首钢国际工程公司创新“紧凑型”总图布置技术应用于首钢京唐钢铁

1首钢京唐钢铁厂创新“紧凑型”总图布置技术的研究背景1）总平面布置形式的研究根据河北省最终批复的钢铁厂厂址，结合曹妃甸岛域的航道分布和码头的建设规划，以及已建矿石码头和海岸线的现状，按照物料流向，在钢铁厂规划用地范围内进行总平面布置。通过对世界大型先进钢铁厂的研究分析，首钢京唐钢铁厂总平面布置形式分别从“一线型”方案和“U型”方案两个思路进行比较分析。从总体布局上讲，“一线型”方案和“U型”方案均能满足钢铁厂总体规划要求。但各有优缺点，详述如下：（1）物料运输功“一线型”方案一期和远期物料运输功少；“U型”方案成品至码头运距明显缩短，综合平衡“U型”方案物料运输功略高。（2）公辅设施设置“一线型”方案公辅设施就近集中布置，近期衔接较好；“U型”方案公辅设施总体集中，但一期原水制备和制氧厂距离较远。（3）综合管线布置“一线型”方案管线短捷顺直，工程量较小；“U型”方案管线折点较多，工程量较大，且远期不宜实施。（4）预留发展条件“一线型”方案分层布置，有利于分期施工，后续发展条件较好；“U型”方案穿插布置，不利于分期施工，后续发展条件较差。经过对上述两个方案的系统比较，“一线型”方案从物料运距、运输功、远期预留发展、公辅的集中管理、场地的规整等均优于“U型”方案，因此，首钢京唐钢铁厂总平面布置形式采用“一线型”方案。随着设计的不断深入及“一包到底”铁水运输新技术对铁路路基稳定性的要求，经认真研究分析，认为并垂联合的“一线型”方案中铁水运输需要经过两个曲线，不利于机车、车辆运行。总平面布置再次优化、论证，改为目前串垂联合的“一线型”总平面布置形式，将炼铁至炼钢车间改为串联布置形式，铁水线直线进入炼钢。详见图1。2）“紧凑型”总平面布置研究“紧凑型”总平面布置具有占地少、物料和能源介质输送距离短、工程建设投资省、生产运营成本低等特点。具体体现如下：①2座5500ｍ3高炉中心距仅为320m，2座大型高炉料仓联合布置，从而打破了传统的一炉一仓布置形式，极大地提高了场地的利用率。②烧结成品仓与高炉料仓合并共用，减少转运次数，提高烧结矿成品率。并且节约工程投资，减少占地。③炼铁、炼钢串联布置，炼铁至炼钢之间仅有一次450转角，炼铁——炼钢的距离仅为1500米，铁水即可直线进入炼钢，铁水运输距离短捷，运输成本低。④炼钢、轧钢垂直联合布置，物料短界面衔接，板坯由炼钢连铸车间的连铸机出坯辊道直接送到热轧车间板坯库，直接热装热送至加热炉的装炉辊道装炉加热，减少热损失，降低运输功耗，生产运营成本低。⑤创造性的将公辅设施煤气柜（高炉、焦炉、转炉煤气柜）集中设置在一个独立的区域内，充分体现出“集中、高效、节能、环保”的设计理念。⑥部分公辅设施一、二期集中统一规划，分布实施。如制氧厂、原水处理、海水淡化等。⑦将生活辅助设施集中设置，多层建设，便于生产和管理。⑧为了充分节约用地，厂区综合管网采用多层立体布置形式（如架空管架与地下电缆隧道同路由敷设），同时将工业管道的走向布置与绿化相结合，从而达到美化环境的效果。综上所述，采用“紧凑型”的总平面布置形式，使钢铁厂总体布局规整、功能分区明确，充分体现了当今世界先进的工艺流程，实现了物料运输的短捷、顺畅、连续、贯通。与同等规模的钢铁厂相比，达到了吨钢占地0.9m2的先进指标。2首钢京唐钢铁厂创新“紧凑型”总图布置的技术特点1）采用了短界面紧凑型、串垂联合的总平面布置形式钢铁厂总平面布置按照料场—焦化—烧结—球团—炼铁—炼钢—热轧—冷轧的冶金工艺流程依次顺序布置的“独特的短界面紧凑型、串垂联合”的总平面布置形式，使物料流、能源流、信息流协调一致。其中，炼铁与炼钢采用串联布置，铁水一包到底直线进厂，炼钢与轧钢采用垂直联合布置，工序衔接短捷、顺畅、合理。2）最简化的生产物流和最少的物料搬运费用以“流”为核心，优化流程路径，降低运输功耗，流程路由短，做功小，耗能少。充分体现钢铁制造流程“连续运行、在线运输、在线生产”可获得长期的经济运行效果的总体理念。铁水运输采用独创的“一包到底”技术，在标准轨距上运输异型大容量铁水包车；热轧卷供应冷轧车间运输过程采用鞍座托辊运输技术；成品卷运输至成品码头过程采用了大型化托盘式运输设备；实现了炼铁－炼钢之间、热轧－冷轧之间、成品至码头之间的短界面衔接。3）最有效地利用空间，缩短管线，实现集中联合多层紧凑型布置按照钢铁厂实践的经验，从方便管理、减少定员、节约投资、降低运行成本、近远期结合以及环境工程学等多个角度考虑，制氧、白灰窑、焦炉煤气柜、高炉煤气柜、转炉煤气柜等公辅设施靠近用户集中布置；两座高炉的料仓联合布置，节约工程投资；充分利用转运站、事故水塔等高大建筑下部的空间，布置仓储设施，减少用地；架空管线分层综合铺设，形式美观，节约占地。4）最安全、舒适、称心的工作环境钢铁厂实行生产办公和生活服务设施集中联合设置，集中管理，生产监控、调度信息化，激发职工劳动热情。5）专业化的运输设备是现代化钢铁厂不可或缺的。因此，铁水运输采用独有的300t铁水包车运输；各种散料相应用密封吸排罐车承担其运输；针对成品车间与码头之间近距离大批量的板卷运输，采用120t托盘式框架车，最大限度的降低运输成本；大型化、专业化的运输设备为钢铁厂顺利生产提供了有力保障。3首钢京唐钢铁厂创新“紧凑型”总图布置技术的应用效果及发展前景首钢京唐钢铁厂总图运输技术经过半年的生产实践验证，采用“紧凑型”总平面布置形式，最大限度地缩减了物料的运输距离和各种管线的敷设长度，极大程度的降低了生产运营成本和设备管理、维护成本。首钢京唐钢铁厂是我国第一个利用天然深水港条件、通过围海造地建设的大型钢铁联合企业；是我国第一个高端板带材专业生产基地；是我国第一个运用动态有序的精准设计体系建设的新一代钢铁厂；是我国第一个集中应用大型装备和国际先进技术建设的钢铁厂；是我国第一个自主创新和循环经济示范基地。这是北京首钢国际工程技术有限公司集思广益、大胆创新的结果。首钢京唐钢铁厂通过优化、集成与创新，总图布置从“接受原、燃料起直至产成品装运的全过程中,将人员、机具和物料所有需要占有的空间作最合理、最透彻的配置，并使之最有效的组合，可以获得长期的经济运行效果和环境-生态效益”。为今后国内、外建设“运行高效、循环经济、环境友好、人文和谐”的现代化综合性钢铁联合企业，做了一次成功的实践和示范。首钢京唐钢铁厂创新“紧凑型”总图布置技术，可在国内、外钢铁厂建设中全面推广应用。4首钢京唐钢铁厂创新“紧凑型”总图布置技术的设计团队通过多年的实践探索、经验积累，北京首钢国际工程技术有限公司逐步培养了一批学风严谨、工作踏实、富有创新精神的设计团队，他们是首钢技术专家兰新辉、文彬、向春涛、马伟强、周颂明、王金美、刘青、范明皓、张爱华等，以及一部分年轻的设计骨干，他们在设计新建、改扩建工程总图运输设计领域拥有雄厚的技术实力和丰富的实践经验。在他们的带动及指导下，一座座花园式工厂在国内相继诞生，它们是：江苏淮阴钢铁公司100万t/a综合钢铁厂；首钢首秦金属材料有限公司260万t/a综合钢铁厂；首钢迁钢钢铁公司900万t/a综合钢铁厂；首钢京唐钢铁公司1000万t/a综合钢铁厂、首贵新特材料循环工业基地总体规划等等。首钢国际工程公司总图设计团队通过承担国家重点项目千万吨级首钢京唐钢铁厂总图运输设计工作，在沿海钢铁厂总平面布置、竖向布置及场地排雨水方式、砂岛路基铁路设计和设备选型、砂岛路基道路设计和运输设备选型、沿海盐碱土壤条件下的绿化设计等方面有了突破性进展，并且拥有了现代先进钢铁流程铁水“一包到底”的总图设计技术。正是有这样一批技术过硬、不怕吃苦、敢打硬仗的设计团队，才能使首钢国际工程公司设计的现代钢铁联合企业在总图运输规划方面有突飞猛进的发展，在实现钢铁厂总体设计的布局合理、流程紧凑、技术先进、循环经济、保护环境方面一直处于规划发展的前沿、科技发展的尖端。（撰稿人王金美范明皓刘青）工程技术EngineeringTechology／／2010年1月12日责任编辑：黄颖编辑：王艳京首钢国际工程公司总体设计的首钢京唐项目技术创新成果展系列报道（十一）首钢国际工程公司创新“紧凑型”总图布置技术应用于首钢京唐钢铁厂08图1串垂联合的“一线型”总平面布置示意图海水北京首钢国际工程技术有限公司（以下简称首钢国际工程公司）始终坚持自主创新、科技兴企的发展理念，大力倡导和践行循环经济的设计思想，充分发挥总图运输总体规划的技术优势，以先进的总图设计理念为指导思想，坚持“高起点、高标准、高要求”的建厂方针和“产品一流、技术一流、环境一流、效益一流”的目标要求，在首钢京唐钢铁厂总体规划设计中，通过对国内外先进钢铁厂总平面布置的分析研究，吸取其精华，并集成优化，创造了独特的“紧凑型”总平面布置，把首钢京唐钢铁厂建设成工艺流程短捷、物流顺直的特大型综合钢铁厂，从而实现钢铁厂物质流、能源流及信息流的完美统一。