水道专业：n正常用水量和最大用水量；正常用水量和最大用水量；n对水温、水压、水质的要求；对水温、水压、水质的要求；n排水量、排

19、水方式、排水温度；排水量、排水方式、排水温度；n污水排放量及主要成分。污水排放量及主要成分。n采暖通风专业：采暖通风专业：n产生烟尘、蒸汽、及其它有害物质的程度、地点；产生烟尘、蒸汽、及其它有害物质的程度、地点；n散热设备的散热量、表面温度、表面积；散热设备的散热量、表面温度、表面积；n厂房的结构型式及车间结露、湿度等情况；厂房的结构型式及车间结露、湿度等情况；n要求采暖和通风的地点、程度。要求采暖和通风的地点、程度。n机修专业：机修专业：n金属结构的重量；金属结构的重量；n机电设备的种类、规格、台数和重量；机电设备的种类、规格、台数和重量；n需要经常或定期检修的设备的数量、重量；需要经常或定

20、期检修的设备的数量、重量；n各种铸钢件、铸铁件、铆焊件、耐火材料和防腐材料的年耗量或消耗各种铸钢件、铸铁件、铆焊件、耐火材料和防腐材料的年耗量或消耗定额。定额。1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n总图运输专业：总图运输专业：n各车间的平面布置；各车间的平面布置；n主要原燃料、主要产品和副产品的运输周期、年运输量、运输方式、主要原燃料、主要产品和副产品的运输周期、年运输量、运输方式、运输路线、装卸方式及物料堆放场的大小。运输路线、装卸方式及物料堆放场的大小。n技术经济专业：技术经济专业：n年度生产物料平衡表；年度生产物料平衡表；n主要技术经济指标；主要技术经济指标；n主要原燃料、水、电的消耗

21、定额；主要原燃料、水、电的消耗定额；n车间的工作制度及劳动定员；车间的工作制度及劳动定员；n工艺流程图工艺流程图1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n施工图设计施工图设计n以车间为单位绘制，满足施工要求的图纸、说明书。以车间为单位绘制，满足施工要求的图纸、说明书。n工艺专业绘制的施工图：工艺专业绘制的施工图：n设备安装图；设备安装图；n机组安装图：机组安装图：n单体设备安装图：包括安装总图和零件图。单体设备安装图：包括安装总图和零件图。n管道安装图管道安装图n施工配置图施工配置图n现场施工和试车投产现场施工和试车投产1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n冶金专业初步设计的内容冶金专业初步设

22、计的内容n绪论绪论n设计依据、规模和年限；设计依据、规模和年限；n原燃料来源、数量、质量、特性及供应条件；原燃料来源、数量、质量、特性及供应条件；n产品品种及数量；产品品种及数量；n厂址及特点；厂址及特点；n运输、供水、供电及三废治理条件；运输、供水、供电及三废治理条件；n采用的工艺流程和自动化水平；建设顺序和扩建意见；采用的工艺流程和自动化水平；建设顺序和扩建意见；n主要的经济技术指标。主要的经济技术指标。n工艺流程和指标工艺流程和指标n从原燃料条件及当前的技术经济水平，说明采用工艺和指标的合理性、从原燃料条件及当前的技术经济水平，说明采用工艺和指标的合理性、可靠性及预期效果；可靠性及预期效

23、果；n说明采用的新技术、新设备、新材料的可靠性、合理性及预期效果；说明采用的新技术、新设备、新材料的可靠性、合理性及预期效果；n说明工艺流程和车间组成；介绍工作制度及各项技术操作条件；说明说明工艺流程和车间组成；介绍工作制度及各项技术操作条件；说明三废治理及环境保护措施。三废治理及环境保护措施。1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n冶金工艺计算冶金工艺计算n配料计算配料计算:n计算工艺过程各种原燃料的需要量；计算工艺过程各种原燃料的需要量；n计算各种辅助材料的用量；计算各种辅助材料的用量；n计算产品的成分；计算产品的成分；n计算副产品的产出量。计算副产品的产出量。n物料平衡计算物料平衡计算n

24、通过计算加入和离开流程的物质量的平衡，检验计算的准确性。通过计算加入和离开流程的物质量的平衡，检验计算的准确性。n热平衡计算热平衡计算n通过技术过程的热平衡，考察工艺过程的能量利用和热效率，考通过技术过程的热平衡，考察工艺过程的能量利用和热效率，考察工艺过程能量是否合适。察工艺过程能量是否合适。n主体设备的设计和计算主体设备的设计和计算n主体设备的主要结构尺寸、材料及数量；主体设备的主要结构尺寸、材料及数量；n主体设备的主要参数的选定和计算；主体设备的主要参数的选定和计算；n主要设备的型号、规格的确定。主要设备的型号、规格的确定。n车间设备配置车间设备配置n在厂区合理配置各设备的位置；在厂区合

25、理配置各设备的位置；n合理配置物料的运输合理配置物料的运输1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n技术检查、自动化检测与控制及主要的辅助设施技术检查、自动化检测与控制及主要的辅助设施n设计中存在的主要问题和解决问题的建议及其他需要特别说明的问设计中存在的主要问题和解决问题的建议及其他需要特别说明的问题题n附表：附表：n主要设备明细表主要设备明细表n主要基建材料表主要基建材料表n主要技术经济指标表主要技术经济指标表n主要原燃料及动力消耗表主要原燃料及动力消耗表n劳动定员表劳动定员表n基本概算表基本概算表n附图附图n工艺流程图；工艺流程图；n设备连接图；设备连接图；n主要车间配置图；主要车间配置图

26、；n必要的非定型主体设备总图等。必要的非定型主体设备总图等。1.3 钢铁厂的组成钢铁厂的组成n钢铁联合企业钢铁联合企业n:组成组成n矿石准备车间（选矿厂、烧结厂、氧化球团厂）；矿石准备车间（选矿厂、烧结厂、氧化球团厂）；n焦化车间（焦化车间（焦化厂焦化厂或化工厂）；或化工厂）；n炼铁车间（厂）；炼铁车间（厂）；n炼钢和连铸车间炼钢和连铸车间（厂）；（厂）；n轧钢车间轧钢车间（厂）；（厂）；n辅助修理车间（大修厂）；辅助修理车间（大修厂）；n动力厂（包括自备电站、鼓风机室、煤气站、氧气站和水站等）；动力厂（包括自备电站、鼓风机室、煤气站、氧气站和水站等）；n运输部等。运输部等。n优点优点n运输费

27、用低：各车间产品和成品内部供应运输费用低：各车间产品和成品内部供应n可以热装热送，降低能耗，提高生产效率可以热装热送，降低能耗，提高生产效率n充分利用厂内的副产物：煤气、蒸汽、余热等充分利用厂内的副产物：煤气、蒸汽、余热等n拥有辅助工厂（电厂、水站拥有辅助工厂（电厂、水站)等保证生产稳定进行，不受外界干扰。等保证生产稳定进行，不受外界干扰。1.3 钢铁厂的组成钢铁厂的组成n钢铁加工厂钢铁加工厂n组成组成n炼钢车间（厂）；炼钢车间（厂）；n轧钢车间（厂）。轧钢车间（厂）。n优点优点n流程断短；流程断短；n成本低，效率高。成本低，效率高。1.3 钢铁厂的组成钢铁厂的组成n相关企业的要求及规模相关企

28、业的要求及规模 为了保证钢铁联合企业能够正常稳定地生产，相关车间必须配为了保证钢铁联合企业能够正常稳定地生产，相关车间必须配合。通常合。通常生产一吨生铁需要生产一吨生铁需要：n1.52.0吨成品铁矿石，吨成品铁矿石，n400700kg焦炭。焦炭。n一吨生铁可以冶炼一吨生铁可以冶炼1.11.2吨钢。吨钢。n建设一座年产建设一座年产360360万吨钢的联合企业，必须建设万吨钢的联合企业，必须建设：n年产年产450万吨的烧结厂及球团厂；万吨的烧结厂及球团厂；n年产年产250万吨冶金焦的炼焦厂与之配合；万吨冶金焦的炼焦厂与之配合；n一座年产一座年产300万吨的炼铁厂；万吨的炼铁厂；n一座年产一座年产3

29、50万吨的炼钢厂万吨的炼钢厂n一座年产一座年产280万吨的轧钢厂。万吨的轧钢厂。1.4厂址选择厂址选择确定厂址应该根据以下要求确定厂址应该根据以下要求(p26)（1）由于钢铁厂原燃料、成品运输及水电消耗量很大，厂）由于钢铁厂原燃料、成品运输及水电消耗量很大，厂址应该靠近铁路接轨站，应该保证接轨的方便和避免复址应该靠近铁路接轨站，应该保证接轨的方便和避免复杂的线路建筑工程。靠近原燃料基地和产品销售地，有杂的线路建筑工程。靠近原燃料基地和产品销售地，有足够的水源、电源的供应。足够的水源、电源的供应。（2）厂址应该位于）厂址应该位于城市和居民区主导风向的下风向城市和居民区主导风向的下风向。一般。一般

30、应该有应该有1000m以上的距离，窝风的盆地不宜选为厂址。以上的距离，窝风的盆地不宜选为厂址。厂址的设置不应该与其它企业相互干扰。厂址的设置不应该与其它企业相互干扰。（3）厂址面积及形状能够满足建设及进一步发展的需要。）厂址面积及形状能够满足建设及进一步发展的需要。1.4厂址选择厂址选择（4）厂址地势最好平坦，地表由中心向四周倾斜，）厂址地势最好平坦，地表由中心向四周倾斜，排水坡度在排水坡度在0.52.0%（5）厂址应靠近城市和已有的工厂，方便解决生）厂址应靠近城市和已有的工厂，方便解决生活福利设施和公用设施，有利于职工生活。活福利设施和公用设施，有利于职工生活。（6）厂址地耐力应该在）厂址地

31、耐力应该在1.52.0kg/cm2以上，以上，地下水位尽可能低于地下建筑物和构筑物基础的地下水位尽可能低于地下建筑物和构筑物基础的深度，无侵蚀性。深度，无侵蚀性。（7）厂址最低处要高于河流或海水上涨的最高水）厂址最低处要高于河流或海水上涨的最高水位位0.5m，保证厂址不被洪水及大雨淹没。，保证厂址不被洪水及大雨淹没。1.4厂址选择厂址选择（8）厂址不应位于矿床或已开采的矿坑、溶洞及）厂址不应位于矿床或已开采的矿坑、溶洞及土崩的地层上，不应布置在各种有机废物、化学土崩的地层上，不应布置在各种有机废物、化学废物、舍弃物附近。废物、舍弃物附近。（9）厂址附近应有可以）厂址附近应有可以弃渣弃渣的低洼地

32、带。的低洼地带。（10）工厂的排水（污水）应该尽量排到城市的）工厂的排水（污水）应该尽量排到城市的下游或取水点的下游。下游或取水点的下游。（11）布置厂址时应该充分利用地形，不占或少）布置厂址时应该充分利用地形，不占或少占良田。占良田。1.4厂址选择厂址选择钢铁厂选厂址的主要指标钢铁厂选厂址的主要指标规模规模面积面积耗电耗电耗水耗水,104t/d蒸汽量蒸汽量厂外货物厂外货物周转量周转量职工人数职工人数104t/a公顷公顷104kw直流量直流量循环量循环量104t/a104t/a3001506030108006002501301218101.611.320.4121610419.211.34.8

33、34.517.33.842.301.50400200136.512.962.22000120045022012030000160001300065001245厂址的技术经济指标分析见厂址的技术经济指标分析见p311.5总图运输总图运输n钢铁厂总图运输（或称钢铁厂总图运输（或称总平面设计总平面设计）p36n根据主要生产车间（炼铁、炼钢、轧钢）和其他（烧根据主要生产车间（炼铁、炼钢、轧钢）和其他（烧结、焦化、耐火、机修）车间的规模大小，生产过程结、焦化、耐火、机修）车间的规模大小，生产过程的组织和特点，在已选定的厂址上，合理地布置厂区的组织和特点，在已选定的厂址上，合理地布置厂区所有的建筑物、构筑

34、物、堆场、运输和动力设施等，所有的建筑物、构筑物、堆场、运输和动力设施等，全面解决他们的协调问题，经济合理地调度人流、物全面解决他们的协调问题，经济合理地调度人流、物流，创造完善的卫生、防火条件，绿化厂区，组织完流，创造完善的卫生、防火条件，绿化厂区，组织完整的建筑群体。整的建筑群体。n钢铁厂内部货运量大，种类多，总图运输重点是运输钢铁厂内部货运量大，种类多，总图运输重点是运输方式和布置。主要影响：方式和布置。主要影响：n车间距离和建筑密度；车间距离和建筑密度；n厂内管线长度，铁路、公路长度；厂内管线长度，铁路、公路长度；n产品成本和企业经营管理。产品成本和企业经营管理。1.5总图运输总图运输

35、n总图布置方案总图布置方案 钢铁厂内通常分为焦化区、烧结区、炼铁区、炼钢区、轧钢区、钢铁厂内通常分为焦化区、烧结区、炼铁区、炼钢区、轧钢区、机修区、动力区、运输区和厂前区。机修区、动力区、运输区和厂前区。设计时主要根据工艺流程、主要车间排列、物料走向确定各车间设计时主要根据工艺流程、主要车间排列、物料走向确定各车间的布置。的布置。n串联布置串联布置n烧结车间、炼铁车间、炼钢车间、轧钢车间顺序布置成烧结车间、炼铁车间、炼钢车间、轧钢车间顺序布置成串联式串联式。n以炼铁车间为核心，将焦化、烧结等车间布置在它周围，用皮带运以炼铁车间为核心，将焦化、烧结等车间布置在它周围，用皮带运输机向高炉供料，称作

36、输机向高炉供料，称作炼铁系统炼铁系统。n炼铁系统由于外部原燃料运输量大，多安排在铁路专用线或码头附炼铁系统由于外部原燃料运输量大，多安排在铁路专用线或码头附近。近。n炼钢车间布置在炼铁车间和轧钢车间之间，若有多个炼钢厂，这些炼钢车间布置在炼铁车间和轧钢车间之间，若有多个炼钢厂，这些炼钢厂之间炼钢厂之间并联并联。n串联布置适合于狭长地形的厂区和有两个铁路接轨站和编组站的大串联布置适合于狭长地形的厂区和有两个铁路接轨站和编组站的大型钢铁联合企业。型钢铁联合企业。1.5总图运输总图运输烧结区烧结区炼铁区炼铁区炼钢区炼钢区1轧钢区轧钢区炼钢区炼钢区2炼钢区炼钢区3烧结烧结焦化焦化串联布置示意图串联布置

37、示意图1.5总图运输总图运输n缺点缺点：n只有一个编组站时，成品需要往复运输。只有一个编组站时，成品需要往复运输。n发电站兼顾鼓风机站时，必须设置在炼发电站兼顾鼓风机站时，必须设置在炼铁厂附近，距离主要用电户轧钢厂远。铁厂附近，距离主要用电户轧钢厂远。n容易造成管线过长，增加投资。容易造成管线过长，增加投资。1.5总图运输总图运输n人字形并联布置人字形并联布置n炼铁车间与炼钢车间成一定角度（炼铁车间与炼钢车间成一定角度（4560）布置；）布置；n炼铁车间与轧钢车间成平行布置。炼铁车间与轧钢车间成平行布置。炼钢车间炼钢车间1轧钢车间轧钢车间炼铁车间炼铁车间炼钢车间炼钢车间2人字形并联布置示意图人

38、字形并联布置示意图1.5总图运输总图运输n优点：优点：n生产车间紧凑，原料和成品运输距离短；生产车间紧凑，原料和成品运输距离短；n动力设施可以布置在主要用户中央。动力设施可以布置在主要用户中央。n缺点：缺点：n钢锭（钢坯）到轧钢车间距离长钢锭（钢坯）到轧钢车间距离长n工厂扩建难，一般适用于中小型钢铁企工厂扩建难，一般适用于中小型钢铁企业。业。n其它布置方式其它布置方式：并联布置、人字形串联布置：并联布置、人字形串联布置。1.5总图运输总图运输n立体竖向布置立体竖向布置除平面布置外钢铁厂还应该考虑竖方向（垂除平面布置外钢铁厂还应该考虑竖方向（垂直方向）直方向） 的布置的布置可以利用地形地貌，节省

39、投资。可以利用地形地貌，节省投资。n平坡式布置：将场地处理成一个或几个坡平坡式布置：将场地处理成一个或几个坡向整体平面。适宜平原地区。向整体平面。适宜平原地区。n台阶式布置：厂区划分成几个台阶，各台台阶式布置：厂区划分成几个台阶，各台阶有自己的标高。适宜于起伏较大的丘陵阶有自己的标高。适宜于起伏较大的丘陵地带。地带。n混合式布置：平坡式和台阶式混合使用，混合式布置：平坡式和台阶式混合使用，适宜于自然地形有缓有陡。适宜于自然地形有缓有陡。1.5总图运输总图运输n钢铁厂运输方式钢铁厂运输方式通常生产通常生产1吨钢，厂内外运输量为吨钢，厂内外运输量为20吨。组织全厂运输非常重要。吨。组织全厂运输非常

40、重要。n运输分为厂内、厂外运输：运输分为厂内、厂外运输：n厂内运输：厂内运输：n厂内各车间之间；厂内各车间之间；n仓库和各车间之间；仓库和各车间之间；n车间内部。车间内部。n厂外运输：厂外运输：n由公用交通线（铁路、公路、水路）和其它工厂向厂内由公用交通线（铁路、公路、水路）和其它工厂向厂内运输原燃料、辅助材料、耐火材料等；运输原燃料、辅助材料、耐火材料等；n由公用交通线运出成品、半成品、废弃物等。由公用交通线运出成品、半成品、废弃物等。1.5总图运输总图运输n运输方式运输方式n有轨运输有轨运输n标准轨（标准轨（1435mm）运输）运输最主要（过去占最主要（过去占90%以上）的运输方式，以上）

41、的运输方式，特点特点是运输量是运输量大，速度快，不受气候条件影响，连续性强，适于运输大，速度快，不受气候条件影响，连续性强，适于运输大量、高温及沉重的货物。大量、高温及沉重的货物。 n窄轨运输：轨距窄轨运输：轨距900、700、500mm。标准轨运输应该考虑留有一定的净空高度标准轨运输应该考虑留有一定的净空高度4800mm。相邻的。相邻的铁路间距不少于铁路间距不少于4500mm，之间有支柱时，间距为，之间有支柱时，间距为4600mm加支柱尺寸。加支柱尺寸。n无轨运输：无轨运输：n包括汽车、拖车、自动装卸车、起重运输车及人、畜力车等包括汽车、拖车、自动装卸车、起重运输车及人、畜力车等, ,特点是

42、机动灵活、安全可靠、适用性强和经济性好。特点是机动灵活、安全可靠、适用性强和经济性好。 n水路运输：水路运输：n特点是运输量大、运费低、设备少，维修简单。特点是运输量大、运费低、设备少，维修简单。 n特种运输特种运输n包括传送带运输、管道及水力运输、索道及绳索牵引运输等，包括传送带运输、管道及水力运输、索道及绳索牵引运输等，特点是空气污染小，工作效率较高。特点是空气污染小，工作效率较高。 1.5总图运输总图运输n厂内运输组织厂内运输组织根据运输特点，厂内铁路运输划分成几个运输区。通根据运输特点，厂内铁路运输划分成几个运输区。通常将关系密切的分成一个运输区。常将关系密切的分成一个运输区。n第一运

43、输区：原燃料运输和装卸工作量大第一运输区：原燃料运输和装卸工作量大n炼铁厂炼铁厂n焦化厂焦化厂n发电厂发电厂n第二运输区：炼钢系统，包括渣铁运输，钢锭、钢第二运输区：炼钢系统，包括渣铁运输，钢锭、钢坯运输。特点是特种车辆的坯运输。特点是特种车辆的循环运输循环运输，运输的专业，运输的专业化。化。n第三运输区：机修仓库等。第三运输区：机修仓库等。n轧钢运输区：有时包括在第一或第二运输区。轧钢运输区：有时包括在第一或第二运输区。1.冶金厂设计概述冶金厂设计概述n思考题：思考题：n钢铁厂设计应遵循的原则？钢铁厂设计应遵循的原则？n钢铁厂为什么要求建在居民区主导风向的下风向钢铁厂为什么要求建在居民区主导

44、风向的下风向?n钢铁厂厂内运输有几种钢铁厂厂内运输有几种?形式特点是什么？形式特点是什么？n估算年产估算年产100万吨生铁的炼铁厂的日运输量，平均每天需要多少节万吨生铁的炼铁厂的日运输量，平均每天需要多少节50吨的火车皮？吨的火车皮？2.冶金厂房建筑设计简介冶金厂房建筑设计简介n 钢铁厂设计中，土木建筑和钢结构的设计占很大比钢铁厂设计中，土木建筑和钢结构的设计占很大比重。冶金工艺专业应该了解土建设计的基本知识和规重。冶金工艺专业应该了解土建设计的基本知识和规则。原因：则。原因：n小型钢铁厂往往直接由冶金工艺职业设计者设计；小型钢铁厂往往直接由冶金工艺职业设计者设计；n大型钢铁厂冶金工艺专业必须

45、为土建专业提供基础资料。大型钢铁厂冶金工艺专业必须为土建专业提供基础资料。2.1基础基础2.2柱网的选择柱网的选择2.3单层厂房的结构形式单层厂房的结构形式2.1基础基础n地基与基础的概念地基与基础的概念n地基：基础下面承受压力的地基：基础下面承受压力的土层土层n基础：房屋埋在地下的承重基础：房屋埋在地下的承重结构结构n地基：地基：n地耐力：地耐力：n地基承受基础传下来的载荷的能力，叫做地基的允许承载力。地基承受基础传下来的载荷的能力，叫做地基的允许承载力。例如：高炉基础要求的地基允许承载力为例如：高炉基础要求的地基允许承载力为2.0kg/cm2 。n地基种类地基种类n岩石类：地耐力大；岩石类

46、：地耐力大；n碎石类：地耐力较大；碎石类：地耐力较大；n砂类：地耐力中等砂类：地耐力中等n粘性土等：地耐力低粘性土等：地耐力低n地基加固地基加固n挖去软土，换成砂、低标号的块石混凝土；挖去软土，换成砂、低标号的块石混凝土；n打桩：钢筋混凝土桩、混凝土桩、钢桩打桩：钢筋混凝土桩、混凝土桩、钢桩土壤允许承载力土壤允许承载力 粘土类土壤：粘土类土壤： 粘土粘土亚粘土亚粘土砂土和砾石类土壤：砂土和砾石类土壤：干砂土干砂土湿砂土湿砂土饱和了水分的泥土饱和了水分的泥土小块的干砂子小块的干砂子小块的湿砂子小块的湿砂子饱和了水分的小块砂子饱和了水分的小块砂子中块砂子中块砂子大块砂子大块砂子砾石和卵石砾石和卵石

47、2.562.54紧密紧密2.52.01.53.02.52.53.54.56.01.02.51.02.5中等紧密度中等紧密度2.01.51.02.01.51.52.53.55.0土壤种类土壤种类许可压力许可压力kg/cm2固体状态固体状态塑体状态塑体状态2.1基础基础n基础基础n基底：基础的底面，是基础与地基接触部分。基底：基础的底面，是基础与地基接触部分。n基础埋置深度：室外地面到基底的深度。基础埋置深度：室外地面到基底的深度。n冻结深度：冬天土壤冻结的厚度是多年最大冻结深度的平均冻结深度：冬天土壤冻结的厚度是多年最大冻结深度的平均值，例如：北京为值，例如：北京为0.8m，哈尔滨，哈尔滨2.0

48、m，上海，上海0.06m。n冰冻线：冻结层的下边缘，通常基础底面和附属建筑物的埋冰冻线：冻结层的下边缘，通常基础底面和附属建筑物的埋置深度应在冰冻线以下置深度应在冰冻线以下0.10.25m。我国北方冰冻线深度：哈。我国北方冰冻线深度：哈尔滨尔滨2.2米，沈阳米，沈阳1.2米，鞍山本溪米，鞍山本溪1.1米，包头米，包头1.03米，太米，太原小于原小于1.0米，南方可以不考虑。米，南方可以不考虑。 n地下水位：地下水的上表面。基础通常应该设在地下水位之地下水位：地下水的上表面。基础通常应该设在地下水位之上，否则必须进行处理。上，否则必须进行处理。n基础的底宽及底面积：底面积由荷载和地基的承载能力确

49、定，基础的底宽及底面积：底面积由荷载和地基的承载能力确定，有有PR。P基础底面传给地基的平均压力，基础底面传给地基的平均压力，t/m2；R地基允许的承载能力，地基允许的承载能力，t/m2 。2.1基础基础n基础的类型和材料基础的类型和材料n承重墙下的基础承重墙下的基础n以砖石砌筑的承重墙多用条形基础以砖石砌筑的承重墙多用条形基础n材料可以用墙身同种材料或石砌筑；材料可以用墙身同种材料或石砌筑；n地下水位高时采用混凝土或毛石混凝土；地下水位高时采用混凝土或毛石混凝土；n地质较软同时荷载大时，采用钢筋混凝土基础。地质较软同时荷载大时，采用钢筋混凝土基础。n骨架结构的基础骨架结构的基础n骨架结构承重

50、通常是柱，一般做成单独的基础，材料常常有骨架结构承重通常是柱，一般做成单独的基础，材料常常有钢筋混凝土。钢筋混凝土。n几种常见骨架结构的基础形式几种常见骨架结构的基础形式2.1基础基础n柱下独立基础柱下独立基础2.1基础基础n联合基础联合基础2.1基础基础n柱下交叉条形基础柱下交叉条形基础2.1基础基础n片筏基础片筏基础2.1基础基础n箱形基础箱形基础2.1基础基础n桩基础桩基础2.1基础基础n基础的埋置深度基础的埋置深度n从经济方面考虑，应该尽可能浅埋，但应该埋在具有从经济方面考虑，应该尽可能浅埋，但应该埋在具有合适承载力的地基处。通常地表有一层松软的腐殖土，合适承载力的地基处。通常地表有一

51、层松软的腐殖土，不能够做地基，所以通常埋置深度不得小于不能够做地基，所以通常埋置深度不得小于0.5m。n埋置深度应该使建筑物基础底面落于承载力高的层处；埋置深度应该使建筑物基础底面落于承载力高的层处；n埋置深度应该使基础底面位于冰冻线以下。埋置深度应该使基础底面位于冰冻线以下。2.2柱网的选择柱网的选择n模数制概念模数制概念n对建筑物及其构配件的设计、制作、安装所规定的标准尺度体系，对建筑物及其构配件的设计、制作、安装所规定的标准尺度体系，称建筑模数制。称建筑模数制。n基本模数：基本模数：100mm，记做，记做Mo。n扩大模数：扩大模数：3Mo、6Mo、15Mo、30Mo、60Mo。n通常民用

52、建筑的开间、进深尺寸采用通常民用建筑的开间、进深尺寸采用3Mo的数列，即的数列，即3Mo的整的整倍数。倍数。n定位轴线的布置与画法定位轴线的布置与画法n定位轴线：确定房屋主要结构或构件的位置和尺寸的线。定位轴线：确定房屋主要结构或构件的位置和尺寸的线。n主要承重结构、构件的位置都应该画上定位轴线，并进行编号。主要承重结构、构件的位置都应该画上定位轴线，并进行编号。n定位轴线为细点划线，线端画一圆圈，圆内注写定位轴线编号，定位轴线为细点划线，线端画一圆圈，圆内注写定位轴线编号，有平面图为准，水平方向编号为阿拉伯数字，由左向右编。垂直有平面图为准，水平方向编号为阿拉伯数字，由左向右编。垂直方向采用

53、大写汉语拼音字母（不允许使用方向采用大写汉语拼音字母（不允许使用I、O、Z字母，防止与字母，防止与1，0，2混淆），由下向上编。编号一般在图下方和左侧。混淆），由下向上编。编号一般在图下方和左侧。2.2柱网的选择柱网的选择2.2柱网的选择柱网的选择厂房承重结构柱在平面排列时所形成的网格称为厂房承重结构柱在平面排列时所形成的网格称为柱网柱网，柱，柱网由网由跨度跨度和和柱距柱距组成。组成。柱网尺寸示意图，柱网尺寸示意图，L跨度；跨度；B柱距柱距跨度尺寸与工艺布置关系示意图跨度尺寸与工艺布置关系示意图n厂房跨度：应该根据设备大小、布置方式、操作及吊车厂房跨度：应该根据设备大小、布置方式、操作及吊车跨

54、度、安全等考虑。跨度、安全等考虑。 18m：采用：采用6m的倍数。的倍数。 常用：常用：9、12、15、18、24、30、36m。n厂房长度及柱距：厂房长度及柱距： 柱距：钢筋混凝土结构厂房柱距：钢筋混凝土结构厂房6m为基本柱距，可以采用为基本柱距，可以采用6、12、18m的混的混合柱距。砖石结构柱距为合柱距。砖石结构柱距为4m。 柱距大有利于有效空间利用，但柱距大有利于有效空间利用，但造价升高造价升高。n地面通道和门的设置地面通道和门的设置n通道：应该设置纵向和横向通道。通道：应该设置纵向和横向通道。n纵向通道：每跨设一条，在中间或一边。纵向通道：每跨设一条，在中间或一边。n横向通道：设一条

55、或多条，横向通道：设一条或多条，6080m至少设一条。至少设一条。n门：通火车的门一般为门：通火车的门一般为42005100mm（拖车宽度（拖车宽度3070mm ，机车高度机车高度4424mm ）。）。2.2柱网的选择柱网的选择2.3单层厂房的结构形式单层厂房的结构形式n砖混结构砖混结构n由砖墙和钢筋混凝土屋架构成。由砖墙和钢筋混凝土屋架构成。n吊车梁设置在壁柱上，为节约造价，吊车轨道也可以吊车梁设置在壁柱上，为节约造价，吊车轨道也可以设在砖墙上。设在砖墙上。n砖混结构造价低，但只适用于跨度不大于砖混结构造价低，但只适用于跨度不大于15m，檐，檐高在高在8m以下，吊车吨位不超过以下，吊车吨位不

56、超过5t的小型厂房。的小型厂房。n装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构n由横向骨架和纵向联系构件组成。由横向骨架和纵向联系构件组成。n横向：骨架由屋架、柱、基础组成，承受天窗、屋顶等传来横向：骨架由屋架、柱、基础组成，承受天窗、屋顶等传来的载荷，承受自重和吊车的载荷。的载荷，承受自重和吊车的载荷。n纵向联系构件：由联系梁、吊车梁、屋面板（或檩）、柱间纵向联系构件：由联系梁、吊车梁、屋面板（或檩）、柱间和屋架间支撑组成。目的是保证横向骨架的稳定性，承受纵和屋架间支撑组成。目的是保证横向骨架的稳定性，承受纵向水平载荷。向水平载荷。2.3单层厂房的结构形式单层厂房的结构形式n柱：截面一般不小于柱

57、：截面一般不小于300300mm。n矩形柱：常用于无吊车厂房。矩形柱：常用于无吊车厂房。n带牛腿的支柱：带牛腿的支柱：n断面：矩形、工字型、双肢柱断面：矩形、工字型、双肢柱n吊车梁吊车梁n标高：标高：n相对标高相对标高：底层室内主要地坪为零点的标高。一般钢铁厂相对标高：底层室内主要地坪为零点的标高。一般钢铁厂相对标高零点为铁路轨道表面为零标高。零点为铁路轨道表面为零标高。n绝对标高绝对标高：我国青岛附近黄海平均海平面为零点的标高。：我国青岛附近黄海平均海平面为零点的标高。n在工程建筑总说明书中说明相对标高和绝对标高的关系。在工程建筑总说明书中说明相对标高和绝对标高的关系。n标高以标高以m为单位

58、，单体建筑工程的施工图中小数点后保留三位，总为单位，单体建筑工程的施工图中小数点后保留三位，总平面图为小数点后两位。标高不满平面图为小数点后两位。标高不满1m时，小数点前应该写时，小数点前应该写0。n零点标注为：零点标注为：0.000n负标高前加负标高前加-，正标高前不用加，正标高前不用加+。2.3单层厂房的结构形式单层厂房的结构形式典型的装配式钢筋混凝土横向排架结构单层厂房的构件组成典型的装配式钢筋混凝土横向排架结构单层厂房的构件组成2.冶金厂房建筑设计简介冶金厂房建筑设计简介n思考题：思考题：n基本模数和扩大模数模数系列是多少？基本模数和扩大模数模数系列是多少？n定位轴线、编号的标注方法。

59、定位轴线、编号的标注方法。n绝对标高和相对标高，钢铁厂零标高怎样确定？绝对标高和相对标高，钢铁厂零标高怎样确定？n如何考虑基础的埋置深度和面积？如何考虑基础的埋置深度和面积？n跨度、柱距、变形缝、横向骨架、纵向联系构件、平腹杆双跨度、柱距、变形缝、横向骨架、纵向联系构件、平腹杆双肢柱是什么？肢柱是什么？3.冶金厂设计技术经济分析冶金厂设计技术经济分析冶金厂设计的技术经济分析非常重要，但由冶金厂设计的技术经济分析非常重要，但由于市场价格、建设费用、银行贷款利率等变化很于市场价格、建设费用、银行贷款利率等变化很大，进行技术经济分析时必须调查当时的市场行大，进行技术经济分析时必须调查当时的市场行情，

60、银行利率等，这通常是设计院进行技术经济情，银行利率等，这通常是设计院进行技术经济分析的重要内容。分析的重要内容。3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算3.2产品成本的计算产品成本的计算3.3技术经济分析技术经济分析3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算基本建设投资包括工程建设的总费用，一般都分解基本建设投资包括工程建设的总费用，一般都分解为若干部分进行。为若干部分进行。n按投资费用的按投资费用的性质性质分解（分解（3大类）大类）n工程费：直接构成固定资产的费用工程费：直接构成固定资产的费用n建筑工程费建筑工程费的计算：按工程量（土方、面积）的单位造价和的计算：按工程量（土方、面积）的单