【正文】 冶金廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)n 參考文獻(xiàn)（ 1）張樹(shù)勛．鋼鐵廠設(shè)計(jì)原理（上）．北京：冶金工業(yè)出版社， 1994（ 2）蔡祺風(fēng)．有色冶金工廠設(shè)計(jì)概念．北京：冶金工業(yè)出版社， 1991（ 3）張玉琦．可行性研究與評(píng)估學(xué)．沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社， 1993（ 4）趙潤(rùn)恩．煉鐵工藝設(shè)計(jì)原理．北京：冶金工業(yè)出版社（ 5）董金波．工業(yè)企業(yè)廠址選擇與總體規(guī)劃．北京：冶金工業(yè)出版社， 1993 冶金廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)n 設(shè)計(jì)：一般是針對(duì)某一客體的技術(shù)的和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合文件。n 設(shè)計(jì)包括圖紙、計(jì)算書(shū)、工藝流程、說(shuō)明書(shū)等，包括解決技術(shù)的、勞動(dòng)組織的、社會(huì)的和經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題的方案，包括必須的設(shè)備和生產(chǎn)方案。n 設(shè)計(jì)應(yīng)該保證新建過(guò)程在工藝、裝備和結(jié)構(gòu)等方面具有更高的技術(shù)水平、機(jī)械化水平和自動(dòng)化水平，更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率，更安全和舒適的勞動(dòng)條件，更好的環(huán)保措施。n 設(shè)計(jì)分機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)，我們課程介紹的屬于工程設(shè)計(jì)。 基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序 鋼鐵廠的組成（ 1）客觀性：設(shè)計(jì)所選用的技術(shù)方案和指標(biāo)都要有客觀的數(shù)據(jù)為依據(jù)，做出的設(shè)計(jì)應(yīng)該經(jīng)得起客觀的評(píng)審，能夠成功地付諸實(shí)施（ 2）經(jīng)濟(jì)性：在廠址、產(chǎn)品、工藝流程、設(shè)備選擇上選擇最經(jīng)濟(jì)的方案。選擇能夠保證單位產(chǎn)品投資最低、產(chǎn)品成本最低及經(jīng)濟(jì)效益最好的方案。（ 3）先進(jìn)性：設(shè)計(jì)應(yīng)反映出最近在該領(lǐng)域的成就和發(fā)展趨勢(shì)，要求在建設(shè)完成和投產(chǎn)后，建設(shè)項(xiàng)目與現(xiàn)在的先進(jìn)工廠相當(dāng)或更先進(jìn)。（ 4）綜合性：設(shè)計(jì)的各種設(shè)備應(yīng)該綜合匹配，使用壽命應(yīng)該一致，或是整倍數(shù)。設(shè)計(jì)的各部分應(yīng)該配套成龍，局部方案與總體方案一致，各專業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)該服從主題工藝方案。（ 5）安全環(huán)保：設(shè)計(jì)應(yīng)該保證各領(lǐng)域和各崗位都能夠安全生產(chǎn)，防止有害物污染環(huán)境，達(dá)到環(huán)保的各項(xiàng)要求。（ 6）定型化：盡可能采用各種定型設(shè)計(jì)，包括定型的設(shè)備、部件、建筑物和構(gòu)筑物以及定型的基建和工藝裝備等。（減少設(shè)計(jì)工作，建設(shè)周期，降低成本和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率）（ 7）發(fā)展性：要考慮到將來(lái)發(fā)展的可能性，生產(chǎn)強(qiáng)化及增產(chǎn)的可能性，適當(dāng)保留車間發(fā)展所需的土地、交通線和服務(wù)設(shè)施。（ 8）美學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意遵循工業(yè)美學(xué)（技術(shù)美學(xué)）的原則，在設(shè)備布置、工廠布局方面做到排列美觀、色彩鮮明、安全宜人。使工廠和工作環(huán)境有良好的布局和較佳的心理、生理學(xué)勞動(dòng)條件。n 平均先進(jìn)性： 在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇、先進(jìn)設(shè)備的采用上必須遵循平均先進(jìn)的原則，應(yīng)該保證設(shè)計(jì)的工廠在建成投產(chǎn)一年內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。采用的新工藝、新技術(shù)及新設(shè)備應(yīng)該是經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)的、能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的。n 對(duì)于鋼鐵冶金企業(yè)，由于規(guī)模大，工程壽命長(zhǎng)，通常都采用平均先進(jìn)性原則。 冶金廠設(shè)計(jì)屬于基本建設(shè)，國(guó)家對(duì)于基本建設(shè)都有法律規(guī)定，冶金工廠的設(shè)計(jì)必須符合基本建設(shè)的程序。通?；窘ㄔO(shè)項(xiàng)目包括以下 三階段八步驟 ：n 設(shè)計(jì)階段n 建設(shè)項(xiàng)目建議書(shū)n 項(xiàng)目可行性研究 和 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)n 編制初步設(shè)計(jì)n 施工圖設(shè)計(jì)n 施工階段n 項(xiàng)目施工及設(shè)備安裝n 設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)及試生產(chǎn)n 投產(chǎn)驗(yàn)收階段n 建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)及項(xiàng)目驗(yàn)收n 建設(shè)項(xiàng)目竣工圖及總結(jié)報(bào)告n 建設(shè)項(xiàng)目建議書(shū) 項(xiàng)目建議書(shū)是建設(shè)單位向國(guó)家提出申請(qǐng)建設(shè)某一具體項(xiàng)目的建議文件n 主要內(nèi)容：n 建設(shè)項(xiàng)目名稱及主要內(nèi)容n 建設(shè)的理由和依據(jù)n 建設(shè)單位的基本情況n 產(chǎn)品方案、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)地點(diǎn)的初步設(shè)想n 資源情況、建設(shè)條件及外部協(xié)作條件n 投資估算、資金籌措設(shè)想n 進(jìn)度安排n 項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析n 項(xiàng)目可行性研究對(duì)擬建項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面是否可行進(jìn)行研究、分析、論證和評(píng)價(jià)，得到審批后，作為編制設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的依據(jù) .主要內(nèi)容：n 總論n 市場(chǎng)預(yù)測(cè)和擬建規(guī)模n 資源、原材料、燃料及公用設(shè)施狀況n 建廠條件及廠址方案的比較n 設(shè)計(jì)方案n 生產(chǎn)方法和技術(shù)來(lái)源n 工藝流程的選擇n 主要設(shè)備的比較n 工廠布置方案n 公用輔助設(shè)施n 廠內(nèi)外的交通運(yùn)輸方式n 環(huán)境保護(hù)和三廢治理n 勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生n 節(jié)能措施與綜合利用方案n 企業(yè)組織、勞動(dòng)定員及人員培訓(xùn)計(jì)劃n 實(shí)施進(jìn)度安排n 投資概算和資金籌措n 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析n 附圖：廠總平面圖、工藝流程圖和主體車間配置圖n 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的編制是在可行性研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，由設(shè)計(jì)單位的主管部門組織編制，設(shè)計(jì)單位參加。主要內(nèi)容：n 生產(chǎn)規(guī)模、服務(wù)年限、產(chǎn)品方案、產(chǎn)品質(zhì)量要求和主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)n 建廠地區(qū)或具體廠址n 礦產(chǎn)資源。主要的原材料、燃料、水、電等的供應(yīng)和交通運(yùn)輸條件n 生產(chǎn)流程，車間組成，主要工藝設(shè)備和裝備水平n 三廢治理，勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生要求n 建設(shè)期限和建設(shè)程序n 投資限額n 要求達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果n 編制初步設(shè)計(jì) 初步設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)承擔(dān)單位根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的內(nèi)容和要求，在掌握了充分而可靠的主要資料基礎(chǔ)上進(jìn)行具體的工作步驟。n 主要內(nèi)容n 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想；n 建設(shè)規(guī)模，項(xiàng)目構(gòu)成，產(chǎn)品方案；n 總體布置和總圖運(yùn)輸；n 工藝流程，主要設(shè)備；n 建筑結(jié)構(gòu)和公用和輔助設(shè)施；n 占地面積和土地利用情況；n 生產(chǎn)組織和勞動(dòng)定員；n 主要建筑材料用量；n 工程投資概算；n 環(huán)保和市政要求等。n 完成方法n 初步設(shè)計(jì)由各專業(yè)共同完成，各自編制專業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及繪制相關(guān)圖紙。由 冶金工藝專業(yè) 為主體，相關(guān)專業(yè)（設(shè)備、土建、動(dòng)力、給排水及采暖通風(fēng)、機(jī)修、總圖運(yùn)輸、技術(shù)經(jīng)濟(jì)）為輔助進(jìn)行。n 冶金專業(yè)初步設(shè)計(jì)的內(nèi)容n 緒論n 設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)模和年限；n 原燃料來(lái)源、數(shù)量、質(zhì)量、特性及供應(yīng)條件；n 產(chǎn)品品種及數(shù)量；n 廠址及特點(diǎn)；n 運(yùn)輸、供水、供電及三廢治理?xiàng)l件；n 采用的工藝流程和自動(dòng)化水平；建設(shè)順序和擴(kuò)建意見(jiàn)；n 主要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。n 工藝流程和指標(biāo)n 從原燃料條件及當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平，說(shuō)明采用工藝和指標(biāo)的合理性、可靠性及預(yù)期效果；n 說(shuō)明采用的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料的可靠性、合理性及預(yù)期效果；n 說(shuō)明工藝流程和車間組成；介紹工作制度及各項(xiàng)技術(shù)操作條件；說(shuō)明三廢治理及環(huán)境保護(hù)措施。n 冶金工藝計(jì)算n 配料計(jì)算 :n 計(jì)算工藝過(guò)程各種原燃料的需要量；n 計(jì)算各種輔助材料的用量；n 計(jì)算產(chǎn)品的成分；n 計(jì)算副產(chǎn)品的產(chǎn)出量。n 物料平衡計(jì)算n 通過(guò)計(jì)算加入和離開(kāi)流程的物質(zhì)量的平衡，檢驗(yàn)計(jì)算的準(zhǔn)確性。n 熱平衡計(jì)算n 通過(guò)技術(shù)過(guò)程的熱平衡，考察工藝過(guò)程的能量利用和熱效率，考察工藝過(guò)程能量是否合適。n 主體設(shè)備的設(shè)計(jì)和計(jì)算n 主體設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)尺寸、材料及數(shù)量；n 主體設(shè)備的主要參數(shù)的選定和計(jì)算；n 主要設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格的確定。n 車間設(shè)備配置n 在廠區(qū)合理配置各設(shè)備的位置；n 合理配置物料的運(yùn)輸n 技術(shù)檢查、自動(dòng)化檢測(cè)與控制及主要的輔助設(shè)施n 設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題和解決問(wèn)題的建議及其他需要特別說(shuō)明的問(wèn)題n 附表：n 主要設(shè)備明細(xì)表n 主要基建材料表n 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表n 主要原燃料及動(dòng)力消耗表n 勞動(dòng)定員表n 基本概算表n 附圖n 工藝流程圖；n 設(shè)備連接圖；n 主要車間配置圖；n 必要的非定型主體設(shè)備總圖等。n 冶金工藝專業(yè)除完成本專業(yè)的初步設(shè)計(jì)外，必須為相關(guān)專業(yè)提供有關(guān)資料。包括：n 對(duì)土建專業(yè)：n 各層的主要載荷；n 防腐、防溫、防水、防震、防爆、防火的要求；n 對(duì)廠房結(jié)構(gòu)形式、地面樓板的要求；n 各種倉(cāng)庫(kù)的容積，對(duì)倉(cāng)庫(kù)材質(zhì)的要求；n 主要設(shè)備的重量，起重設(shè)備的重量，起重運(yùn)輸設(shè)備的能力。n 動(dòng)力、儀表和自動(dòng)化專業(yè)：n 用電設(shè)備容量，工作制度，電動(dòng)機(jī)數(shù)量、規(guī)格；n 儀器設(shè)備的防火、防爆、防腐蝕、防高溫等的要求；n 要求檢測(cè)的信號(hào)類型、范圍、精度及記錄形式；n 蒸汽、壓縮空氣的用量和壓力；n 需要控制的參數(shù)及要求；n 通訊方式及電話安置地點(diǎn)、數(shù)量。n 水道專業(yè)：n 正常用水量和最大用水量；n 對(duì)水溫、水壓、水質(zhì)的要求；n 排水量、排水方式、排水溫度；n 污水排放量及主要成分。n 采暖通風(fēng)專業(yè)：n 產(chǎn)生煙塵、蒸汽、及其它有害物質(zhì)的程度、地點(diǎn)；n 散熱設(shè)備的散熱量、表面溫度、表面積；n 廠房的結(jié)構(gòu)型式及車間結(jié)露、濕度等情況；n 要求采暖和通風(fēng)的地點(diǎn)、程度。n 機(jī)修專業(yè)：n 金屬結(jié)構(gòu)的重量；n 機(jī)電設(shè)備的種類、規(guī)格、臺(tái)數(shù)和重量；n 需要經(jīng)?；蚨ㄆ跈z修的設(shè)備的數(shù)量、重量；n 各種鑄鋼件、鑄鐵件、鉚焊件、耐火材料和防腐材料的年耗量或消耗定額。n 總圖運(yùn)輸專業(yè)：n 各車間的平面布置；n 主要原燃料、主要產(chǎn)品和副產(chǎn)品的運(yùn)輸周期、年運(yùn)輸量、運(yùn)輸方式、運(yùn)輸路線、裝卸方式及物料堆放場(chǎng)的大小。n 技術(shù)經(jīng)濟(jì)專業(yè)：n 年度生產(chǎn)物料平衡表；n 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；n 主要原燃料、水、電的消耗定額；n 車間的工作制度及勞動(dòng)定員；n 工藝流程圖n 施工圖設(shè)計(jì)n 以車間為單位繪制，滿足施工要求的圖紙、說(shuō)明書(shū)。n 工藝專業(yè)繪制的施工圖：n 設(shè)備安裝圖；n 機(jī)組安裝圖：n 單體設(shè)備安裝圖：包括安裝總圖和零件圖。n 管道安裝圖n 施工配置圖n 現(xiàn)場(chǎng)施工和試車投產(chǎn) 鋼鐵廠的組成n 鋼鐵聯(lián)合企業(yè)n :組成n 礦石準(zhǔn)備車間（選礦廠、燒結(jié)廠、氧化球團(tuán)廠）；n 焦化車間（ 焦化廠 或化工廠）；n 煉鐵車間（廠）；n 煉鋼和連鑄車間 （廠）；n 軋鋼車間 （廠）；n 輔助修理車間（大修廠）；n 動(dòng)力廠（包括自備電站、鼓風(fēng)機(jī)室、煤氣站、氧氣站和水站等）；n 運(yùn)輸部等。n 優(yōu)點(diǎn)n 運(yùn)輸費(fèi)用低：各車間產(chǎn)品和成品內(nèi)部供應(yīng)n 可以熱裝熱送，降低能耗，提高生產(chǎn)效率n 充分利用廠內(nèi)的副產(chǎn)物：煤氣、蒸汽、余熱等n 擁有輔助工廠（電廠、水站 )等保證生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行，不受外界干擾。 鋼鐵廠的組成n 鋼鐵加工廠n 組成n 煉鋼車間（廠）；n 軋鋼車間（廠）。n 優(yōu)點(diǎn)n 流程斷短；n 成本低，效率高。 鋼鐵廠的組成n 相關(guān)企業(yè)的要求及規(guī)模 為了保證鋼鐵聯(lián)合企業(yè)能夠正常穩(wěn)定地生產(chǎn)，相關(guān)車間必須配合。通常 生產(chǎn)一噸生鐵需要 ：n ~，n 400~700kg焦炭。n 一噸生鐵可以冶煉 ~。n 建設(shè)一座年產(chǎn) 360萬(wàn)噸鋼的聯(lián)合企業(yè)，必須建設(shè) ：n 年產(chǎn) 450萬(wàn)噸的燒結(jié)廠及球團(tuán)廠；n 年產(chǎn) 250萬(wàn)噸冶金焦的煉焦廠與之配合；n 一座年產(chǎn) 300萬(wàn)噸的煉鐵廠；n 一座年產(chǎn) 350萬(wàn)噸的煉鋼廠n 一座年產(chǎn) 280萬(wàn)噸的軋鋼廠。確定廠址應(yīng)該根據(jù)以下要求 (p26)（ 1）由于鋼鐵廠原燃料、成品運(yùn)輸及水電消耗量很大，廠址應(yīng)該靠近鐵路接軌站，應(yīng)該保證接軌的方便和避免復(fù)雜的線路建筑工程?？拷剂匣睾彤a(chǎn)品銷售地，有足夠的水源、電源的供應(yīng)。（ 2）廠址應(yīng)該位于 城市和居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向 。一般應(yīng)該有 1000m以上的距離，窩風(fēng)的盆地不宜選為廠址。廠址的設(shè)置不應(yīng)該與其它企業(yè)相互干擾。（ 3）廠址面積及形狀能夠滿足建設(shè)及進(jìn)一步發(fā)展的需要。（ 4）廠址地勢(shì)最好平坦，地表由中心向四周傾斜，排水坡度在 ~%（ 5）廠址應(yīng)靠近城市和已有的工廠，方便解決生活福利設(shè)施和公用設(shè)施，有利于職工生活。（ 6）廠址地耐力應(yīng)該在 ~，地下水位盡可能低于地下建筑物和構(gòu)筑物基礎(chǔ)的深度，無(wú)侵蝕性。（ 7）廠址最低處要高于河流或海水上漲的最高水位 ，保證廠址不被洪水及大雨淹沒(méi)。（ 8）廠址不應(yīng)位于礦床或已開(kāi)采的礦坑、溶洞及土崩的地層上，不應(yīng)布置在各種有機(jī)廢物、化學(xué)廢物、舍棄物附近。（ 9）廠址附近應(yīng)有可以 棄渣 的低洼地帶。（ 10）工廠的排水（污水）應(yīng)該盡量排到城市的下游或取水點(diǎn)的下游。（ 11）布置廠址時(shí)應(yīng)該充分利用地形，不占或少占良田。鋼鐵廠選廠址的主要指標(biāo)規(guī) 模 面 積 耗 電 耗水 ,104t/d 蒸汽量廠外 貨物周 轉(zhuǎn)量職 工人數(shù)104t/a 公 頃 104kw 直流量 循 環(huán) 量 104t/a 104t/a3001506030108006002501301218102161044002002022120045022012030000160001300065001245廠址的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析見(jiàn) p31n 鋼鐵廠總圖運(yùn)輸（或稱 總平面設(shè)計(jì) ） p36n 根據(jù)主要生產(chǎn)車間（煉鐵、煉鋼、軋鋼）和其他（燒結(jié)、焦化、耐火、機(jī)修）車間的規(guī)模大小，生產(chǎn)過(guò)程的組織和特點(diǎn)，在已選定的廠址上，合理地布置廠區(qū)所有的建筑物、構(gòu)筑物、堆場(chǎng)、運(yùn)輸和動(dòng)力設(shè)施等，全面解決他們的協(xié)調(diào)問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)合理地調(diào)度人流、物流，創(chuàng)造完善的衛(wèi)生、防火條件，綠化廠區(qū)，組織完整的建筑群體。n 鋼鐵廠內(nèi)部貨運(yùn)量大，種類多，總圖運(yùn)輸重點(diǎn)是運(yùn)輸方式和布置。主要影響：n 車間距離和建筑密度；n 廠內(nèi)管線長(zhǎng)度鐵路、公路長(zhǎng)度；n 產(chǎn)品成本和企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理。n 總圖布置方案 鋼鐵廠內(nèi)通常分為焦化區(qū)、燒結(jié)區(qū)、煉鐵區(qū)、煉鋼區(qū)、軋鋼區(qū)、機(jī)修區(qū)、動(dòng)力區(qū)、運(yùn)輸區(qū)和廠前區(qū)。設(shè)計(jì)時(shí)主要根據(jù)工藝流程、主要車間排列、物料走向確定各車間的布置。n 串聯(lián)布置n 燒結(jié)車間、煉鐵車間、煉鋼車間、軋鋼車間順序布置成 串聯(lián)式 。n 以煉鐵車間為核心，將焦化、