炼钢厂

　　炼钢厂的主要任务是将铁水脱硫、脱磷、脱碳和脱氧合金化，然后将钢水浇铸成钢坯。

　　炼钢厂的生产规模是指该厂年产原钢的数量，即合格钢锭或合格连铸坯或二者之和的年产量。但对于某一个炼钢厂来说，还应区分它的“生产能力”和“实际(或计划)产量”。当设备运转正常，无意外的外界因素影响时，二者实际上相同。但是由于市场因素或其他原因的影响，某些厂可能开工率不足，这样实际产量就会低于设备能力。

　　炼钢厂的产量是由企业钢材生产的需要决定的。企业的产品计划(即钢材产品的产量、品种、产品规格等)确定了加工工序和加工设备类型，再依照加工工序的要求来确定炼钢厂所应提供的铸坯或钢锭的质量与断面形状、尺寸，从而计算出按不同钢种所需供应的坯(或锭)的数量(吨)。这通常称为炼钢厂的产品大纲。

　　设计炼钢厂时首先应制定产品大纲(或称为设计的产品计划)，详细地列出所要熔炼的钢种，各钢种具有代表性的若干钢号；各钢号的产量及在总产量中所占的比例；各钢号铸成连铸坯(或钢锭)的断面形状与尺寸及定尺长度等。为了便于了解各钢种的生产流程，还应当说明各种铸坯(或钢锭)送往哪一个后步加工工序，这样就可使炼钢厂的产品品种、产量、所占比例和去向十分清楚地表述出来。

　　1．炼钢厂设计的依据

　　炼钢厂设计的依据是甲方或厂家提出的经政府有关部门核准的设计项目建议书，它可能是整个钢铁企业设计内容的一部分，也可能是单独的一个炼钢厂。此外，对于炼钢厂中部分设施，如炼钢炉炉体、连铸机等单项工程，也可单独设计。另外，炼钢厂设计的依据，除了项目建议书外，有一些依据需由相邻专业提供，例如对于转炉全连铸钢厂设计来说，主要包括：

　　(1)炼钢的生产规模(万t／a)，要注明一期和二期，或者是否要留有未来发展的余地。

　　(2)产品的品种，包括钢种和产品尺寸形式(此项可由轧钢专业按总任务书转提)。

　　(3)铁水成分，包括铁水中C、Si、Mn、P、S等元素的含量，以及V、Ti、Nb等微量元素的含量(此项可由炼铁专业按总任务书转提)。

　　(4)氧气转炉的容量和座数(委托单项转炉设计时要说明，做全车间设计时可作指定；如果转炉是在现有厂房内的改造项目，则尚需提供转炉周围的厂房尺寸和图纸)。

　　(5)连铸机浇铸的各种连铸坯断面尺寸、单机的生产能力、要求的连铸机流数和台数、要求的连铸机类型(如弧形多点矫直，立弯弧形多点矫直等)和基本半径。如果连铸机是在现有厂房内增建或改建项目，则需提供连铸机周围的厂房尺寸和图纸。

　　(6)对于转炉全连铸炼钢厂整体设计，需提供到达车间的基本原料(石灰、萤石、富铁矿、氧化铁皮等)的成分和粒度，废钢(尤其是外供废钢)的类型和品质，可供应的各种能源的状况，可供耐火材料(主要是炉衬材料)的类型和品质等，并且提出这些物品的运输方式。

　　(7)对于转炉全连铸炼钢厂整体设计，甲方或厂家的有关具体要求，如采用新技术的水平，已有配套辅助设备的利用，投资的使用和限定，要求选用的有关配套设备如混铁车容量和炉外精炼的类型等，以及该地区的有关风俗习惯等。

　　(8)我国现有的有关工业建设和生产的法律、制度和规定等，尤其是关于钢材的质量品种标准、环境保护法、能源政策、劳动保护法及冶金建设的规定等，必须严格遵守和认真执行。

　　2．炼钢厂设计的目的和基本内容

　　炼钢厂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、技术经济指标，以及可能的工程建设进度计划。设计中所拟定的劳动人员编制和建设投资估算与概算，是企业招工定额、建立人员编制和申请拨付投资或贷款的依据。

　　炼钢车间设计一般应包括下列各项基本内容：

　　(1)车间工艺设计；

　　(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)给水、排水(包括污水处理)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)环境保护与安全卫生设计。

　　显然上述众多设计内容应由各种专业设计人员共同协作完成，各专业之间形成一个完整的综合体，不同专业为一共同目的而互相协作，密切配合，并由该项目的总设计师(项目总负责人)组织、协调各方面的设计工作，完成共同的任务。

　　一个钢铁厂的设计工作(或单一的炼钢车间的设计工作)是一种多专业合作的集体创作过程，钢铁冶金专业人员所负责完成的是车间工艺设计部分。概括地说，工艺设计的任务是确定主体工艺流程，选定各项生产设备(主体设备的选型或设计)，解决生产车间各组成部分的布置问题。

　　3．车间工艺设计的任务

　　车间工艺设计的任务是以设计任务书为依据，对下列各项内容完成较详细的设计与计算，编制设计说明书，绘制相应的图纸：

　　(1)制订详细的产品方案(产品大纲)；

　　(2)根据不同钢种，制订生产工艺大纲；

　　(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、热力、土建、通风、照明、设备制造及总图运输等各专业设计所需要的资料；

　　(7)计算各项原材料的消耗量，计算炼钢到浇注生产过程的各项技术经济指标；

　　(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。

　　由上述各项可见，工艺设计部分是决定一个厂(或车间)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。因此，设计者必须根据设计任务书所提出的要求，严格按照设计工作所应遵循的程序，既避免繁琐，又不可简略草率，保证设计工作的质量。

　　为解决总体开发方案和建设总体部署等重大问题，需进行总体规划或总体设计。

　　一般建设项目的设计分为初步设计和施工图设计两个阶段。技术复杂而又缺乏设计经验的专业工程，可以在施工图设计前增加技术设计，然后在此基础上编制施工图设计。

　　(1)制订方案设计文件，它的目的是满足编制初步设计文件和控制概算的需要。

　　大中型建设工程的方案设计是在核准的立项文件的基础上，对建设项目进行总体部署和安排，使设计意图具体化，细化总平面布局、功能分区、总体布置、空间组合、交通组织等；细化总建筑面积等各项技术经济指标。

　　(2)初步设计的目的是为了满足编制施工招标文件、主要设备材料订货和编制施工图设计文件等的需要。简言之，就是要做到六定：定规模、定设备、定方案、定总体、定定员和定投资。对于建设一个炼钢厂，在做出的初步设计报告中，首先应阐述设计依据，然后介绍钢厂的规模和产品的方案，生产的工艺流程，生产设备容量及其基本参数，车间厂房的组成和基本尺寸，各项生产和原材料及能源的消耗指标，设计成本和投资总概算，人员配备，各项工艺设备的性能和所需数量及其重量，车间平面图，车间纵横剖面图，车间内各层平台平面图，炼钢炉炉型及连铸机辊列图等。此外，还包括有关辅助专业的介绍，如燃气、氧气、热力、供排水、仪表、电力、通风、机械化、技术经济和土建等。

　　(3)施工设计的目的应当满足设备材料采购、非标准设备制作和施工需要，并注明建设工程合理使用年限。设计出进行施工所需的各种工艺施工图纸，如车间平面与剖面总图、炉型及砌砖图、吹氧喷头图和中间包砌砖图等，主要是为有关专业的施工图提供工艺条件和要求。

　　炼钢厂最为常见、危害最大的安全事故主要是高温熔融物遇水爆炸和烫伤。

　　1．防爆安全措施

　　钢水、铁水、钢渣等高温熔融物与水接触就会发生爆炸。当lkg水完全变成蒸汽后，其体积要增大约1500倍，破坏力极大。

　　炼钢厂因为熔融物遇水爆炸的情况主要有：转炉、平炉氧枪，转炉的烟罩，连铸机的结晶器的高、中压冷却水泄漏，穿透熔融物而爆炸；炼钢炉、精炼炉、连铸结晶器的水冷件因为回水堵塞，造成继续受热而引起爆炸；炼钢炉、钢包、铁水罐、中间包、渣罐漏钢、漏渣及倾翻时发生爆炸；往潮湿的钢包、铁水罐、中间包、渣罐中盛装钢水、铁水、液渣时发生爆炸；向有潮湿废物及积水的罐坑、渣坑中放热罐、放渣、翻渣时引起的爆炸；向炼钢炉内加入潮湿料时引起的爆炸；铸钢系统漏钢与潮湿地面接触发生爆炸。

　　防止熔融物遇水爆炸的主要措施是，对冷却水系统要保证安全供水，水质要净化，不得泄漏；物料、容器、作业场所必须干燥。

　　转炉和平炉是通过氧枪向熔池供氧来强化冶炼的。氧枪系统是由氧枪、氧气管网、水冷管网、高压水泵房、一次仪表室、卷扬及测控仪表等组成，如使用、维护不当，会发生燃爆事故。氧气管网如有锈渣、脱脂不净，容易发生氧气爆炸事故，因此氧气管道应避免采用急弯，采取减慢流速、定期吹扫氧管、清扫过滤器脱脂等措施防止燃爆事故。如氧枪中氧气的压力过低，可造成氧枪喷孔堵塞，引起高温熔池产生的燃气倒灌回火而发生燃爆事故。因此要严密监视氧压，一旦氧压降低要采取紧急措施，并立即上报；氧枪喷孔发生堵塞要及时检查处理。因误操作造成氧枪冷却系统回水不畅，枪内积水汽化，阻止高压冷却水进入氧枪，可能引起氧枪爆炸，如冷却水不能及时停水，冷却水可能进入熔池而引发更严重的爆炸事故。因此氧枪的冷却水回水系统要装设流量表和压力表，吹氧作业时要严密监视回水情况，要加强人员技术培训，增强责任心，防止误操作。

　　2．烫伤事故的预防

　　铁、钢、渣的温度达1250～1670℃时，热辐射很强，又易于喷溅，加上设备及环境温度高，起重掉运、倾倒作业频繁，作业人员极易发生烫伤事故。防止烫伤事故应采取下列措施：定期检查、检修炼钢炉、混铁炉、混铁车及钢包、铁水罐、中间包、渣罐及其吊运设备、运输线路和车辆，并加强维护，避免穿孔、渗漏，以及起重机断绳、罐体断耳和倾翻；防止铁水、钢水、渣等熔融物与水接触发生爆炸、喷溅事故；过热蒸汽管线、氧气管线等必须包扎保温，不允许裸露；法兰、阀门应定期检修，防止误操作；搞好个人防护，上岗必须穿戴工作服、工作鞋、防护手套、安全帽、防护眼镜和防护罩；尽可能提高技术装备水平，减少人员烫伤的机会。

　　此外，炼钢厂房结构和作业环境对有效地避免和预防生产安全事故的发生也有相当重要的影响。在设计施工炼钢厂房时，应考虑其结构能够承受高温辐射；具有足够的强度和刚度，能承受钢包、铁水罐、钢锭和钢坯等载荷和碰撞而不会变形；有宽敞的作业环境，通风采光良好，有利于散热和排放烟气，并充分考虑人员作业时的安全要求。