浅析总图布置在冶炼生产中的作用
1转炉冶炼的工艺
现如今的钢铁厂地方越来越大，首先要布置好炼钢生产区的总图设计，笔者认为，总图设计人员应要对冶炼工艺有足够的了解。炼钢的原料是高炉生产出来的生铁，生铁经过二次冶炼，以去除其中大量的碳和其他杂质，并根据钢种的需求加入适量的合金元素，使之成为高强度的以铁为基体的合金--钢。这个过程我们称之为炼钢。炼钢的基本任务主要为脱碳、去磷、去硫、去气、去非金属杂质、脱氧、合金化、跳温，最终浇铸。下文以转炉炼钢为例。
2 外部公辅设施及总图布置特点 2.1原料设施
炼钢原料主要包括铁水、废钢、散状原料和铁合金等。铁水一般有 3 种供应方式，其一是鱼雷罐方式，即铁水采用鱼雷罐车运输至炼钢内的倒罐站，在倒罐站将铁水分装至炼钢用的铁水罐。其二是铁水采用高炉用铁水罐运输至炼钢厂房内混铁炉，再分装至炼钢用铁水罐。这两种是传统的铁水运输方式。第三种是目前新兴的一种方式，称之为一罐制，即采用炼钢用铁水罐直接在高炉出铁场下方接受铁水，通过火车、过跨车或者行车吊运方式直接送入炼钢厂房，其优点是省掉了鱼雷罐、敞口罐、倒罐站以及混铁炉等设施，实现了铁钢布置紧凑、用地节省要求，缺点是运输节奏受冶炼生产制约，灵活性受限，且无法进行炉前脱硅（缘于脱硅浮渣较多，无法满罐）。对于铁水运输来说，总图在布置时应考虑高炉铁水运输铁路的接入方向，其直接影想了炼钢厂房内转炉冶炼的物流方向。
废钢是冶炼生产的另一个主要原料，其在冶炼生产中起着增产调温的作用。由于废钢需求量较大，总图在设计时一般会考虑在炼钢厂房附近布置废钢堆场，废钢经处理后采用汽车运输方式送入炼钢厂房。废钢堆场在布置时需考虑距离厂房较近，并最好能有专用运输通道，避免其他运输干扰。
炼钢用散状料一般采用皮带运输方式运入厂房，皮带在布置时尽量短捷，以节约建设成本。铁合金是比较贵重的金属，布置时应尽量考虑其存放的安全性。
2.2水处理设施
冶炼设施的水处理主要转炉以及氧等设施的循环冷却水，在配置不同的精炼设施时则会相应增加不同的浊环水等设施，由于现在冶炼生产均实现了冶炼和连铸一体化生产，故水处理设施应考虑将冶炼和连铸水处理集中布置。
2.3供电设施
转炉以及精炼设施用电负荷较大，如冶炼有特殊钢种需求，如不锈钢等，则会配置电炉、中频炉等设施，因此炼钢冶炼生产会配备专用的冶炼变电所。冶炼变电所应尽量靠近负荷中心布置，并应为电缆通道保留足够的空间。
2.4除尘设施
冶炼除尘设施在公辅设施中占地较大，其和冶炼生产密切相关。当铁水进入厂房后，倒罐站和铁水脱硫均有除尘要求，一般会将两者合并，布置时应靠近该生产区域。根据转炉冶炼生产要求，每个转炉均设置一次除尘。转炉一次除尘会收集转炉冶炼产生的转炉煤气，因此在布置该设施时，除了要靠近转炉区域布置外，还要考虑收集的转炉煤气与转炉煤气柜的位置关系。因转炉煤气为负压收集进入煤气柜，如距离煤气柜较远，则煤气管道管径和除尘风机功率均需增大，建设成本与运行成本都会增加。
3 转炉冶炼内部布置与外部总图布置的关系
转炉冶炼主要设施虽然集中于厂房内部，其公辅大都靠近厂房区域布置，貌似总图在布置时对冶炼生产无较大影响，但事实上两者关系相当紧密，有时外部总图的布置会决定冶炼内部生产是否可行，下面笔者将以自己参加过的一个工程加以阐述。图1为笔者查阅资料得知的某企业炼钢厂房优化前布置图。
如图1所示，业主要求将转炉冶炼后的钢水经精炼后通过精炼钢水过跨车返送至渣跨，在渣跨最右侧布置火车模铸区（简称车铸），将运渣铁路延长，作为车铸作业和出入炼钢厂房的运输线。因该工程改造均在炼钢厂房内进行，最初总图。
笔者提出的方案主要有以下内容：①在渣跨上侧新建车铸车间，并在车间内布置的车铸铁路，并在厂房外与运渣铁路衔接；在车铸车间内新增 320t行车，专用于车铸作业；②精炼钢水过跨线仍采用工艺专业方案，但只延伸到电路跨；③设置新的精炼钢水过跨线，穿过渣跨连接新建车铸车间与电炉跨；④将原方案中布置车铸车间的区域用于布置中频炉。本方案需在厂房外新增车铸车间，并需要改造外部的部分管线，但对于炼钢厂房内部来讲，解决了很多难以克服的
问题。首先，精炼钢水送至电炉跨之后，可利用电炉跨 320t 行车将钢水吊运至新增加的钢水过跨车，不再使用渣跨行车吊运，如此一来，渣跨厂房无需改造加固；新建车铸车间有铁路，避免和厂房内众多风管干涉，也避免了与电炉钢水轨道平面交叉，同时也不和渣跨生产发生干涉，保证了转炉冶炼生产的正常进行。原车铸区域可作为新建中频炉用地，确保了项目的顺利实施。本方案无论从工艺流程方面、安全生产方面，还是从保证现有生产方面都满足要求，同时两方案从经济比较来看，节约了几千万的建设成本。最后经专家论证，业主要求按新方案进行设计施工。
由以上例子可以看出，虽然在一般情况下，总图布置时是根据工艺提供的要求布置厂房外部设施，但厂房外部的布置也可以直接影响车间内工艺布置是否可行。总图就是通过调整车间内外工艺布局、总图布置、物流走向，从而实现内外生产的和谐统一。
3 结语
综上所述，转炉冶炼生产的总图布置虽然相对单一，作为总图设计人员不但要掌握公辅设施与车间内工艺生产的相互关系，确定公辅设施布置的合理位置，还要从物流的角度理解工艺生产的原理，理顺车间内外物流的相互流程和核心制约因素，从而优化车间内外总图布置。
【1】储慕东.技术·思想·方法--如何规划优良的工廠总图[J].钢铁厂设计，2001（4）：32-37.
【2】傅永新，彭学诗，等.钢铁厂总图运输设计手册[K].北京：冶金工业出版社，1996.9.
