煉鋼廠

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

　　煉鋼廠的主要任務是將鐵水脫硫、脫磷、脫碳和脫氧合金化，然後將鋼水澆鑄成鋼坯。

　　煉鋼廠的生產規模是指該廠年產原鋼的數量，即合格鋼錠或合格連鑄坯或二者之和的年產量。但對於某一個煉鋼廠來說，還應區分它的“生產能力”和“實際(或計劃)產量”。當設備運轉正常，無意外的外界因素影響時，二者實際上相同。但是由於市場因素或其他原因的影響，某些廠可能開工率不足，這樣實際產量就會低於設備能力。

　　煉鋼廠的產量是由企業鋼材生產的需要決定的。企業的產品計劃(即鋼材產品的產量、品種、產品規格等)確定了加工工序和加工設備類型，再依照加工工序的要求來確定煉鋼廠所應提供的鑄坯或鋼錠的質量與斷面形狀、尺寸，從而計算出按不同鋼種所需供應的坯(或錠)的數量(噸)。這通常稱為煉鋼廠的產品大綱。

　　設計煉鋼廠時首先應制定產品大綱(或稱為設計的產品計劃)，詳細地列出所要熔煉的鋼種，各鋼種具有代表性的若幹鋼號；各鋼號的產量及在總產量中所占的比例；各鋼號鑄成連鑄坯(或鋼錠)的斷面形狀與尺寸及定尺長度等。為了便於瞭解各鋼種的生產流程，還應當說明各種鑄坯(或鋼錠)送往哪一個後步加工工序，這樣就可使煉鋼廠的產品品種、產量、所占比例和去向十分清楚地表述出來。

　　1．煉鋼廠設計的依據

　　煉鋼廠設計的依據是甲方或廠家提出的經政府有關部門核准的設計項目建議書，它可能是整個鋼鐵企業設計內容的一部分，也可能是單獨的一個煉鋼廠。此外，對於煉鋼廠中部分設施，如煉鋼爐爐體、連鑄機等單項工程，也可單獨設計。另外，煉鋼廠設計的依據，除了項目建議書外，有一些依據需由相鄰專業提供，例如對於轉爐全連鑄鋼廠設計來說，主要包括：

　　(1)煉鋼的生產規模(萬t／a)，要註明一期和二期，或者是否要留有未來發展的餘地。

　　(2)產品的品種，包括鋼種和產品尺寸形式(此項可由軋鋼專業按總任務書轉提)。

　　(3)鐵水成分，包括鐵水中C、Si、Mn、P、S等元素的含量，以及V、Ti、Nb等微量元素的含量(此項可由煉鐵專業按總任務書轉提)。

　　(4)氧氣轉爐的容量和座數(委托單項轉爐設計時要說明，做全車間設計時可作指定；如果轉爐是在現有廠房內的改造項目，則尚需提供轉爐周圍的廠房尺寸和圖紙)。

　　(5)連鑄機澆鑄的各種連鑄坯斷面尺寸、單機的生產能力、要求的連鑄機流數和台數、要求的連鑄機類型(如弧形多點矯直，立彎弧形多點矯直等)和基本半徑。如果連鑄機是在現有廠房內增建或改建項目，則需提供連鑄機周圍的廠房尺寸和圖紙。

　　(6)對於轉爐全連鑄煉鋼廠整體設計，需提供到達車間的基本原料(石灰、螢石、富鐵礦、氧化鐵皮等)的成分和粒度，廢鋼(尤其是外供廢鋼)的類型和品質，可供應的各種能源的狀況，可供耐火材料(主要是爐襯材料)的類型和品質等，並且提出這些物品的運輸方式。

　　(7)對於轉爐全連鑄煉鋼廠整體設計，甲方或廠家的有關具體要求，如採用新技術的水平，已有配套輔助設備的利用，投資的使用和限定，要求選用的有關配套設備如混鐵車容量和爐外精煉的類型等，以及該地區的有關風俗習慣等。

　　(8)我國現有的有關工業建設和生產的法律、制度和規定等，尤其是關於鋼材的質量品種標準、環境保護法、能源政策、勞動保護法及冶金建設的規定等，必須嚴格遵守和認真執行。

　　2．煉鋼廠設計的目的和基本內容

　　煉鋼廠設計的目的是要建設新的生產廠，擴建或改建舊有企業使之更適合國民經濟發展的需要，提高產量和質量，改善生產環境。設計的任務是要對建設單位作出技術與經濟的詳細規劃，確定企業的生產經濟狀況、技術經濟指標，以及可能的工程建設進度計劃。設計中所擬定的勞動人員編製和建設投資估算與概算，是企業招工定額、建立人員編製和申請撥付投資或貸款的依據。

　　煉鋼車間設計一般應包括下列各項基本內容：

　　(1)車間工藝設計；

　　(2)車間機械設備設計；

　　(3)供電設施設計，電訊系統設計，照明設計；

　　(4)給水、排水(包括污水處理)設計；

　　(5)廠房通風與局部的採暖、通風設計；

　　(6)廠房與設備基礎及其他構築物設計；

　　(7)環境保護與安全衛生設計。

　　顯然上述眾多設計內容應由各種專業設計人員共同協作完成，各專業之間形成一個完整的綜合體，不同專業為一共同目的而互相協作，密切配合，並由該項目的總設計師(項目總負責人)組織、協調各方面的設計工作，完成共同的任務。

　　一個鋼鐵廠的設計工作(或單一的煉鋼車間的設計工作)是一種多專業合作的集體創作過程，鋼鐵冶金專業人員所負責完成的是車間工藝設計部分。概括地說，工藝設計的任務是確定主體工藝流程，選定各項生產設備(主體設備的選型或設計)，解決生產車間各組成部分的佈置問題。

　　3．車間工藝設計的任務

　　車間工藝設計的任務是以設計任務書為依據，對下列各項內容完成較詳細的設計與計算，編製設計說明書，繪製相應的圖紙：

　　(1)制訂詳細的產品方案(產品大綱)；

　　(2)根據不同鋼種，制訂生產工藝大綱；

　　(3)主體設備的選型，確定設備數量、型號等；

　　(4)選擇各種輔助設備，提出非標準設備的設計工藝要求；

　　(5)設計並繪製車間的工藝佈置平面圖與剖面圖；

　　(6)提供水、電、熱力、土建、通風、照明、設備製造及總圖運輸等各專業設計所需要的資料；

　　(7)計算各項原材料的消耗量，計算煉鋼到澆註生產過程的各項技術經濟指標；

　　(8)編製勞動定員計劃；

　　(9)鋼錠(坯)生產成本計算或提出成本計算的技術資料，提出進行技術經濟分析所需要的資料。

　　由上述各項可見，工藝設計部分是決定一個廠(或車間)面貌的主要因素，是決定和影響其他專業設計的前提條件。正確進行工藝設計便成為完成設計任務、保證設計質量的關鍵。因此，設計者必鬚根據設計任務書所提出的要求，嚴格按照設計工作所應遵循的程式，既避免繁瑣，又不可簡略草率，保證設計工作的質量。

　　為解決總體開發方案和建設總體部署等重大問題，需進行總體規劃或總體設計。

　　一般建設項目的設計分為初步設計和施工圖設計兩個階段。技術複雜而又缺乏設計經驗的專業工程，可以在施工圖設計前增加技術設計，然後在此基礎上編製施工圖設計。

　　(1)制訂方案設計文件，它的目的是滿足編製初步設計文件和控制概算的需要。

　　大中型建設工程的方案設計是在核准的立項文件的基礎上，對建設項目進行總體部署和安排，使設計意圖具體化，細化總平面佈局、功能分區、總體佈置、空間組合、交通組織等；細化總建築面積等各項技術經濟指標。

　　(2)初步設計的目的是為了滿足編製施工招標文件、主要設備材料訂貨和編製施工圖設計文件等的需要。簡言之，就是要做到六定：定規模、定設備、定方案、定總體、定定員和定投資。對於建設一個煉鋼廠，在做出的初步設計報告中，首先應闡述設計依據，然後介紹鋼廠的規模和產品的方案，生產的工藝流程，生產設備容量及其基本參數，車間廠房的組成和基本尺寸，各項生產和原材料及能源的消耗指標，設計成本和投資總概算，人員配備，各項工藝設備的性能和所需數量及其重量，車間平面圖，車間縱橫剖面圖，車間內各層平臺平面圖，煉鋼爐爐型及連鑄機輥列圖等。此外，還包括有關輔助專業的介紹，如燃氣、氧氣、熱力、供排水、儀錶、電力、通風、機械化、技術經濟和土建等。

　　(3)施工設計的目的應當滿足設備材料採購、非標準設備製作和施工需要，並註明建設工程合理使用年限。設計出進行施工所需的各種工藝施工圖紙，如車間平面與剖面總圖、爐型及砌磚圖、吹氧噴頭圖和中間包砌磚圖等，主要是為有關專業的施工圖提供工藝條件和要求。

　　煉鋼廠最為常見、危害最大的安全事故主要是高溫熔融物遇水爆炸和燙傷。

　　1．防爆安全措施

　　鋼水、鐵水、鋼渣等高溫熔融物與水接觸就會發生爆炸。當lkg水完全變成蒸汽後，其體積要增大約1500倍，破壞力極大。

　　煉鋼廠因為熔融物遇水爆炸的情況主要有：轉爐、平爐氧槍，轉爐的煙罩，連鑄機的結晶器的高、中壓冷卻水泄漏，穿透熔融物而爆炸；煉鋼爐、精煉爐、連鑄結晶器的水冷件因為回水堵塞，造成繼續受熱而引起爆炸；煉鋼爐、鋼包、鐵水罐、中間包、渣罐漏鋼、漏渣及傾翻時發生爆炸；往潮濕的鋼包、鐵水罐、中間包、渣罐中盛裝鋼水、鐵水、液渣時發生爆炸；向有潮濕廢物及積水的罐坑、渣坑中放熱罐、放渣、翻渣時引起的爆炸；向煉鋼爐內加入潮濕料時引起的爆炸；鑄鋼系統漏鋼與潮濕地面接觸發生爆炸。

　　防止熔融物遇水爆炸的主要措施是，對冷卻水系統要保證安全供水，水質要凈化，不得泄漏；物料、容器、作業場所必須乾燥。

　　轉爐和平爐是通過氧槍向熔池供氧來強化冶煉的。氧槍系統是由氧槍、氧氣管網、水冷管網、高壓水泵房、一次儀錶室、捲揚及測控儀錶等組成，如使用、維護不當，會發生燃爆事故。氧氣管網如有銹渣、脫脂不凈，容易發生氧氣爆炸事故，因此氧氣管道應避免採用急彎，採取減慢流速、定期吹掃氧管、清掃過濾器脫脂等措施防止燃爆事故。如氧槍中氧氣的壓力過低，可造成氧槍噴孔堵塞，引起高溫熔池產生的燃氣倒灌回火而發生燃爆事故。因此要嚴密監視氧壓，一旦氧壓降低要採取緊急措施，並立即上報；氧槍噴孔發生堵塞要及時檢查處理。因誤操作造成氧槍冷卻系統回水不暢，槍內積水汽化，阻止高壓冷卻水進入氧槍，可能引起氧槍爆炸，如冷卻水不能及時停水，冷卻水可能進入熔池而引發更嚴重的爆炸事故。因此氧槍的冷卻水回水系統要裝設流量表和壓力表，吹氧作業時要嚴密監視回水情況，要加強人員技術培訓，增強責任心，防止誤操作。

　　2．燙傷事故的預防

　　鐵、鋼、渣的溫度達1250～1670℃時，熱輻射很強，又易於噴濺，加上設備及環境溫度高，起重掉運、傾倒作業頻繁，作業人員極易發生燙傷事故。防止燙傷事故應採取下列措施：定期檢查、檢修煉鋼爐、混鐵爐、混鐵車及鋼包、鐵水罐、中間包、渣罐及其弔運設備、運輸線路和車輛，並加強維護，避免穿孔、滲漏，以及起重機斷繩、罐體斷耳和傾翻；防止鐵水、鋼水、渣等熔融物與水接觸發生爆炸、噴濺事故；過熱蒸汽管線、氧氣管線等必須包扎保溫，不允許裸露；法蘭、閥門應定期檢修，防止誤操作；搞好個人防護，上崗必須穿戴工作服、工作鞋、防護手套、安全帽、防護眼鏡和防護罩；儘可能提高技術裝備水平，減少人員燙傷的機會。

　　此外，煉鋼廠房結構和作業環境對有效地避免和預防生產安全事故的發生也有相當重要的影響。在設計施工煉鋼廠房時，應考慮其結構能夠承受高溫輻射；具有足夠的強度和剛度，能承受鋼包、鐵水罐、鋼錠和鋼坯等載荷和碰撞而不會變形；有寬敞的作業環境，通風采光良好，有利於散熱和排放煙氣，並充分考慮人員作業時的安全要求。