炼铁厂建筑设计

炼铁厂建筑设计 (architectural design of ironmaking plant)

炼铁厂房屋和构筑物及其群体的建筑设计。炼铁厂建筑设计是炼铁厂设计的组成部分。有关炼铁厂工艺和工厂的组成见炼铁厂设计。炼铁厂大多独立布置，自成体系。是钢铁联合企业的重要组成部分。

炼铁厂的主要生产用建筑物、构筑物是围绕高炉本体设置的，其中包括：(1)原料供应系统。包括矿槽、料车坑、胶带输送机通廊、转运站、翻车机室及矿场。(2)高炉本体。包括炉体、炉身及炉顶框架、出铁场、斜桥、卷扬机室、仪表室和泥炮室。(3)送风系统。包括热风炉、鼓风机站和烟囱。(4)煤气系统。包括煤气管及支架、煤气清洗设施和除尘器。

炼铁厂辅助生产用建筑物、构筑物包括：铸铁机室(见图)、生铁块仓库、炉渣处理设施、铁水罐修理库、碾泥机室、供排水设施及水塔、供配电设施、空压站、氧气站和机修设施等。

炼铁厂建筑设计主要内容包括：建筑环境、建筑配置、自然通风的组织、建筑形式与建筑材料选择和建筑防护与安全卫生。

建筑环境     

其特点是：

(1)烟尘大。炼铁原料多为散状料，再加上生产过程中的破碎、筛分、鼓风、出铁和出渣等，使高炉生产区成为烟尘散发地。随着科技的发展，一系列的排烟、除尘措施使环境有所改善，但高炉区附近建筑物屋面、平台均需按现行有关规定考虑灰荷载。

(2)高温、强辐射热。高炉炉体属稳定热源，部分炉体暴露室外。出铁场出铁、排渣期间，室内温度急剧升高，在铁、渣沟附近及铁水罐、渣罐车停放区，均有强辐射热，属间歇热源，对建筑物构、配件破坏性较大。

(3)液态金属喷溅。在高炉出铁口、出渣口开放及泥炮封闭过程中，在液态金属喷溅最为严重的瞬间，其喷溅范围可达20m以上。

(4)水汽。在高炉熔渣的水处理以及铸铁机运行喷水冷却过程中均产生大量水蒸气，对附近的钢结构和建筑构配件具有较强的腐蚀性。

(5)噪声。高炉生产离不开大量热风。高炉鼓风和运转造成高炉区的噪声。

建筑配置       

炼铁系统中的主要生产、辅助生产、生产管理和生活设施等建筑物均可按统一化柱距、跨度、层高进行设计，尽可能采用标准构、配件。

高炉出铁场、铸铁机室、碾泥机室、原料供应系统等均属不采暖厂房，可采用敞开式、半敞开式围护结构。为了确保出铁场渣、铁沟的干燥，必须有可靠的防飘雨措施。炉渣处理设施及生铁块仓库一般采用露天栈桥，地面设计要考虑防积水。铁水罐修理库，鼓风机站以及水、电、机修设施，空压站，氧气站等，在北方地区需考虑采暖和保温，在南方地区有的尚需考虑隔热和降温。

 

 

高炉与出铁场、料坑之间，高炉、热风炉与热风管道、支架之间均可能产生差异沉降，在结构设计中要留有调整措施，以保证建筑结构的正常使用。

自然通风的组织       

跨度不大于15m的出铁场以及铸铁机室均可考虑无组织的自然通风，使室内余热迅速及时地排除。为了避免屋脊部位形成涡流，出铁场及铸铁机室浇柱跨一般均设置敞开式避风天窗。天窗可为纵向或横向。当屋面坡度较大时，横向天窗的设置要注意风向，以防倒灌。在高炉出铁口、出渣口处，为了缩小开口、封口时产生大量烟尘和热量的影响范围，一般均配以烟罩、抽风和除尘系统。

建筑形式与建筑材料选择        

主要生产和辅助生产的建筑物和构筑物，其组成大体类似，其体量与规模取决于高炉的容积，在内容和布置上随着上料方式的不同(斜桥上料或胶带输送机上料)而变化。炼铁厂建筑形式及材料选择所涉及的主要是屋盖、墙皮和地坪。

屋盖：高炉区空气中含尘量大。为了避免屋盖积灰，出铁场屋面可设计成45^。坡度4mm厚的钢板屋面，这种屋面可以不计算灰荷载。为了屋面检修时的安全，沿天窗山墙及檐口设置走台，走台之间连通。檐口山墙处尚需设防护栏杆。大坡度屋面其建筑材料和建设费用增加，施工困难。随着高炉除尘系统的改善，屋面坡度有转平缓的趋势，但须考虑屋面清灰设施。其他生产厂房、行政管理和生活设施均可采用预制或现浇钢筋混凝土屋面结构，并按有关规定考虑灰荷载及清灰设施。屋面尽可能平整，以便于清灰。檐口处理可采用有组织或无组织外排水，不宜设女儿墙。

墙皮：不采暖厂房均可采用压型钢板、加筋石棉瓦。60年代前后采用大型钢筋混凝土墙板较多。采暖建筑可采用砖砌体或加气混凝土块。单独以采光为目的的洞口可设透明的玻璃钢瓦采光带。出铁场不宜设玻璃窗扇。出铁场平台下及平台上2m左右墙皮多为敞开式。在寒冷地区，在平台操作人员较多的位置可设垂直旋转板窗以防寒。全敞开式墙皮需设挡雨板以防飘雨。

地坪： 出铁场平台楼板上设铁水、熔渣流槽。楼板一般采用现浇钢筋混凝土，上铺厚度1500mm以上的水渣层并作成坡度，其上再做300mm厚砂问层，上铺耐火砖及缸砖。平台局部保留砂层，可作为临时浇注铁块用。楼板地面外挡墙要设排水孔。平台下地面可为素土加碎石夯实或铺块状材料，但地面应较轨面低150mm。出铁场工作平台要设安装检修孔洞，洞口四周埋角钢保护。生铁块仓库一般采用碎石夯实地坪。铁水罐修理库、碾泥机室、鼓风机站等均可采用混凝土地坪。

建筑防护与安全卫生       

主要包括以下几个方面：

隔热：出铁场靠近高炉的屋面承重结构以及铁水罐浇注区上部结构，直接受到铁水和熔渣的烘烤，须加设隔热挡板。位于渣、铁沟附近的钢筋混凝土柱或钢柱均要做四角镶角钢边的半砖砌体保护，距地面1m范围内砌以耐火砖。沿渣、铁沟侧风口平台及出铁场工作平台悬臂梁、板要采用耐热钢筋混凝土制作并加有空气间隙的隔热层。跨越渣、铁沟的金属跨桥，渣及铁罐附近的金属跨桥，其平台底面都要挂隔热板，顶面铺设隔热砖面层。

熔铁、渣防护：风口平台下的炉缸支柱，沿全高要以厚度不小于120mm的耐热混凝土进行保护，渣、铁沟流嘴下的梁板表面需挂铸铁板保护层。高炉区不建排水明沟。

防锈蚀：生产过程中处于用水处理或用水冷却产品附近的钢结构要刷以耐蚀性能好的油漆加以保护，并定期检查维修，以确保安全。高炉及出铁场钢柱脚经常处于潮湿状态，为了防止锈蚀，柱基础顶面需高出地面不少于250mm或柱脚包以高出地面250mm的混凝土。

防煤气：为了防止炉底逸出煤气，过去，一般在炉壳外设置炉底外封板，外封板距炉壳200～300mm。外封板顶用钢板封死，并防积灰、积水。从60年代开始，风冷或水冷炉底得到广泛应用，炉底作成水平整体钢板，能有效防止煤气泄漏。升降机室的四周外围结构不得采用封闭式，可围以铁丝网。与升降机相邻部位，需沿全高设置楼梯。

防噪声： 为了维护工人健康，在噪声区要单独设置隔声的办公室、休息室和值班室。除对噪声源采取隔声、密闭措施外，尚须考虑吸声措施。

路基的安全 ：铁水罐车的运输多借助于铁路线。为了确保铁水运输的平稳性，不仅要建造坚实的铁路路基，而且要保证其排水、防洪的可靠性。

水渣池底防护：水渣池一般采用钢筋混凝土结构。由于采用抓斗吊车取渣，池底可铺砾石支持层，每年需翻动一次，以防砾石板结。