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1、冶金廠設(shè)計基礎(chǔ) 1.冶金廠設(shè)計概述 2.冶金廠房建筑設(shè)計簡介 3.冶金廠設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟分析 4. 工藝計算 5.冶金工廠設(shè)計 6.主體設(shè)備設(shè)計 7.附屬設(shè)備的選擇與設(shè)計 1.冶金廠設(shè)計概述 設(shè)計：一般是針對某一客體的技術(shù)的和技術(shù)經(jīng)濟的綜合 文件。 設(shè)計包括圖紙、計算書、工藝流程、說明書等，包括解 決技術(shù)的、勞動組織的、社會的和經(jīng)濟的問題的方案， 包括必須的設(shè)備和生產(chǎn)方案。 設(shè)計應(yīng)該保證新建過程在工藝、裝備和結(jié)構(gòu)等方面具有 更高的技術(shù)水平、機械化水平和自動化水平，更高的勞 動生產(chǎn)率，更安全和舒適的勞動條件，更好的環(huán)保措施。 設(shè)計分機械設(shè)備設(shè)計和工程設(shè)計，我們課程介紹的屬于 工程設(shè)計。 1.冶金廠設(shè)

2、計概述 1.1冶金工廠設(shè)計的原則 1.2 鋼鐵廠的組成 1.3廠址選擇 1.4總圖運輸 1.5 基本建設(shè)設(shè)計程序 1.1冶金工廠設(shè)計的原則 （ 1） 客觀性： 設(shè)計所選用的技術(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)計應(yīng)該經(jīng)得起客觀的評審 ， 能夠成功地 付諸實施 （ 2） 經(jīng)濟性： 在廠址 、 產(chǎn)品 、 工藝流程 、 設(shè)備選擇上選擇最經(jīng)濟 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)濟效益最好的方案 。 （ 3） 先進性： 設(shè)計應(yīng)反映出最近在該領(lǐng)域的成就和發(fā)展趨勢 ， 要求 在建設(shè)完成和投產(chǎn)后 ， 建設(shè)項目與現(xiàn)在的先進工廠相 當(dāng)或更先進 。 1.1冶金工廠設(shè)計的原

3、則 平均先進性： 在技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的選擇 、 先進設(shè)備的采用上必須遵循 平均先進的原則 ， 應(yīng)該保證設(shè)計的工廠在建成投產(chǎn)一年內(nèi)達 到設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 。 采用的新工藝 、 新技術(shù)及新設(shè)備應(yīng) 該是經(jīng)過實踐考驗的 、 能夠長期穩(wěn)定工作的 。 對于鋼鐵冶金企業(yè) ， 由于規(guī)模大 ， 工程壽命長 ， 投資巨大 ， 設(shè)計時通常都采用平均先進性原則 。 例如： 煉鐵高爐通常日產(chǎn)生鐵 2000 10000噸 ， 壽命達 6 20年； 高爐熱風(fēng)爐壽命 10 20年； 轉(zhuǎn)爐日產(chǎn) 2000 10000噸； 1.1冶金工廠設(shè)計的原則 （ 4） 綜合性： 設(shè)計的各種設(shè)備應(yīng)該綜合匹配 ， 使用壽命應(yīng)該一致 ， 或是整倍數(shù)

4、 。 設(shè)計的各部分應(yīng)該配套成龍 ， 局部方案與總體方案一致 ， 各專業(yè) 的設(shè)計應(yīng)該服從主題工藝方案 。 （ 5） 安全環(huán)保： 設(shè)計應(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 ， 達到環(huán)保的各項要求 。 （ 6） 定型化： 盡可能采用各種定型設(shè)計 ， 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 。 采用定型設(shè)計可以減少設(shè)計 工作 ， 縮短建設(shè)周期 ， 降低建設(shè)成本和提高勞動生產(chǎn)率 。 1.1冶金工廠設(shè)計的原則 （ 7） 發(fā)展性： 要考慮到將來發(fā)展的可能性 ， 生產(chǎn)強化及增產(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 。 例如

5、： 高爐通常設(shè)計利用系數(shù) 2.0 2.2， 現(xiàn)在最高可以達到 2.5 4.0t/m3.d。 轉(zhuǎn)爐原先二吹一或三吹二 ， 現(xiàn)在 2吹 1.8或 3吹 2.5， 往往多裝 ， 50噸的裝 70噸等 。 （ 8） 美學(xué) 設(shè)計中應(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 條件 。 1.2 鋼鐵廠的組成 鋼鐵聯(lián)合企業(yè) :組成 礦石準(zhǔn)備車間（選礦廠、燒結(jié)廠、氧化球團廠）； 焦化車間（焦化廠或化工廠）； 煉鐵車間（廠）； 煉鋼和連鑄車間（廠）； 軋鋼車間（廠）； 輔助

6、修理車間（大修廠）； 動力廠（包括自備電站、鼓風(fēng)機室、煤氣站、氧氣站和水站 等）； 運輸部等。 1.2 鋼鐵廠的組成 優(yōu)點 運輸費用低：各車間產(chǎn)品和成品內(nèi)部供應(yīng) 可以熱裝熱送，降低能耗，提高生產(chǎn)效率 充分利用廠內(nèi)的副產(chǎn)物：煤氣、蒸汽、余熱等 擁有輔助工廠（電廠、水站 )等保證生產(chǎn)穩(wěn)定進行，不受外界 干擾。 鋼鐵加工廠 組成 煉鋼車間（廠）； 軋鋼車間（廠）。 優(yōu)點 流程斷短； 成本低，效率高。 1.2 鋼鐵廠的組成 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： 1.52.0噸成品鐵礦石， 400700kg焦炭。 一噸生鐵可以冶煉 1.

7、051.2噸鋼。 建設(shè)一座年產(chǎn) 360萬噸鋼的聯(lián)合企業(yè)，必須建設(shè) ： 年產(chǎn) 450550萬噸的燒結(jié)廠及球團廠； 年產(chǎn) 150200萬噸冶金焦的煉焦廠與之配合； 一座年產(chǎn) 300360萬噸的煉鐵廠； 一座年產(chǎn) 360萬噸的煉鋼廠 一座年產(chǎn) 300360萬噸的軋鋼廠。 1.3廠址選擇 確定廠址應(yīng)該根據(jù)以下要求 （ 1） 由于鋼鐵廠原燃料 、 成品運輸及水電消耗量 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 。 靠近原燃料 基地和產(chǎn)品銷售地 ， 有足夠的水源 、 電源的供應(yīng) 。 1.3廠址選擇 規(guī)模 面積 耗電 耗水 ,104t/d 蒸汽量 廠外貨物周轉(zhuǎn)量 職

8、工人數(shù) 104t/a 公頃 104kw 直流量 循環(huán)量 104t/a 104t/a 300 150 60 30 10 800 600 250 130 12 18 10 1.61 1.32 0.41 216 104 19.2 11.3 4.8 34.5 17.3 3.84 2.30 1.50 400 200 136.5 12.96 2.2 2000 1200 450 220 120 30000 16000 13000 6500 1245 鋼鐵廠選廠址的主要指標(biāo) 1.3廠址選擇 （ 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

9、 。 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)及進一步發(fā)展 的需要 。 （ 4） 廠址地勢最好平坦 ， 地表由中心向四周傾斜 ， 排水坡度在 0.52.0% （ 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 。 1.3廠址選擇 （ 6） 廠址地耐力應(yīng)該在 1.52.0kg/cm2以上 ， 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 ， 無侵蝕性 。 （ 7） 廠址最低處要高于河流或海水上漲的最高水 位 0.5m， 保證廠址不被洪水及大雨淹沒 。 （ 8） 廠址不應(yīng)位于礦床或已開采的礦坑 、 溶洞及 土崩的

10、地層上 ， 不應(yīng)布置在各種有機廢物 、 化學(xué) 廢物 、 舍棄物附近 。 1.3廠址選擇 （ 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 下游或取水點的下游 。 （ 11） 布置廠址時應(yīng)該充分利用地形 ， 不占或少 占良田 。 1.4總圖運輸 鋼鐵廠總圖運輸（或稱總平面設(shè)計） 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、機修）車間的規(guī)模大小，生產(chǎn)過程 的組織和特點，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、運輸和動力設(shè)施等， 全面解決他們的協(xié)調(diào)問題，經(jīng)濟合理地調(diào)度人流、物 流，創(chuàng)造完善的衛(wèi)生、防火條件

11、，綠化廠區(qū)，組織完 整的建筑群體。 鋼鐵廠內(nèi)部貨運量大，種類多，總圖運輸重點是運輸 方式和布置。主要影響： 車間距離和建筑密度； 廠內(nèi)管線長度鐵路、公路長度； 產(chǎn)品成本和企業(yè)經(jīng)營管理。 1.4總圖運輸 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)、機修區(qū)、動力區(qū)、運輸區(qū)和廠前區(qū)。 設(shè)計時主要根據(jù)工藝流程、主要車間排列、物料走向確定各車 間的布置。 串聯(lián)布置 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。 以煉鐵車間為核心，將焦化、燒結(jié)等車間布置在它周圍， 用皮帶運輸機向高爐供料，稱作煉鐵系統(tǒng)。 煉鐵系統(tǒng)由于外部原燃料運輸量大，多安排在鐵路專用線 或碼頭附近

12、。 煉鋼車間布置在煉鐵車間和軋鋼車間之間，若有多個煉鋼 廠，這些煉鋼廠之間并聯(lián)。 串聯(lián)布置適合于狹長地形的廠區(qū)和有兩個鐵路接軌站和編 組站的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。 1.4總圖運輸 缺點： 只有一個編組站時，成品需要往復(fù)運輸。 發(fā)電站兼顧鼓風(fēng)機站時，必須設(shè)置在煉 鐵廠附近，距離主要用電戶軋鋼廠遠。 容易造成管線過長，增加投資。 1.4總圖運輸 人字形并聯(lián)布置 煉鐵車間與煉鋼車間成一定角度（ 4560 ）布置； 煉鋼車間與軋鋼車間成平行布置。 優(yōu)點： 生產(chǎn)車間緊湊，原料和成品運輸距離短； 動力設(shè)施可以布置在主要用戶中央。 缺點： 鋼錠（鋼坯）到軋鋼車間距離長 工廠擴建難，一般適用于中小型鋼鐵企業(yè)。 其

13、它布置方式：并聯(lián)布置、人字形串聯(lián)布置。 1.4總圖運輸 立體豎向布置 除平面布置外鋼鐵廠還應(yīng)該考慮豎方向（垂直方向） 的布置 可以利用地形地貌，節(jié)省投資。 平坡式布置：適宜平原地區(qū)； 斜坡式布置：適宜于地面較平坦的地區(qū)。 階梯式布置：廠區(qū)劃分成幾個臺階，各臺階有自己的標(biāo)高。 適宜于起伏較大的丘陵地帶。 1.4總圖運輸 鋼鐵廠運輸方式 通常生產(chǎn) 1噸鋼，廠內(nèi)外運輸量為 20噸。組織全廠運輸非常重要。 運輸分為廠內(nèi)、廠外運輸： 廠內(nèi)運輸： 廠內(nèi)各車間之間； 倉庫和各車間之間； 車間內(nèi)部。 廠外運輸： 由公用交通線（鐵路、公路、水路）和其它工 廠向廠內(nèi)運輸原燃料、輔助材料、耐火材料等； 由公用交通線

14、運出成品、半成品、廢棄物等。 1.4總圖運輸 運輸方式 有軌運輸 標(biāo)準(zhǔn)軌（ 1435mm）運輸 最主要（過去占 90%以上）的運輸 方式， 特點是運輸量大，速度快， 不受氣候條件影響，連續(xù)性強，適 于運輸大量、高溫及沉重的貨物。 窄軌運輸：軌距 900、 700、 500mm。 標(biāo)準(zhǔn)軌運輸應(yīng)該考慮留有一定的凈空高 度 4800mm。相鄰的鐵路間距不少于 4500mm，之間有支柱時，間距為 4600mm加支柱尺寸。 1.4總圖運輸 無軌運輸： 包括汽車、拖車、自動裝卸車、起重運 輸車及人、畜力車等。 水路運輸： 特點是運輸量大、運費低、設(shè)備少，維 修簡單。 特種運輸 包括傳送帶運輸、管道及水力運

15、輸、索 道及繩索牽引運輸?shù)取?1.4總圖運輸 廠內(nèi)運輸組織 根據(jù)運輸特點，廠內(nèi)鐵路運輸劃分成幾個運輸區(qū)。通常將關(guān)系密 切的分成一個運輸區(qū)。 第一運輸區(qū)：原燃料運輸和裝卸工作量大 煉鐵廠 焦化廠 發(fā)電廠 第二運輸區(qū)：煉鋼系統(tǒng)，包括渣鐵運輸，鋼錠、鋼坯運輸。 特點是特種車輛的循環(huán)運輸，運輸?shù)膶I(yè)化。 第三運輸區(qū)：機修倉庫等。 軋鋼運輸區(qū)：有時包括在第一或第二運輸區(qū)。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 冶金廠設(shè)計屬于基本建設(shè)，國家對于基本建設(shè)都有 法律規(guī)定 ,冶金工廠的設(shè)計必須符合基本建設(shè)的程序 . 通常基本建設(shè)項目包括以下三階段九步驟 : 設(shè)計階段 建設(shè)項目建議書 項目可行性研究 編制和審批可行性報告和下達

16、基本建設(shè)設(shè)計任務(wù)書 初步設(shè)計 施工圖設(shè)計 施工階段 項目施工及設(shè)備安裝 設(shè)備試運轉(zhuǎn)及試生產(chǎn) 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 投產(chǎn)驗收階段 建設(shè)項目投產(chǎn)及項目驗收 建設(shè)項目竣工圖及總結(jié)報告 建設(shè)項目建議書內(nèi)容 建設(shè)項目名稱及主要內(nèi)容 建設(shè)的理由和依據(jù) 建設(shè)單位的基本情況 產(chǎn)品方案、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)地點的初步設(shè)想 資源情況、建設(shè)條件及外部協(xié)作條件 投資估算、資金籌措設(shè)想 進度安排 項目的經(jīng)濟效益和社會效益分析 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 可行性研究 對擬建項目進行技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境等方面是否可行進行進行研究、 分析、論證和評價 ,得到審批后，作為編制設(shè)計任務(wù)書的依據(jù) . 總論 市場預(yù)測和擬建規(guī)模 資源、原材料、燃

17、料及公用設(shè)施狀況 建廠條件及廠址方案的比較 設(shè)計方案 生產(chǎn)方法和技術(shù)來源 工藝流程的選擇 主要設(shè)備的比較 工廠布置方案 公用輔助設(shè)施 廠內(nèi)外的交通運輸方式 環(huán)境保護和三廢治理 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生 節(jié)能措施與綜合利用方案 企業(yè)組織、勞動定員及人員培訓(xùn)計劃 實施進度安排 投資概算和資金籌措 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、經(jīng)濟效益和社會效益分析 附圖：廠總平面圖、工藝流程圖和主體車間配置圖 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 設(shè)計任務(wù)書 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)濟指標(biāo) 建廠地區(qū)或具體廠址 礦產(chǎn)資源。主要的原材料、燃料、水、電等的供應(yīng)和 交通運輸條件 生產(chǎn)流程，車間組

18、成，主要工藝設(shè)備和裝備水平 三廢治理，勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生要求 建設(shè)期限和建設(shè)程序 投資限額 要求達到的經(jīng)濟效果 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 初步設(shè)計 主要內(nèi)容 設(shè)計的指導(dǎo)思想； 建設(shè)規(guī)模，項目構(gòu)成，產(chǎn)品方案； 總體布置和總圖運輸； 工藝流程，主要設(shè)備； 建筑結(jié)構(gòu)和公用和輔助設(shè)施； 占地面積和土地利用情況； 生產(chǎn)組織和勞動定員； 主要建筑材料用量； 工程投資概算； 環(huán)保和市政要求等。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 完成方法 初步設(shè)計由各專業(yè)共同完成，各自編制專業(yè)設(shè)計說明書及繪 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、動力、給排水及采暖通風(fēng)、機修、總圖運輸、技術(shù)經(jīng)濟） 為輔助進行。 1.5

19、基本建設(shè)設(shè)計程序 冶金專業(yè)初步設(shè)計的內(nèi)容 緒論 設(shè)計依據(jù)、規(guī)模和年限； 原燃料來源、數(shù)量、質(zhì)量、特性及供應(yīng)條件； 產(chǎn)品品種及數(shù)量； 廠址及特點； 運輸、供水、供電及三廢治理條件； 采用的工藝流程和自動化水平；建設(shè)順序和擴 建意見； 主要的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 工藝流程和指標(biāo) 從原燃料條件及當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟水平， 說明采用工藝和指標(biāo)的合理性、可靠性 及預(yù)期效果； 說明采用的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料的 可靠性、合理性及預(yù)期效果； 說明工藝流程和車間組成；介紹工作制 度及各項技術(shù)操作條件；說明三廢治理 及環(huán)境保護措施。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 冶金工藝計算 配料計算 : 計算工藝過程各

20、種原燃料的需要量； 計算各種輔助材料的用量； 計算產(chǎn)品的成分； 計算副產(chǎn)品的產(chǎn)出量。 物料平衡計算 通過計算加入和離開流程的物質(zhì)量的平衡，檢驗計 算的準(zhǔn)確性。 熱平衡計算 通過技術(shù)過程的熱平衡，考察工藝過程的能量利用 和熱效率，考察工藝過程能量是否合適。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 主體設(shè)備的設(shè)計和計算 主體設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)尺寸、材料及數(shù)量； 主體設(shè)備的主要參數(shù)的選定和計算； 主要設(shè)備的型號、規(guī)格的確定。 設(shè)備配置 在廠區(qū)合理配置各設(shè)備的位置； 合理配置物料的運輸 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 技術(shù)檢查、自動化檢測及控制、主要的輔助設(shè)施的要求 附表： 主要設(shè)備明細表 主要基建材料表 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表 主

21、要原燃料及動力消耗表 勞動定員表 基本概算表 附圖 工藝流程圖； 設(shè)備連接圖； 主要車間配置圖； 必要的非定型主體設(shè)備總圖等。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 冶金工藝專業(yè)除完成本專業(yè)的初步設(shè)計外，必須為相 關(guān)專業(yè)提供有關(guān)資料。包括： 對土建專業(yè)： 各層的主要載荷； 防腐、防溫、防水、防震、防爆、防火 的要求； 對廠房結(jié)構(gòu)形式、地面樓板的要求； 各種倉庫的容積，對倉庫材質(zhì)的要求； 主要設(shè)備的重量，起重設(shè)備的重量，起 重運輸設(shè)備的能力。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 動力、儀表和自動化專業(yè)： 用電設(shè)備容量，工作制度，電動機數(shù)量、規(guī)格； 儀器設(shè)備的防火、防爆、防腐蝕、防高溫等的 要求； 要求檢測的信號類型、范圍

22、、精度及記錄形式； 蒸汽、壓縮空氣的用量和壓力； 需要控制的參數(shù)及要求； 通訊方式及電話安置地點、數(shù)量。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 水道專業(yè)： 正常用水量和最大用水量； 對水溫、水壓、水質(zhì)的要求； 排水量、排水方式、排水溫度； 污水排放量及主要成分。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 采暖通風(fēng)專業(yè)： 產(chǎn)生煙塵、蒸汽、及其它有害物質(zhì)的程度、地 點； 散熱設(shè)備的散熱量、表面溫度、表面積； 廠房的結(jié)構(gòu)型式及車間結(jié)露、濕度等情況； 要求采暖和通風(fēng)的地點、程度。 機修專業(yè)： 金屬結(jié)構(gòu)的重量； 機電設(shè)備的種類、規(guī)格、臺數(shù)和重量； 需要經(jīng)?；蚨ㄆ跈z修的設(shè)備的數(shù)量、重量； 各種鑄鋼件、鑄鐵件、鉚焊件、耐火材料和防 腐材料

23、的年耗量或消耗定額。 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 總圖運輸專業(yè)： 各車間的平面布置； 主要原燃料、主要產(chǎn)品和副產(chǎn)品的運輸周期、 年運輸量、運輸方式、運輸路線、裝卸方式及 物料堆放場的大小。 技術(shù)經(jīng)濟專業(yè)： 年度生產(chǎn)物料平衡表； 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)； 主要原燃料、水、電的消耗定額； 車間的工作制度及勞動定員； 工藝流程圖 1.5基本建設(shè)設(shè)計程序 施工圖設(shè)計 以車間為單位繪制，滿足施工要求的圖紙、說明書。 工藝專業(yè)繪制的施工圖： 設(shè)備安裝圖； 機組安裝圖： 單體設(shè)備安裝圖：包括安裝總圖和零件圖。 管道安裝圖 施工配置圖 現(xiàn)場施工和試車投產(chǎn) 1.冶金廠設(shè)計概述 思考題： 鋼鐵廠設(shè)計應(yīng)遵循的原則？ 鋼鐵廠為

24、什么要求建在居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；沈陽的主 導(dǎo)風(fēng)向是什么？ 鋼鐵廠廠內(nèi)運輸有幾種 ?形式特點是什么？ 估算年產(chǎn) 100萬噸生鐵的煉鐵廠的日運輸量，平均每天需要 多少節(jié) 50噸的火車皮？ 2.冶金廠房建筑設(shè)計簡介 鋼鐵廠設(shè)計中，土木建筑和鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計占很大比重。 工藝專業(yè)應(yīng)該了解土建設(shè)計的基本知識和規(guī)則。原因： 小型鋼鐵廠往往直接由工藝職業(yè)設(shè)計者設(shè)計； 大型鋼鐵廠工藝專業(yè)必須為土建專業(yè)提供基礎(chǔ)資料。 2.1基礎(chǔ) 2.2柱網(wǎng)的選擇 2.3單層廠房的結(jié)構(gòu)形式 2.1基礎(chǔ) 地基與基礎(chǔ)的概念 基礎(chǔ)：房屋埋在地下的承重結(jié)構(gòu) 地基：基礎(chǔ)下面承受壓力的土層 地基： 地耐力： 地基承受基礎(chǔ)傳下來的載荷的能力，

25、叫做地基的允許承 載力。例如：高爐基礎(chǔ)要求的地基允許承載力為 2.0kg/cm2 。 地基種類 巖石類：地耐力大； 碎石類：地耐力較大； 砂類：地耐力中等 粘性土等：地耐力低 地基加固 挖去軟土，換成砂、低標(biāo)號的塊石混凝土； 打樁：鋼筋混凝土樁、混凝土樁、鋼樁 土壤允許承載力 粘土類土壤： 粘土 亞粘土 砂土和礫石類土壤： 干砂土 濕砂土 飽和了水分的泥土 小塊的干砂子 小塊的濕砂子 飽和了水分的小塊砂子 中塊砂子 大塊砂子 礫石和卵石 2.56 2.54 緊密 2.5 2.0 1.5 3.0 2.5 2.5 3.5 4.5 6.0 1.02.5 1.02.5 中等緊密度 2.0 1.5 1.

26、0 2.0 1.5 1.5 2.5 3.5 5.0 土壤種類 許可壓力 kg/cm 2 固體狀態(tài) 塑體狀態(tài) 2.1基礎(chǔ) 基礎(chǔ) 基底：基礎(chǔ)的底面，是基礎(chǔ)與地基接觸部分。 基礎(chǔ)埋置深度：室外地面到基底的深度。 凍結(jié)深度：冬天土壤凍結(jié)的厚度是多年最大凍結(jié)深度的平均 值，例如：北京為 0.8m，哈爾濱 2.0m，上海 0.06m。 冰凍線：凍結(jié)層的下邊緣，通?；A(chǔ)底面和附屬建筑物的埋 置深度應(yīng)在冰凍線以下 0.10.25m。我國北方冰凍線深度：哈 爾濱 2.2米，沈陽 1.2米，鞍山本溪 1.1米，包頭 1.03米，太 原小于 1.0米，南方可以不考慮。 地下水位：地下水的上表面?；A(chǔ)通常應(yīng)該設(shè)在地下

27、水位之 上，否則必須進行處理。 基礎(chǔ)的底寬及底面積：底面積由荷載和地基的承載能力確定， 有 PR。 P基礎(chǔ)底面?zhèn)鹘o地基的平均壓力， t/m2； R地基允許的承載能力， t/m2 。 2.1基礎(chǔ) 基礎(chǔ)的類型和材料 承重墻下的基礎(chǔ) 以磚石砌筑的承重墻多用條形基礎(chǔ) 材料可以用墻身同種或石砌筑； 地下水位高時采用混凝土或毛石混凝土； 地質(zhì)較軟同時荷載大時，采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)。 骨架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ) 骨架結(jié)構(gòu)承重通常是柱，一般做成單獨的基礎(chǔ)，材料常常有 鋼筋混凝土。 幾種常見基礎(chǔ)形式 2.1基礎(chǔ) 柱下獨立基礎(chǔ) 2.1基礎(chǔ) 聯(lián)合基礎(chǔ) 2.1基礎(chǔ) 柱下交叉條形基礎(chǔ) 2.1基礎(chǔ) 片筏基礎(chǔ) 2.1基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ) 2.

28、1基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) 2.1基礎(chǔ) 基礎(chǔ)的埋置深度 從經(jīng)濟方面考慮，應(yīng)該盡可能淺埋，但應(yīng)該埋在具有合適承載力 的地基處。通常地表有一層松軟的腐殖土，不能夠做地基，所以 通常埋置深度不得小于 0.5m。 埋置深度應(yīng)該使建筑物基礎(chǔ)底面落于承載力高的層處； 埋置深度應(yīng)該使基礎(chǔ)底面位于冰凍線以下。 2.2柱網(wǎng)的選擇 模數(shù)制概念 對建筑物及其構(gòu)配件的設(shè)計、制作、安裝所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)尺度體系， 稱建筑模數(shù)制。 基本模數(shù)： 100mm，記做 Mo。 擴大模數(shù)： 3Mo、 6Mo、 15Mo、 30Mo、 60Mo。 通常民用建筑的開間、進深尺寸采用 3Mo的數(shù)列，即 3Mo的整 倍數(shù)。 定位軸線的布置與畫法 定位軸線：

29、確定房屋主要結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的位置和尺寸的線。 主要承重結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的位置都應(yīng)該畫上定位軸線，并進行編號。 定位軸線為細點劃線，線端畫一圓圈，圓內(nèi)注寫定位軸線編號， 有平面圖為準(zhǔn)，水平方向編號為阿拉伯?dāng)?shù)字，由左向右編。垂直 方向采用大寫漢語拼音字母（不允許使用 I、 O、 Z字母，防止與 1， 0， 2混淆），由下向上編。編號一般在圖下方和左側(cè)。 2.2柱網(wǎng)的選擇 柱網(wǎng)的選擇 廠房跨度：應(yīng)該根據(jù)設(shè)備大小、布置方式、操作及 吊車跨度、安全等考慮。 18m：采用 6m的倍數(shù)。 常用： 9、 12、 15、 18、 24、 30、 36m。 廠房長度及柱距： 柱距：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房 6m為基本柱距，可 以

30、采用 6、 12、 18m的混合柱距。磚石結(jié)構(gòu)柱距 為 4m。 柱距大有利于有效空間利用，但造價升高。 2.2柱網(wǎng)的選擇 地面通道和門的設(shè)置 通道：應(yīng)該設(shè)置縱向和橫向通道。 縱向通道：每跨設(shè)一條，在中間或一邊。 橫向通道：設(shè)一條或多條， 6080m至少設(shè)一條。 門：通火車的門一般為 4200 5100mm（機車高 度 4424mm，拖車寬度 3070mm。 2.3單層廠房的結(jié)構(gòu)形式 磚混結(jié)構(gòu) 為磚墻和鋼筋混凝土屋架構(gòu)成。 吊車梁設(shè)置在壁柱上，為節(jié)約造價，吊車軌道也可以 設(shè)在磚墻上。 磚混結(jié)構(gòu)造價低，但只適用于跨度不大于 15m，檐 高在 8m以下，吊車噸位不超過 5t的小型廠房。 裝配式鋼筋混

31、凝土結(jié)構(gòu) 由橫向骨架和縱向聯(lián)系構(gòu)件組成。 橫向：骨架由屋架、柱、基礎(chǔ)組成，承受天窗、屋頂?shù)葌鱽?的載荷，承受自重和吊車的載荷。 縱向聯(lián)系構(gòu)件：由聯(lián)系梁、吊車梁、屋面板（或檁）、柱間 和屋架間支撐組成。目的是保證橫向骨架的穩(wěn)定性，承受縱 向水平載荷。 2.3單層廠房的結(jié)構(gòu)形式 柱：截面一般不小于 300 300mm。 矩形柱：常用于無吊車廠房。 帶牛腿的支柱： 斷面：矩形、工字型、雙肢柱 2.3單層廠房的結(jié)構(gòu)形式 吊車梁 標(biāo)高： 相對標(biāo)高：底層室內(nèi)主要地坪為零點的標(biāo)高。一般 鋼鐵廠相對標(biāo)高零點為鐵路軌道表面為零標(biāo)高。 絕對標(biāo)高：我國青島附近黃海平均海平面位零點。 在工程建筑總說明書中說明相對標(biāo)高

32、和絕對標(biāo)高的 關(guān)系。 標(biāo)高以 m為單位，單體建筑工程的施工圖中小數(shù)點 后保留三位，總平面圖為小數(shù)點后兩位。標(biāo)高不滿 1m時，小數(shù)點前應(yīng)該寫 0。 零點標(biāo)注為： 0.000 負標(biāo)高前加 -，正標(biāo)高前不用加 +。 2.冶金廠房建筑設(shè)計簡介 思考題： 基本模數(shù)和擴大模數(shù)模數(shù)系列是多少？ 定位軸線、編號的標(biāo)注方法。 絕對標(biāo)高和相對標(biāo)高，鋼鐵廠零標(biāo)高怎樣確定？ 如何考慮基礎(chǔ)的埋置深度和面積？ 跨度、柱距、變形縫、橫向骨架、縱向聯(lián)系構(gòu)件、平腹桿雙 肢柱是什么？ 3.冶金廠設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟分析 冶金廠設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟分析非常重要，但由于市場 價格、建設(shè)費用、銀行貸款利率等變化很大，進行技術(shù) 經(jīng)濟分析時必須調(diào)查當(dāng)時

33、的市場行情，銀行利率等，這 通常是我們畢業(yè)實習(xí)調(diào)研的主要內(nèi)容之一，也是設(shè)計院 進行技術(shù)經(jīng)濟分析的重要內(nèi)容。 3.1基本建設(shè)投資的計算 3.2產(chǎn)品成本的計算 3.3技術(shù)經(jīng)濟分析 3.1基本建設(shè)投資的計算 基本建設(shè)投資包括工程建設(shè)的總費用，一般都分解 為若干部分進行。 按投資費用的性質(zhì)分解 工程費：直接構(gòu)成固定資產(chǎn)的費用 建筑工程費的計算：按工程量（土方、面積）的單位造價和 工程量計算。 設(shè)備購置費的計算： 成套設(shè)備：采用類似法。應(yīng)該參考已建成類似 項目的造價和物價指數(shù)、地區(qū)建設(shè)投資系數(shù)、 間接費用系數(shù)等。 非成套設(shè)備：按當(dāng)前平均價 +運雜費。 安裝工程費的計算：通常按設(shè)備價值、重量的一定比例計算

34、， 例如機械設(shè)備安裝費在 1.54.5%設(shè)備價格范圍。 3.1基本建設(shè)投資的計算 其它費用 土地使用權(quán)購買費 工業(yè)產(chǎn)權(quán)購買費：專利、商標(biāo)、非專利技術(shù)等無形資產(chǎn)的購 買費等 可行性研究費：項目投資的 0.51.0%，小型項目比例高， 13%。 投資促進活動費： 預(yù)備費用（不可預(yù)見費） 漲價預(yù)備費 基本預(yù)備費 通常費率 515%。 3.1基本建設(shè)投資的計算 按投資費用的工程項分解 建筑工程費 房建工程、設(shè)備基礎(chǔ)工程、筑爐工程、一般構(gòu)筑物工 程、廠內(nèi)鐵路公路工程、采暖、通風(fēng)、照明、給排水 工程、管道鋪設(shè)工程和電力工程等的投資費用。 設(shè)備及安裝費 冶金主體設(shè)備、機械電氣設(shè)備購置和安裝費用，自 動化控制

35、、檢測儀表、通訊設(shè)備等的購置和安裝費 用，工具器具的購置費用等投資費用。 其它費用：烘爐費、試車費等。 3.1基本建設(shè)投資的計算 按基建階段計算投資費用 投資估算 規(guī)劃階段估算、建議書階段估算、可行性研究階段 估算等。 投資概算：初步設(shè)計階段的概算 3.1基本建設(shè)投資的計算 投資估算： 規(guī)劃階段：極粗略的估算，準(zhǔn)確度地， 只作為參考而無約束力。 建議書階段：略微精確的估算，準(zhǔn)確度 誤差 30%左右。 可行性研究階段：精確度較高，與概算 偏離不超過 10%，是設(shè)計任務(wù)書投資限 額的依據(jù)。 3.1基本建設(shè)投資的計算 投資概算： 初步設(shè)計時進行，通過概算指標(biāo)概略計 算編制成的，比投資估算準(zhǔn)確。投資估

36、 算也是有誤差，不如施工圖設(shè)計的投資 預(yù)算準(zhǔn)確。 投資概算確定了項目的全部基建投資， 是訂合同、招標(biāo)、貸款的依據(jù)。 概算書依據(jù)初步設(shè)計說明書、圖紙、設(shè) 備和建筑材料的價格、概算指標(biāo)（定額） 和概算費用指標(biāo)編制。 3.1基本建設(shè)投資的計算 基本建設(shè)概算包括建設(shè)項目總概算、單項工程 綜合概算、單位工程概算、其它工程與費用概 算。 建設(shè)項目：具有可行性研究報告、總體設(shè)計、經(jīng)濟 上獨立核算、行政上獨立組織的基本建設(shè)單位。如 燒結(jié)廠、煉鐵廠、煉鋼廠、軋鋼廠。建設(shè)項目往往 包括數(shù)個單項工程。 單項工程：具有獨立設(shè)計文件，竣工后可獨立發(fā)揮 生產(chǎn)能力或效益的工程。如：燒結(jié)廠的貯料、配料、 混料、燒結(jié)、煙氣處理

37、、電控等都是單項工程。單 項工程可以分解為建筑工程、設(shè)備及安裝工程等單 位工程。 3.1基本建設(shè)投資的計算 單位工程：具有獨立設(shè)計，可以獨立組織 施工的工程。 單位工程概算 單項工程綜合概算書 其它工程和費用概算 建設(shè)項目總概算書 3.1基本建設(shè)投資的計算 單位工程概算 單項工程綜合概算 單位工程概算 單位工程概算 單位工程概算 單項工程綜合概算 其它工程費用概算 建設(shè)項目總概算 3.1基本建設(shè)投資的計算 概算書的層次關(guān)系 總概算書 第二部分 其它工程及概算書 未能預(yù)見 工程和費用 第一部分 單項工程綜合概算書 單位工程概算書 回收金額 建設(shè)單位 管理費 土地征用 補償費 主要單項工程項目 綜

38、合概算書 輔助生產(chǎn)工程綜 合概算書 主 體 廠 房 主 要 工 段 輔 助 工 段 電 氣 控 制 。 。 。 。 。 。 墻 壁 基 礎(chǔ) 。 。 設(shè) 備 二 設(shè) 備 一 建筑工程 設(shè)備及安裝工程 廠 內(nèi) 維 修 實 驗 室 化 驗 室 。 。 。 。 3.1基本建設(shè)投資的計算 施工圖預(yù)算： 竣工決算： 3.1基本建設(shè)投資的計算 冶煉工藝部分的概算書 設(shè)備概算價值 設(shè)備原價： 標(biāo)準(zhǔn)件：產(chǎn)品目錄價；無價格表的參考類似估 價并可上浮 1020%。 非標(biāo)準(zhǔn)件：參考類似裝置，往往按重量定價。 工具、器具和生產(chǎn)用家具費按設(shè)備價的 1.53%估算。 3.1基本建設(shè)投資的計算 設(shè)備安裝費： 通用設(shè)備按設(shè)備價

39、乘安裝費率； 非標(biāo)設(shè)備：按重量的安裝費率計算。 運雜費：根據(jù)距離、設(shè)備原價計算（如：設(shè)備原價乘運雜費 率）。 組裝（ 0.11.2%）費和拆除費。 3.1基本建設(shè)投資的計算 工業(yè)爐概算價值：按單位工程編制概算 標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)爐： ：每項工程的安裝費。 ；：每項工程的單位造價 ：每項工程的工程量； （工業(yè)爐概算價值 i i i i n i ii n P Q nPQ ) 1 3.1基本建設(shè)投資的計算 非標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)爐： 工業(yè)爐設(shè)備及安裝工程 工業(yè)爐建筑工程 基礎(chǔ)工程量 砌筑工程量 鋼結(jié)構(gòu)工程量 管道工程量 鑄件工程量 附屬設(shè)備及安裝工程量 工藝管道概算價值 金屬結(jié)構(gòu)件概算價值 3.2產(chǎn)品成本的計算 產(chǎn)品成本

40、構(gòu)成 制造成本 直接材料費 直接工資費 其它直接支出費 制造費 期間費用 管理費用 財務(wù)費用 銷售費用 3.2產(chǎn)品成本的計算 產(chǎn)品成本的計算 原材料費 入庫價： 途耗 庫耗 運雜費： 13%至 1020%，隨路途遠近變化。 水、動力、燃料費 工資和附加 全廠工資：年人均工資 職工總數(shù) 單位產(chǎn)品工資： 工資附加費 福利基金：工資總額的 1013% 企業(yè)基金：工資總額的 5% 勞動報酬：基本工資、獎金、津貼。 庫耗途耗運費采購價 運雜費采購價入庫價 3.2產(chǎn)品成本的計算 車間經(jīng)費 車間折舊費 折舊率：通常取 5%，近來有增加的趨勢。 維修費：包括大、中、小修所需費用 大修費率：冶金廠為 23% 中

41、小修及日常維護費率 0.1%。 折舊率產(chǎn)品年產(chǎn)量車間固定資產(chǎn)原值車間折舊費 %1001 項目壽命期（年）折舊率 維修費率產(chǎn)品年產(chǎn)量車間固定資產(chǎn)原值維修費 車間管理費 綜合利用收益 各種副產(chǎn)品和聯(lián)產(chǎn)品的收益 如；高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐水渣、高爐塵、各種廢鐵廢 鋼；回收的蒸汽、電力等 企業(yè)管理費 企業(yè)管理產(chǎn)生的費用 車間之外的固定資產(chǎn)折舊費 企業(yè)其它業(yè)務(wù)費用 銷售費用 3.2產(chǎn)品成本的計算 車間管理費率產(chǎn)品年產(chǎn)量車間固定資產(chǎn)原值車間管理費 3.2產(chǎn)品成本的計算 勞動定員 崗位定員法 按設(shè)備定員 按定額定員 按比例定員 按崗位定員 管理人員定員 機械設(shè)備維修人員 在冊人數(shù)定員法 在籍人員系數(shù)：對于

42、冶金工廠連續(xù)工作制，企業(yè)年工作日 365天，間斷工作制是扣除法定假日和休息日的工作天數(shù)。 再考慮到出勤率得到的系數(shù)。 通常冶煉工人出勤率 9294%。 3.2產(chǎn)品成本的計算 在籍人員系數(shù)出勤人數(shù)在籍人員數(shù) 出勤率節(jié)假日數(shù)）法定休息日數(shù)（ 企業(yè)年工作天數(shù) 在籍人員系數(shù) 365 3.3技術(shù)經(jīng)濟分析 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 要求的資料 設(shè)計的原始資料 冶煉過程的消耗 設(shè)計方案比較和主要技術(shù) 冶煉流程圖 勞動定員明細表 各種定額資料 主要內(nèi)容 綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，方案比較； 勞動定員、勞動生產(chǎn)率； 基建投資、流動資金、產(chǎn)品成本； 投資貸款償還能力、企業(yè)建設(shè)效果分析。 投資效益析分析 投資利稅率 投資利潤率 投資回

43、收年限 靜態(tài)： 動態(tài)：考慮到投資貸款建設(shè)期和生產(chǎn)期利息的投資回收年限。 3.3技術(shù)經(jīng)濟分析 %100 項目總投資 總額年利稅總額或年均利稅投資利稅率 %100 項目總投資 總額年利潤總額或年均利潤投資利潤率 年折舊年利潤 流動資金固定資產(chǎn)總投資投資回收年限 3.3技術(shù)經(jīng)濟分析 煉鐵廠簡單技術(shù)經(jīng)濟分析。 投資估算： 基建投資 流動資金 成本估算 支出：原燃料、 收入： 技術(shù)經(jīng)濟分析 示例 ： 投資估算 年產(chǎn)生鐵： 制鋼鐵 600萬噸，鑄造生鐵 50萬噸 折算為制鋼鐵： 600+50*1.1=655萬噸 車間規(guī)模： 高爐總?cè)莘e： Vu=6550000/350/2.18913立方米 單位爐容投資：（

44、 5080萬元） 確定為 80萬 /m3 車間基建投資： 80*8913=713040萬元 =71.304億元 流動資金： 80163萬元 總投資： 793203萬元 成本估算 支出 單耗 t/t 單價（元） 單位成本 成本 % 總耗萬噸 總成本 燒結(jié)礦 1.26 360.00 453.60 42.76% 825.3 297108 球團礦 0.10 420.00 42.00 3.96% 65.5 27510 富塊礦 0. 27 260.00 70.20 6.62% 176.85 45981 焦炭 0.31 800.00 248.00 23.38% 203.05 162440 煤粉 0.20 4

45、00.00 80.00 7.54% 131 52400 小計 893.80 84.25% 585439 電 45 0.3 13.50 1.27% 29475 8842.5 氧氣 24.76 0.4 9.91 0.93% 16219.89 6 6487.9584 輔助材料 10 0.94% 6550 動力及運輸 26 2.45% 17030 工資及附加 3 0.28% 1965 修理費等 33 3.11% 21615 折舊 51.71 4.87% 33869.4 車間經(jīng)費等 20 1.89% 13100 合計 1060.91 100.00 % 694898.85 8 4 成本估算 收入 單耗 t

46、 / t 單價（元） 單位成本 總產(chǎn)萬噸 總收入 ( 萬元 ) 生鐵 1 1200 1200 655 786000 高爐煤氣 1420 0.05 71 93.01 4.6505 水渣 0.25 80 20 163.75 13100 干渣 0.03 35 1.05 19.65 687.75 爐塵 0.02 140 2.8 13.1 1834 合計 1294.85 801626.4005 噸鐵成本 966.06 632772.1084 經(jīng)營成本 914.36 598902.7084 稅前利潤 233.935712 153227.8916 稅 30% 70.18071371 45968.36748

47、稅后利潤 163.7549987 107259.5241 技術(shù)經(jīng)濟分析 1 靜態(tài)反本期： 5.0 5 年 2 投資利潤率： 13. 52 % 3 噸鐵基建投資： 1088.61 元 / 噸鐵 4. 工藝計算 進行冶金廠設(shè)計時，首先應(yīng)該進行工藝計算， 通過計算獲得設(shè)計必須的參數(shù)。進行計算時，需 要許多數(shù)據(jù)，這些都通過參考同類工廠的考察、 原燃料基地資料的收集、建設(shè)地區(qū)各種資料的收 集獲得。 對于畢業(yè)設(shè)計則通過畢業(yè)實習(xí)、文獻資料閱 讀和收集獲得。 工藝計算通常包括： 配料計算：計算單位產(chǎn)品的原燃料消耗和產(chǎn)品成分。 物料平衡：計算冶煉過程進入和排除的物質(zhì)的平衡。 熱平衡：計算冶煉過程能量的收入和支出

48、平衡。 4. 工藝計算 工藝計算分兩類，一種是新建冶金工廠的計算， 一種是對生產(chǎn)廠進行的計算，這里我們主要介紹 新廠設(shè)計的工藝計算。 工藝計算的條件： 原燃料條件： 自然環(huán)境條件： 冶煉條件和冶煉產(chǎn)品： 裝備水平： 熱力學(xué)及熱工數(shù)據(jù)： 4. 工藝計算 原燃料條件： 原燃料成分、溫度、消耗量。 自然環(huán)境條件： 當(dāng)?shù)氐暮０危?年平均氣溫、最低氣溫和最高氣溫 年平均濕度、最高 (夏季 )平均濕度、最低 (冬季 )平均濕度。 冶煉條件和冶煉產(chǎn)品： 冶煉產(chǎn)品、副產(chǎn)品的量及成分。 冶煉過程元素的分配 (金屬、渣和爐氣 )和損失 冶煉的主要工藝參數(shù)。 裝備水平： 裝備水平與冶煉條件、副產(chǎn)品排出、原燃料消耗有

49、關(guān)。 熱力學(xué)及熱工數(shù)據(jù)： 4. 工藝計算 煉鐵工藝計算 計算準(zhǔn)備： 原燃料數(shù)據(jù)的整理 確定生鐵成分 確定元素在渣、鐵、爐氣中的分配比 確定爐塵吹出量及其成分 確定焦比、直接還原度、爐渣堿度、爐渣成分的限制要求、 鼓風(fēng)富氧水平、熱風(fēng)溫度 氫利用率、甲烷生成率。 4. 工藝計算 配料計算： 目的：確定原燃料配比。 物料平衡計算： 目的：確定物料收入和支出 熱平衡計算： 目的：確定能量利用 4. 工藝計算 配料計算 4. 工藝計算 物料平衡計算 物料平衡表 1 入相 kg % 出相 kg % 燒結(jié)礦 1574.14 47.30 生鐵 1000 30.04 焦炭（濕） 300.9 9.04 爐渣 27

50、7.51 8.34 石灰石 1.90 0.06 煤氣（干） 1999.6 60.08 鼓風(fēng)（濕） 1250.92 37.59 煤氣中水 36.321 1.09 煤粉 200 6.01 爐塵量： 15 0.54 總計 3327.86 100.0 總計 3328.4 相對誤差 =| 33 27.86 33 28.4* 100% =0.04% 0.3% 滿足條件 4. 工藝計算 熱平衡計算 熱収入 k J % 炭素氧化 774350338 76.67 熱風(fēng)帶的熱 1759306.11 17.42 氫氧化放熱 476375.48 4.71 甲烷生成熱 35422.07 0.35 成渣熱 1170.01

51、 0.01 物料物理熱 84182.13 0.83 總計 10099959 100.0 熱支出 KJ % 氧化物分解 6963905.6 69.01 脫 S 9360.77 0.09 碳酸鹽分解 3288.45 0.03 水分分解 166273.72 1.65 鐵水帶熱 1173000 11.62 爐渣帶熱 488083.17 4.84 噴吹物分解 209600 2.08 煤氣帶熱 412743.28 4.09 爐塵帶熱 2262.6 0.02 和 9430914.5 熱損失 659860 6.54 總計 10090774 100.0 4. 工藝計算 煉鋼工藝計算 物料平衡 根據(jù)煉鋼過程進入和

52、排出的物質(zhì)總量進行計算，包括鋼、渣 和爐氣及噴濺損失。 熱平衡 煉鋼過程的熱收支平衡，確定煉鋼工藝操作 煉鋼物料平衡 物料平衡的基本數(shù)據(jù) 鐵液和廢鋼成分及溫度 通常鐵液溫度取 1300 。 造渣劑及爐襯成分 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O 石灰 91.0 1.5 1.6 1.5 0.5 0.1 0.06 3.64 0.10 礦石 1.0 5.61 0.52 1.10 61.8 FeO=29.4 0.07 0.50 螢石 0.3 5.5 0.6 1.6 1.5 88.0 0.90 0.10 1.5 輕燒 白云石 50.15 0.46 41

53、.8 0.74 6.85 爐襯 1.0 0.92 79.8 0.28 1.60 C=16.4% 煉鋼物料平衡 冶煉鋼種及成分 Q235： C0.140.22,Si0.120.3,Mn0.30.7. P:0.045%,S:0.045%. 鐵合金種類及成分 硅鐵： Si70%，。 錳鐵： Mn75%， Si2.5%， C7.5%，。 操作實測數(shù)據(jù) 終渣堿度： CaO/SiO2=3.0% 螢石加入量：鐵水的 0.5% 礦石加入量：鐵水的 1% 噴濺鐵損：鐵水量的 0.10.3%。 渣中鐵損：渣量的 12.5% 煉鋼物料平衡 氧氣純度 ： 99.5%， N2： 0.5% 爐襯侵蝕量：鐵水量的 0.10

54、.3%。 終渣 T.Fe： 13%，其中 FeO=1.35*（ Fe2O3） 煙塵量：鐵水量的 1.31.5%。煙塵含 FeO75%， Fe2O320%。 爐氣自由氧含量： 0.5% 氣化脫硫量：總硫量的 1/3 C氧化比例： 8085%氧化成 CO，其余氧化成 CO2。 煉鋼物料平衡和熱平衡 鐵水吹煉過程的物料平衡 渣量及成分 鐵水中元素的氧化： C、 Si、 Mn、 P、 S的氧化。 造渣劑加入量： 礦石、螢石、爐襯帶入： 輕燒白云石：控制渣中 MgO為 610%。 （ 1.5kg/100kg鐵水左右） 石灰：根據(jù)爐渣堿度確定石灰加入量。 （ 4.7kg/100kg鐵水左右） 終渣 TFe

55、及渣中氧化鐵： 終渣量：先計算無鐵渣量，然后計算含氧化鐵渣量。（約10.7kg/100kg鐵水左右） 礦石及煙塵中的鐵及氧： 礦石帶入體系的鐵全部還原為金屬鐵，氧提供煉鋼過程氧化 劑。 煙塵帶走鐵和煙塵的鐵氧化消耗的氧。 煉鋼物料平衡和熱平衡 爐氣成分、重量和體積：包括 CO、 CO2、 H2O、 SO2 和自由氧的體積及氮氣體積。 氧氣消耗量及體積：包括氧化消耗（扣除物料帶入的 氧及脫硫產(chǎn)生的氧）、過剩的自由氧和帶入的氮氣。 鋼液重量：扣除氧化損失、噴濺損失、煙塵損失和渣 中帶鐵損失，計入礦石帶入鐵量。求出鋼水收得率。 未加廢鋼時的物料平衡 未加廢鋼時的物料平衡 項目 kg % 項目 kg

56、% 鐵水 100 86.31% 鋼水 92.552 80.04% 石灰 4.668 4.03% 爐渣 10.663 9.22% 螢石 0.5 0.43% 爐氣 10.453 9.04% 輕燒白云石 1.5 1.29% 噴濺 0.2 0.17% 礦石 1 0.86% 煙塵 1.5 1.30% 爐襯 0.1 0.09% 渣中鐵珠 0.266 0.23% 氧氣 8.088 6.98% 合計 115.856 100.00% 合計 115.634 100.00% 計算誤差： （115.856-115.634)/115.856 = 0.19% 支出收入 煉鋼過程的熱平衡 煉鋼過程的熱平衡 基本數(shù)據(jù) 物料平

57、均熱容及熔化潛 熱 入爐料溫度和產(chǎn)物溫度 生鐵 鋼 爐渣 礦石 煙塵 爐氣 固態(tài)，k J / k g . K 0.745 0.699 1.045 1.047 0.996 液態(tài)，k J / k g . K 0.837 0/837 1/248 熔化熱，k J / k g . K 218 272 209 209 209 氣態(tài)熱容，k J / k g . K 1.137 鐵水 廢鋼 其它原料 爐渣 爐氣 煙塵溫度， 1300 25 25 出鋼溫度1 0 - 1 5 1450 1450 煉鋼過程的熱平衡 元素降低鐵熔點的值 煉鋼反應(yīng)熱效應(yīng) 煉鋼過程的熱平衡 元素降低鐵熔點的值 煉鋼反應(yīng)熱效應(yīng) 氧化反應(yīng)：

58、 C、 Si、 Mn、 P、 Fe的氧化熱 效應(yīng) 成渣反應(yīng)： 2CaOSiO2， 4CaOP2O5 分解反應(yīng)：碳酸鈣和碳酸鎂的分解 Si Mn P S 含量范圍 30 爐頂壓力 (kPa) 4000 3000 2500 2000 1200 750 300 爐容級別 (m3) 煉鐵車間設(shè)計 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的確定 高爐主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)包括高爐有效容積利用系數(shù)、綜合焦 比、噴煤比、爐頂壓力、風(fēng)溫、年工作日及高爐一代壽命等， 根據(jù) 高爐煉鐵工藝設(shè)計技術(shù)規(guī)定 如下表，高爐年工作日 定為 350天。 高爐的冶煉強度通常在 0.9 1.1范圍。 爐容級別 (m3) 300 750 1200 2000 2500

59、 3000 4000 年平均利用系 數(shù)， t/(m3d) 1.8 1.9 2.0 2.1 年平均綜合焦 比， kg/t 590 570 550 490 富氧 24%時的 噴煤量， kg/t 130 140 150 高爐一代壽命 （ 年 ） 6.5 8 9 10 煉鐵車間設(shè)計 工廠規(guī)模 高爐容積及座數(shù)的確定 高爐容積是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的生鐵年產(chǎn)量、年工作日、 高爐利用系數(shù)、生鐵品種及高爐座數(shù)確定的。設(shè)計任務(wù)書通 常給出制鋼生鐵和鑄造生鐵的年產(chǎn)量，此時應(yīng)該將鑄造生鐵 折算成制鋼生鐵。折算系數(shù)如下表： 鐵種 含 Si， % 折算系數(shù) 制鋼鐵 鑄造鐵 Z15 Z20 Z25 Z30 Z35 1.2

60、51.75 1.752.25 2.252.75 2.753.25 3.253.75 1 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 煉鐵車間設(shè)計 如果設(shè)計任務(wù)書只給出了鋼錠產(chǎn)量和外運生鐵產(chǎn)量，則需根 據(jù)金屬平衡及煉鋼工藝確定生鐵產(chǎn)量。 已知鋼錠產(chǎn)量時，首先算出鋼液消耗量。 一般單位鋼錠消耗系數(shù)為 1.051.020，單位連鑄坯的消 耗系數(shù)為 1.0501.055。單位鋼液消耗的生鐵量取決于煉 鋼方法、爐容大小及廢鋼消耗量。 根據(jù)鋼液量算出生鐵消耗量 轉(zhuǎn)爐不加廢鋼時生鐵消耗量為 1.051.10t/t鋼 配入 17%的廢鋼時，生鐵消耗量為 0.870.91t/t鋼。 此外，還需加上本廠機修

61、、鑄造等單位需要的自用 生鐵（如鋼錠模用生鐵）。 煉鐵車間設(shè)計 煉鐵廠高爐總?cè)莘e =生鐵年產(chǎn)量 /年工作日 /高爐有效容積利用系數(shù) ，（ m3） 單座高爐爐容 =煉鐵廠高爐總?cè)莘e /煉鐵廠高爐座數(shù) ，（ m3） 根據(jù)國家最新規(guī)定，不允許建設(shè)小于 1000m3的高爐，目前世界最 大高爐 6000m3，其對原燃料要求 很高，所有我們通常取高爐容 積在 1000 5000m3范圍。 高爐座數(shù) 通常，考慮煤氣平衡與金屬平衡，新建煉鐵廠高爐座數(shù)取 23座。 煉鐵車間設(shè)計 高爐車間平面布置及運輸 對于大、中型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的煉鐵車間，平面 布置主要考慮貯礦場、貯礦槽、上料系統(tǒng)、高爐本體 及出鐵場、水渣處理

62、系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)、煤氣處理系 統(tǒng)、鑄鐵機、鐵水罐修理庫、碾泥機室等的建筑物、 構(gòu)筑物和工藝設(shè)備的布置，考慮車間運輸方式及鐵路、 公路等的布置。 平面布置應(yīng)該遵循的原則 足夠的運輸能力 ： 1000m3高爐運輸量為 8000 10000噸。 布置緊湊 ：節(jié)省土地和投資， 盡可能共用某些設(shè)備。 位置適當(dāng) ： 如鑄鐵機、生鐵塊倉庫、鐵水罐修理庫通常位于 通向煉鋼廠的方向 應(yīng)該考慮到高爐大修、擴建時，施工作業(yè)及其運輸不應(yīng)該妨 礙其它高爐的生產(chǎn)及運輸。 煉鐵車間設(shè)計 主要的平面布置方式 一列式布置： 圖 6-1 煉鐵廠一列式平面布置 煉鐵車間設(shè)計 并列式布置： 圖 6-2 煉鐵廠并列式平面布置 （ 圖注

63、號同圖 6-1) 煉鐵車間設(shè)計 島式布置： 圖 6-4 煉鐵廠半島式平面布置 煉鐵車間設(shè)計 半島式布置： 煉鐵車間設(shè)計 煉鐵廠的主要運輸方式 現(xiàn)代化大型高爐的運輸方式通常是：焦炭、燒結(jié) 礦、球團礦通過皮帶運輸進入礦槽，通過斜橋料車或 皮帶上料；生鐵通過鐵路運輸；爐渣沖水渣后，通過 皮帶、鐵路或汽車運出車間，干渣通常由汽車運輸； 輔助材料運輸采用公路或鐵路運入，粉塵及粉礦通過 皮帶、汽車或鐵路運出高爐車間。 煉鋼車間設(shè)計 根據(jù)車間的生產(chǎn)規(guī)模，車間的組成、各項作 業(yè)系統(tǒng)的工藝流程、車間的布置、廠房尺寸、 各跨間設(shè)備的數(shù)量及布置、合理的運輸方式等。 原則： 各工藝互不干擾； 物料流向順行； 運輸路線

64、暢通； 滿足生產(chǎn)需要，留有發(fā)展余地。 煉鋼車間設(shè)計 全連鑄轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的組成和布置 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間主要分為煉鋼部分和連鑄部分。 煉鋼車間主要包括以下作業(yè)： 鐵水預(yù)處理 鐵水、廢鋼供應(yīng) 轉(zhuǎn)爐吹煉 造渣劑和鐵合金供應(yīng) 鋼水爐外精煉 連鑄及鑄坯輸送 鋼水、爐渣的運輸 煙氣的凈化和回收 煉鋼車間設(shè)計 煉鋼車間主廠房的各跨： 裝料跨： 轉(zhuǎn)爐跨： 鋼水接受跨 澆注跨 切割跨 出坯跨等 輔助建筑： 渣處理間 鐵水預(yù)處理站 地下料倉 煉鋼車間設(shè)計 典型橫向全連鑄轉(zhuǎn)爐車間布置 爐渣間 主控室 加料跨 真空脫氣區(qū) 出坯跨 連鑄機 混鐵車區(qū) 轉(zhuǎn)爐跨 修包跨 切割跨 澆注跨 鋼水接受跨 操 作 室 廢鋼準(zhǔn)備 鐵水扒渣

65、爐外精煉區(qū) 散 裝 原 料 皮 帶 機 煉鋼車間平面布置 _模鑄 煉鋼車間平面布置 _模鑄 +連鑄 煉鋼車間平面布置 _全連鑄 煉鋼車間平面布置 _全連鑄 煉鋼車間設(shè)計 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間主廠房設(shè)計 主廠房布置： 加料跨、澆注跨在轉(zhuǎn)爐跨兩側(cè) 大型車間在轉(zhuǎn)爐跨和澆注跨之間設(shè)鋼水接受跨。 加料跨： 中部為爐前操作區(qū)（爐前平臺） 一側(cè)是鐵水系統(tǒng)作業(yè)區(qū) 另一側(cè)是廢鋼作業(yè)區(qū) 廠房高度：取決于吊車軌道面高度。主要取決于向轉(zhuǎn)爐兌鐵 水的操作要求。 煉鋼車間設(shè)計 煉鋼車間設(shè)計 轉(zhuǎn)爐跨： 轉(zhuǎn)爐位置的確定 轉(zhuǎn)爐在廠房縱向上的位置和轉(zhuǎn)爐中心距，中心距通常為 廠房基本柱距的整倍數(shù)。 轉(zhuǎn)爐中心線與廠房柱子的距離： L 轉(zhuǎn)爐耳

66、軸標(biāo)高：取決于轉(zhuǎn)爐最大回轉(zhuǎn)半徑和鋼包系統(tǒng)高 度。 轉(zhuǎn)爐工作平臺標(biāo)高： H2 其它平臺 爐口平臺 散狀料系統(tǒng)平臺 供氧系統(tǒng)平臺 副槍平臺 轉(zhuǎn)爐跨吊車軌面標(biāo)高：取決于更換副槍（或氧槍）。 副槍中心線與氧槍中心線距離： S1 煉鋼車間設(shè)計 連鑄跨：跨度和高度取決于連鑄機。 連鑄機總長： L 連鑄機高度： H 鋼水接受跨軌面標(biāo)高： H0 連鑄操作平臺標(biāo)高： h，低于結(jié)晶器頂面 0.30.4m。 連鑄機流間距和連鑄機中心距。 6.主體設(shè)備設(shè)計 高爐主體設(shè)備設(shè)計 煉鋼主體設(shè)備設(shè)計 高爐主體設(shè)備設(shè)計 高爐爐型設(shè)計 高爐內(nèi)襯 高爐冷卻器 高爐冷卻方式及給排水 高爐鋼結(jié)構(gòu) 高爐基礎(chǔ) 高爐爐型設(shè)計 爐喉 d1,h5. 爐身 h4, 爐腰 h3,D 爐腹 h2, 爐缸 h1,d ,hz,hf 死鐵層 h0 d1 D d h1 h2 h3 h4 h5 h0 Hu hf h z 圖 6.4.1高爐內(nèi)型尺寸表示法 高爐爐型設(shè)計 高爐爐型特點及對冶煉的影響 高爐爐型主要是適應(yīng)： 爐料下降過程在上部溫度上升體積增大； 在下部礦石融化成渣鐵體積收縮； 適應(yīng)煤氣上升過程溫度下降體積縮小， 高爐內(nèi)型為上下小，中間大的五段結(jié)