冶金辅助设备的基本原则.doc

冶金辅助设备的基本原则冶金辅助设备的选用与设计钢铁厂涉及的辅助设备类型非常多，不过大都是定型产品，在设计中主要是选用好。A选用辅助设备的基本原则(1)满足生产过程的要求。例如高炉的鼓风机，其风压与风量必须满足所需的风量鼓入炉内，同时风量风压的特性工作曲线应满足高炉冶炼的基本要求。如果对设备的能力选择不够，比如收尘过程的抽风机抽第五代充值软件下载力不够，便不能保证收尘设备在负压下工作，造成含尘烟气外逸，从而恶化了车间的劳动条件，并污染了环境。(2)适应工作环境的要求。钢铁厂的各个车间多数设备往往是在高温与含尘气体下工作，因此选用的辅助设备，在许多情况下要求设备具有耐高温与耐磨损的能力。(3)选用设备的能力应是在满负荷条件下运转。要求在设计计算过程中准确地提出容量数据，但钢铁厂的生产过程是连续的，为了在计划检修和发生临时故障时能保证连续生产，设备的能力应根据情况适当放大。(4)满足节能的要求。选用的辅助设备大都是电力拖动，设备所需功率必须认真算好，绝不可用大功率电动机带动小生产率设备，应该使电动机在接近满负荷的条件下工作。由于钢铁生产过程的复杂性，对选用设备还会有许多特殊的要求，应该根据具体条件慎重选用。B选用设计辅助设备的基本方法由于冶金工厂使用的辅助设备种类繁多，以下面二例简单说明选用设计方法。(I)机电设备。机电设备应选用定型产品，是从产品目录上选用。在设计时要计算出所需设备的容量或生产能力，然后从产品目录上选用额定容量与生产能力符合的类型设备及数量。这类设备包括有电力设备、起重运输设备、泵与风机等。但是有些设备选用好之后，设计者还应根据配置设计的要求，绘制设备安装图，如皮带运输机。(2)矿仓与料斗。冶炼厂一般在单位时间内处理的物料量大，同时又是连续生产，所以物料的储备是很重要的。这类设备一般需要进行设计，考虑的主要因素是储存时间与储备量、物料的特性等。储存时间的长短，对于厂外原材料应考虑供应者的地点、生产条件及运至厂内的交通情况；对于厂内的物料，则应考虑设备的生产情况和班组生产的需要量。C有特殊要求的辅助设备的设计有许多冶金过程往往对辅助设备有特殊要求，如高温含尘烟气用的排风机。这些设备本是定型产品，但是所属型号的特性不能满足冶金生产过程的要求。这样一来，在冶金工厂的设计中要对这些设备进行初步设计，提出具体要求向生产厂家定货。D钢铁厂专门使用的辅助设备设计钢铁厂所用的干燥窑，高温含尘烟气的冷却与收尘设备等，对于整个钢铁生产过程来说，它们应该是起着辅助作用。但是这些辅助设备往往是由冶金设计者进行设计，由工厂自己生产安装，因此在设计时应绘出施工图来，与非标准冶金主体设备的设计相同非标准件设计非标准件一般系指无固定外形和规格的、用于连接设备的焊接件，如各种钢壳体、溜槽、料斗、风管、罩子、钢烟囱、阀门、支架以及钢梯，炼铁高炉的风口、渣口、铁口、冷却壁，热风炉的炉算子、陶瓷燃烧器等等。钢铁厂的非标准件，在设计、加工制作和安装方面的工作量也是比较大的，它与工艺流程关系十分紧密，一般都是由工艺专业完成。为保证施工、安装和生产的顺利进行，给非标准件的设计以应有的重视是必要的。非标准件的设计工作，一般应包括：外形尺寸的计算、材料结构的选择和设计制图等内容，并结合土建施工时允许误差，在非标准件设计时应予充分考虑、留有余地。钢铁厂设计基础需结合土建施工时允许误差，在非标准件设计时应予充分考虑、留有余地。钢铁厂土建设计概论在钢铁厂的设计中，土木建筑和钢结构的设计占有很大的比重。钢铁厂的建筑种类，从使用特点来分主要有：主要生产厂房、辅助生产厂房、生产管理以及生活设施等。钢铁厂的构筑物也种类繁多，比如钢结构、烟囱、通廊、支撑管线、高位建筑支架、储存和处理各种原材料的槽、池、球、罐、仓、柜和塔等。我国钢铁厂的土建设计经历了三个阶段：第一阶段是20世纪50一60年代，由于缺少钢材普遍采用钢与混凝土组合结构和预应力混凝土结构；第二阶段为20世纪70年代，冶金建筑采用了新工艺、新技术、新设备，出现了大跨度、大柱距、大面积、超长度的大空间结构厂房；第三阶段为20世纪90年代至今，我国钢铁工业的迅速发展，导致了钢结构厂房的出现，其屋面、墙面、天窗和采光窗也采用了新型轻质材料，这不仅提高了工厂建筑的艺术形象也改善了工厂的内外空间环境。在钢铁厂的设计中，分工很细，土建设计由专业的土建工程师来完成，但其所需的基础资料如基础和构件的动静载荷、厂房的柱距、通风照明要求等，则需要工艺设计人员提出，共同协商确定设计方案。在土建设计中，应遵循国家的土建基本规则，如“数模制”、制图规范、常用术语等。作为工艺设计者，必须了解这些规则。基础钢铁厂的基础设计一般包括厂房地基基础设计和设备基础设计。厂房地基基础设计钢铁厂厂房基础的特点是载荷大，有的柱基础载荷高达10000kN，因而底面积较大，一个独立柱基础的底面积可达2050m2。一个联合柱基础，底面积可达5mlOm，底下的柱数可达80根。有的基础埋深可达地坪下lOm。因此，钢铁厂厂房的位置应尽可能坐落在承载力高和稳定的土层上，尤其不要建设在活动断层附近、地裂缝密集地带和地震时容易发生滑坡、山崩和震陷的地段。厂房基础设计所需要的资料包括工程地质和水文地质资料、厂房基础相邻区域的设备基础、地下构筑物及地下管网等布置图、柱基础附近施工及生产阶段的地面载荷、柱传给基础顶部的竖向载荷、弯矩、水平力以及直接作用在基础上的载荷等。厂房地基基础设计的主要内容有地基设计、基础类型选择和基础(包括桩基础)设计。A地基设计当地基土条件较好，具有足够的承载力时，可采用未经扰动的天然地基。当天然地基很软弱，不能满足柱基础、设备基础和地面堆载(生产堆料，工业设备堆载)对地基土的强度和变形等要求时，需对基础下一定深度的地基土进行处理。地基处理的目的是采取适当的措施以改善地基的承载力、压缩性、透水性、动力特性、湿陷性和胀缩性等。钢铁厂厂房中采用的地基处理方法有：(1)重锤夯实法和强夯法。该法能提高地基土的强度，降低其压缩性，清除或减少黄土的湿陷性并提高土层的均匀性。(2)堆载预压、砂井堆载预压或砂井真空预压的地基处理方法。该法可加速地基固结压密，事先产生一定的沉降量，减少使用期间的地基变形。(3)换土垫层法。将基础底下一定范围内的软弱土层挖去，分层换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土或其他性能稳定和无侵蚀性的材料，振实至要求的密实度。(4)密实法和搅拌法。若地基软弱层较薄较浅时，可采用砂桩、灰土桩、石灰桩或振冲碎石桩等挤密地基，也可采用喷射注浆或深层搅拌法等加固处理，形成复合地基，以提高地基承载力和稳定性，减小其变形。(5)桩基。在软土地区，厂房柱基础和重型设备基础采用桩基，但为了解决地面堆载下的地坪不致因不均匀下沉而断裂，或为了支承轻型设备基础，以及为了减小堆载对桩基侧向挤压的影响，在堆载地坪和轻型设备基础下加固地基土要采用复合地基方案。B基础类型按基础下持力层地基土的处理情况，可以分为天然地基上的基础和人工地基上的基础。天然地基上的基础按埋置深度，可以分为浅埋基础和深埋基础。对于桩基，当将其承台和桩看成一个整体时，则桩基也属深埋基础。按照基础支撑柱的方式来划分，则有独立基础、联合基础、条形基础、筏形基础和箱形基础五种形式：(1)独立基础，也称扩展基础，一般仅支撑一根柱子，有时支撑两根(在厂房伸缩缝处)，最多可支撑四根(在多跨厂房纵横向伸缩缝交点处)。设计基础时，可将各柱的内力折算成合力计算。(2)联合基础，是指两根柱子(非伸缩缝处，正常间距)共立于一个基础上，设计计算时按两根不在一个位置的柱子实际情况考虑。联合基础一般用于柱距不大但柱子荷载较大的多层厂房。对于单层厂房，只在其纵向排架内某些柱子(如设柱间支撑处)有较大水平荷载时，偶尔采用。(3)如果柱荷载较大而地基又较软弱，有时将一排柱基础连在一起，形成条形基础。(4)多层厂房荷载大、柱距小、地基又软弱时，有时采用一个结构单元内的柱子立于一块基础底板上，形成筏形基础。(5)有地下窒时，将地下室内外墙与基础底板连成整体，形成刚度很大的箱形基础。单层钢铁厂厂房的跨度和柱距常常较大，一般都采用独立基础。基础形式有阶梯形和锥形两种，锥形基础节省材料，但施工较为复杂。对现浇钢筋混凝土柱和钢柱，一般在基础顶部预埋插筋或预埋螺栓，以便与现浇柱内钢筋相互搭接或固定钢柱的柱脚。预制柱的基础，在顶部需留杯口，使柱直接插入基础杯口中，有时也将钢柱底部直接插入基础杯口中。钢铁厂厂房中，有时由于受管网布置、设备基础或地下构筑物的影响，要求附近的柱基础深埋；有时为了使钢柱或预制钢筋混凝土柱的长度统一，减少柱类型，将个别列或个别柱的基础设计成带短柱的基础，如图14所示，短柱的长度宜在35m之间。C基础设计基础设置在天然地基上时，按下列步骤进行设计：(1)确定基础埋深时，要考虑有无地下室、附近的设备基础和地下设施情况、基础负荷的大小、工程地质和水文地质、相邻建筑物的基础埋深、地基土冻胀和融陷的影响。(