炼钢厂房布置
炼钢厂房屋面管道支架设计
炼钢厂房屋面管道支架设计摘要：炼钢厂房中，冶炼车间的电炉、转炉、平炉等都产生大量的粉尘，采用通风除尘系统通过有组织的排风和送风达到控制粉尘扩散的目的；在炉子上方设置屋面烟罩，用风机将抽出的含尘空气通过管道经过除尘设备净化后排至室外。
除尘管道架设于厂房结构上，本文介绍和分析了炼钢厂房屋面管道支架和屋面管道支架处屋面构件的结构布置和计算，供结构设计人员参考。
关键词：管道支架；屋面；炼钢厂房；支架设计炼钢厂房屋面管道支架是炼钢项目钢结构厂房设计中不可缺少的一项，它主要支承着设置于炼钢厂房屋面的各种除尘通风管道，用来承受管道的重量、管道因热胀冷缩产生的推力和积灰风雪地震等荷载。
1 屋面管道支架的布置和计算1.1 屋面管道支架的布置管道的固定点和活动点由管道专业提出，结构专业根据屋面结构的布置情况，和管道专业进行协调调整，以满足工艺的布置要求和屋面结构的传力要求。
屋面管道由于管径较大（直径约2~6m不等），数量不多，其支架多为独立式支架，即支架之间没有连系构件，利用管道自身刚度，将各自独立的管架联接起来。
屋面管道支架根据支架在管路上的作用不同可分为两种类型：固定支架，活动支架。
固定支架用来承受管道因热胀冷缩产生的推力。
在固定支架处，管道和管架之间不能发生相对位移；而活动支架，仅作为管道的支承，不约束管道的膨胀。
每一个管道区段，必须设置一个固定支架。
由于屋面上的除尘通风管道管径都比较大，固定支架一般做成四根柱且四个方向打上支撑的形式，柱脚铰接，需承受管道的水平推力、风荷载、竖向恒活荷载和地震力；屋面上的活动支架一般可分为刚性活动支架和半铰接活动支架两种形式。
刚性活动支架一般也做成四根柱且四个方向打个支撑的形式，柱脚铰接，需承受管道移动时的摩擦力、风荷载、恒活荷载和地震力；半铰接活动支架一般做成两根柱且打上支撑（沿管道径向）的形式，仅承受竖向恒活荷载和风荷载，需借助管道作为轴向支点。
典型的固定支架和活动支架示意图如图1所示。
转炉炼钢主厂房柱系统设计
0引言炼钢主厂房由柱系统、吊车梁系统、屋面系统及墙架系统组成基本承重结构，每榀之间由屋面构件、屋面支撑及其它纵向构件（如托架、吊车梁、纵梁等）相互连接在一起，形成实际上的空间结构体系。
炼钢主厂房分高跨框架和低跨排架两部分，高跨框架部分厂房比较高、工艺复杂；低跨排架部分吊车吨位大，轨顶较高，根据工艺要求，厂房多处抽柱，其结构形式比较复杂。
柱系统是炼钢主厂房结构最重要的承重构件，屋面荷载、吊车荷载、风载及地震荷载均由柱系统传给基础，所以柱系统设计在炼钢厂房设计中是至关重要的。
通常要根据工艺要求进行柱网布置，厂房多处抽柱，大柱距是炼钢主厂房结构重要特点，增加了柱系统的设计难度。
以下结合某炼钢主厂房二期工程实例，详细分析柱系统设计难点、设计时应注意的问题，并得出一些结论。
1工程概况本工程为某炼钢主厂房柱系统二期工程，需要根据工艺资料进行柱网布置，根据吊车资料进行柱系统设计，还应考虑与一期已有结构的衔接。
厂房结构形式采用格构式钢柱，平行弦钢屋架（按12m 布置），横向天窗，柱基础为现浇钢筋混凝土独立柱基础。
本工程柱网布置复杂，包括加料跨等8跨（横向排架示意图见图1），厂房多处抽柱，柱距有6m 、12m 、18m 、24m ，吊车起重量大，最大达350吨；吊车轨顶高，最高达47.5m （吊车资料及各跨详细参数见表1）。
屋面荷载复杂，除常规荷载外，在C-D 轴间的05-06轴线间的屋面设精炼事故水箱，水箱重约160吨，并设水箱间，其平面尺寸为10×12×6m （长×宽×高）；在E-F 轴跨间的05-06轴线间的屋面设板坯事故水箱，水箱重约1100吨，并设水箱间，其平面尺寸为17×24×7m （长×宽×高）。
水箱间结构形式为门型刚架，柱生———————————————————————作者简介:石文涛（1980-），男，辽宁人，本科，中级，结构工程师，研究方向为建筑结构设计。
炼钢设备及车间设计重点
1.炼钢厂设计的目的和基本内容有那些？答：设计的目的是要建设新的生产厂，扩建或改建旧有企业使之更适合国民经济发展的需要，提高产量和质量，改善生产环境。
设计的任务是要对建设单位作出技术与经济的详细规划，确定企业的生产经济状况（1）车间的工艺设计（2）车间机械设备设计（3）供电设施设计，电讯系统设计，照明设计（4）给排水设计（5）厂房通风与局部的采暖通风设计（6）厂房与设备基础及其他构筑物设计（7）环境保护与安全卫士设计2.车间工艺设计由那些内容，它在整个炼钢厂设计中起什么作用？答：车间工艺设计的任务是以设计任务书为依据，对下列各项内容进行详细的设计与计算，编制设计说明书，绘制相应的图纸。
（1）制定详细的产品方案（产品大纲）（2）根据不同钢种，制定生产工艺大纲（3）主体设备的选型，确定设备数量型号等（4）选择各种辅助设备，提出非标准设备的设计工艺要求（5）设计并绘制车间的工艺布置平面图与剖面图（6）提供水、电及总图运输等专业设计所需要的资料（7）计算各项原材料的消耗量，计算炼钢——浇注生产过程中的各项经济技术指标（8）编制劳动定员计划（9）钢锭（坯）生产成本计算或提出成本计算的技术资料，提出进行技术经济分析所需要的资料作用：工艺设计部分是决定一个厂面貌的主要因素，是决定和影响其他专业设计的前提条件。
正确进行工艺设计便成为完成设计任务，保证设计质量的关键。
3.顶底复吹转炉底部供气构件有哪些类型，各有何特点？答：目前常用的供气构件主要有以下三类：透气砖、喷嘴、类环缝管式喷嘴①透气砖：早期透气砖的主要缺点是砖的致密性差，寿命低，气流通过的阻力大。
组合式透气砖致密度增加，寿命提高，但气流分布不均匀，目前多采用高压成型透气砖。
②喷嘴：有单管式、套管式、和实心环缝式三种。
单管式喷嘴供气量调节范围小。
生产过程中，当气流出口速度低于音速时，容易引起气流脉动，造成间断式供气，从而导致喷嘴粘结，甚至灌钢。
此外，出口气流后坐力大，会加速炉底耐火材料的毁损。
炼钢炉渣间厂房改造工程(副本)
炼钢炉渣间厂房改造工程施工综合措施钢炉渣间厂房改造项目部目录一．工程名称： (2)二．工程地点： (2)三．施工工期： (2)四．工程目标： (2)五．工程概况： (2)六．施工部署： (3)1.平面布置 (3)2.施工布置 (5)3.施工流程： (5)4.工程特点： (6)七、工程项目内容： (6)1.拆除工程： (7)2.安装工程： (8)3.电气安装 (14)4.除锈防腐工程： (22)八.施工措施 (23)九．质量保证体系 (26)1.质量检查的组织机构 (26)2.质量检查顺序 (27)十．确保安全生产、安全施工的技术及组织措施 (29)1.安全生产目标 (29)2.安全施工保证措施 (29)3.独立设置管理机构健全安全保证体系 (29)4.健全安全管理制度完善安全考核机制 (30)5.强化现场监督管理消灭安全事故隐患 (31)6.强制性管理条例： (33)一．工程名称：钢炉渣间厂房改造工程；二．工程地点：炼钢厂房北；三．施工工期：90天四．工程目标：1.质量：工程交验一次合格率100%，创优质工程；2.安全：一般安全事故为零，一般火灾事故为零；3.工期：兑现率100%；五．工程概况：三练钢炉渣间厂房改造工程是一项在线改造工程，生产施工同时进行，该工程建筑面积8646㎡，分主厂房和附跨，主厂房、附跨行列12个轴线11跨每跨24m。
纵列主厂房单跨27m，附跨单跨5.75m，主厂房檐口高27m，厂房高度最高点达33m，附跨高6m左右，内置500t行车3台，为钢结构外置彩板瓦封闭建筑。
（一）该工程的改造项目：①钢结构项目拆除：原厂房天窗、屋盖、屋架纵向列墙瓦、檩条、雨棚；在新制作屋架、天窗、雨棚、雨搭支撑、走台板栏杆安装新设计各构件；②防腐项目：按设计要求保留构件表面进行除锈、刷油，质量达到设计要求；③土建项目：对原厂房钢柱脚进行除锈、刷油后，用C10砼按设计要求进行柱脚包裹；④电气项目：按设计要求更换配箱，对原有电缆在甲方配合下进行检测，发现需要更换的按甲方要求实施；⑤机械项目：电葫芦按设计进行拆除，检测发现问题与甲方联系，按甲方意见进行处理后，重新安装在新单轨上；各项目质量标准应达到各专业GB要求。
厂房通风标准
厂房通风、除尘标准1 厂房通风标准1.1 炼钢车间、烧结车间、轧钢车间、发电主厂房、钢渣处理车间等放散热、有害物质的建筑物，必须采用全面通风，当全面通风不到卫生标准要求时，应辅以机械通风。
1.2 在厂房自然通风设计中，必须合理协调进、排气口面积，力求进气口面积大于等于排气口面积。
1.3 厂房的设计必须克服进气短流问题。
轧钢、炼钢车间厂房设置在厂房吊车轨面以上的高侧窗，不宜设计为开启窗，宜采用造价低廉的固定式采光带，但是考虑到吊车检修时操作人员的换气需要，尚须每隔一定距离在该采光带上设置一个换气口。
1.4 对于金工车间、制作车间、维修车间等辅助车间。
两跨及以下厂房，可以利用高侧窗进行通风换气，多跨厂房则必须结合采光需要，设置足够的天窗，以解决通风换气及采光问题，同时应在屋面上设置隔热措施。
1.5 厂房的主进风面宜布置在东侧。
当放散有粉尘或有害气体时，在其背风侧的空气动力阴影区内的外墙上，应避免设置进风口。
屋顶处于正压区时应避免设排风天窗。
1.6 当进风口中心高于2.0m时，应考虑进风效率降低的影响；当车间内有工艺或通风等机械排风时，应考虑自然通风量的减少和对室内余压的影响。
1.7 为保证热车间自然通风的稳定性，在计算自然通风时仅考虑热压作用。
在进风口以上的建筑物周边宜设外围护结构，防止横向气流对热压通风的不利影响，仅在有行车平台的部位设置适量的上侧窗，以利其通风。
1.8 轧钢、炼钢等热加工车间，厂房通风均应采用避风天窗。
1.9 稀油站、液压站等应设置机械通风，进风口处应采用空气过滤器。
1.10 当建筑物一侧与较高建筑物邻接时，为了防止避风天窗或风帽倒灌，其各部尺寸，应符合图1-1和表1-2的要求。
图1-1 避风天窗或风帽与建筑物相关尺寸（a）避风天窗与建筑物的相关尺寸；（b）风帽与建筑物的相关尺寸表1-2 避风天窗或风帽与建筑物的相关尺寸注：当Z/a＞2.3时，建筑物的相关尺寸可不受限制。
1.11 厂区的建筑群布置应采用自由式或行列式，防止庭院式布置。
炼钢工程主厂房建筑施工要求
炼钢工程主厂房建筑施工要求
1、厂房宜采用钢结构形式，结构设计应符合国家现行标准的有关规定。
2、厂房建筑、结构平面布置及内部空间应满足生产工艺及设备检修的要求。
3、厂房围护结构应满足生产工艺及节能、采光的要求。
4、厂房应合理设置通风天窗和竖风井。
北方地区通风天窗宜采用可启闭的方式，南方地区宜采用常开方式。
5、主厂房各跨起重机轨道两侧与厂房两端山墙处应设贯通的安全走道，并应在高于或等于主工作平台的厂房柱间配置连通各跨与各主要工作平台的参观通道。
6、各跨厂房屋面应配置起重机的检修设施。
7、电炉跨电炉区域车间屋面宜采用全密闭结构，在电炉上空应设置屋顶罩。
8、主厂房的门洞尺寸应满足废钢料篮、炉壳、变压器等大型设备通过，并应留有不小于600mm的安全净空。
9、车间宜采用混凝土地坪，各跨地坪上应设置带有鲜明标志的人行安全走道。
10、对于发生触电危险的区域，应采取设置防护遮拦或其他防触电措施。
11、厂房柱基础形式和地基方案应综合考虑场地工程地质、水文地质、周围环境、施工条件以及基础荷载等因素确定。
12、厂房柱基础的承载力和地基变形设计应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。
炼钢安全规程
《炼钢安全规程》AQ2001-2004Safety regulations for steel-making 自2005-3-1 起执行目次前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4安全管理5厂（车间）位置的选择与布置5.1厂（车间）位置的选择5.2厂（车间）的布置6厂房及其内部建、构筑物6.1厂房6.2建、构筑物7原材料7.1散状材料7.2废钢7.3铁水贮运和预处理设施8炼钢相关设备8.1铁水罐、钢水罐、中间罐、渣罐8.2铁水罐、钢水罐、中间罐烘烤器及其他烧嘴8.3地面车辆8.4起重设备8.5外部运输设备8.6其他设备9氧气转炉9.1设备与相关设施9.2生产操作10电炉10.1设备与相关设施10.2生产操作11炉外精炼11.1设备与相关设施11.2生产操作12钢水烧注12.1钢包准备12.2模铸12.3连铸12.4钢锭（坯）处理13动力供应与管线13.1供电与电气设备13.2动力管线13.3给排水13.4氧气13.5乙炔13.6燃油管道及煤气管道14炉渣15修炉15.1拆炉15.2修炉作业施工区要求15.3转炉修炉15.4电炉修炉15.5其他前言本标准是依据国家有关法律法规的要求，在充分考虑炼钢生产工艺的特点（除存在通常的机械、电气、运输、起重等方面的危险因素外，还存在易燃易爆和有毒有害气体、高温热源、金属液体、炉渣、尘毒、放射源等方面的危险和有害因素）的基础上编制而成。
本标准对炼钢安全和平问题做出了规定。
本标准由国家安全生产监督管理局提出并归口。
本标准起草单位：武汉安全环保研究院、北京钢铁设计研究总院、首钢总公司。
本标准主要起草人：张喆君、李晓飞、宋华德、万成略、张六零、陈克欣、王红汉、冯伟、刘洪军、聂岸、周豪、邵建荣。
炼钢安全规程1范围本标准规定了炼钢安全生产的技术要求，本标准适用于炼钢厂的设计、设备制造、施工安装、生产和设备检修。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
炼钢车间设计
北京科技大学设计说明书
1.转炉计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 31 1.1 炉型设计及计算，划出炉型纵剖面图„„„„„„„„„„„„ 31 1.2 炉衬材质选定及其钢板的选定„„„„„„„„„„„„„„„ 33 1.3 校核转炉的高径比„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 34
3.连铸机设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 37 3.1 连铸坯断面„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 37 3.2 连铸机主要工艺参数的确定„„„„„„„„„„„„„„„„ 37 3.3 连铸机生产能力„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 39 3.4 结晶器选型及主要参数的选定„„„„„„„„„„„„„„„ 40 3.5 二冷系统的支撑和冷却方式及主要参数的选定„„ „„„„„„40 3.6 拉坯矫直装置的选定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 42 3.7 铸坯切割设备及切割区长度的选定„„„„„„„„„„„„„ 42
送入小方坯连铸机保护浇注，出坯后热装热送。
表 1-2 45 号钢国标化学成分
元素
%C
%Si
%Mn
%P
%S
成分范围
0.42-0.50 0.17-0.37 0.50-0.80 ≤0.035 ≤0.035
45 钢 属 中 碳 钢 ，碳 是 影 响 其 性 能 的 关 键 元 素 ，也 是 炉 前 控 制 的 难 点 。
2.浇注系统设备及其计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 46 2.1 钢包容量、数量和钢包车的选定„„„„„„„„„„„„„„ 46 2.2 钢包载运装置的选定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 46 2.3 中间包型式、配置及主要工艺参数的确定„„„„„„„„„„ 47
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炼钢厂房布置
1冶炼与浇注厂房内生产大量热量及有害气体、烟尘，设计应考虑良好的通风散热与采光条件；转炉、电炉、铁水贮运与预处理、精炼炉、钢水浇注等热源点上方，应有良好的通风道；热源点周围的建、构筑物应考虑高温影响，采取相应的隔热防护措施。
2厂房结构应考虑风、雨、雪、灰等动（静）载荷及各种自然因素影响，主厂房屋面四周应设栏杆，并在适当位置设置清扫通道等；厂房应合理布置登上屋面的消防梯与检修梯。
3转炉与电炉冶炼跨，应采取炉子高架式布置厂房；容量50t以上的炼钢车间，主要跨间的厂房宜采用钢结构；炼钢主厂房的布置形式及各跨间参数的确定，应符合YB9058的要求。
4炼钢主厂房，地坪应设置宽度小于1.5m的人行安全走道，走道两侧应有明显的标志线；主厂房及其他中、重级工作类型桥式起重机的厂房，应设置双侧贯通的起重机安全走道，轻级工作起重机厂房，应设单侧贯通的安全走道，走道宽度应不小于0.8m。
5炼钢主厂房，应设置贯通各跨间，并与各跨间进出口及主工作平台相通的参观走廊，其宽度不小于1.5m。
6厂房内地坪应高于厂房外地坪0.3m以上，厂房内地面运输车辆的轨道面应与地坪面一致。
7桥式起重机司机室与摩电道，原则上应相对布置；若两者位于同一侧，则应有安全防护措施。
8应根据设计规定的安全标志设置要求和实际生产情况，在厂房内生产作业区域和有关建筑物适当部位，设置符合标准规定的安全标志。
9厂房、烟囱等高大建筑物及易燃、易爆等危险设施，应按国家标准安装避雷
设施。