В современных условиях развития промышленности страны немаловажным является строительство новых металлообрабатывающих предприятий. Одним видов таких предприятий является металлопрокатное производство. Прокат составляет основную часть металлургической продукции. Более 90% выплавляемой стали проходит через прокатные цеха.
Рассмотрим основные этапы проектирования металлургического завода.
Проект металлургического завода
Современный металлургический завод представляет собой комплекс цехов, характеризующихся большим объёмом капитальных вложений на их строительство. Состояние мирового рынка на сегодняшний день не требует строительства большого числа металлургических заводов с полным циклом – комбинатов, т.к. их количество уже довольно велико и рынок весьма диверсифицирован. Однако при потребности строительства таких крупных проектов их реализация длится не менее 5 лет. Сроки же строительства завода (мини-завода или микро-завода) могут составлять от нескольких месяцев до нескольких лет.
Таким образом, в проекте находят отражение следующие основные характеристики проектируемого металлургического завода (цеха) и содержатся проектные материалы:
- Программа производства и режим работы проектируемых цехов;
- Технологические процессы производства, типы, число и размещение (планировка) основного оборудования;
- Планы, разрезы и фасады основных и крупных вспомогательных зданий и сооружений;
- Генеральный план завода с указанием отметок пола первого этажа основных зданий и сооружений и расположения транспортных путей;
- Уточненные данные по организации и технологии строительных и монтажных работ;
- Данные по вопросам энергоснабжения, тепло- и водоснабжения, канализации, транспорта, материалы, уточняющие и обеспечивающие возможность разработки рабочих чертежей и заказа основного оборудования;
- Технико-экономические расчеты и определение стоимости строительства по сметам.
Рабочая документация проекта
Эту стадию проектирования разрабатывают на основе утвержденного проекта. В процессе подготовки рабочей документации на строительство отдельных объектов проводят расчёты технологического, конструкторского и планировочного характера, разрабатывают дополнительные схемы, выполняют сводные чертежи и приводят их обоснование, т.е. составляют пояснительную записку, которая вместе с комплектом рабочих чертежей представляет собой рабочий проект данного объекта.
Для строительства отдельных объектов выполняют следующие виды рабочих документов:
1. Технологические схемы взаимного расположения оборудования: основного технологического и вспомогательного – механического, энергетического, подъемно-транспортного и энергетических коммуникаций – трубопроводов (воды, газа, пара, воздуха, кислорода, отработанных вод и т.д.), электрических кабелей, проводов;
2. Чертежи общих видов – планы и разрезы цехов, агрегатов, зданий, сооружений, коммуникаций;
3. Деталировочные чертежи – планы и разрезы отдельных строительных элементов и конструкций (фундаментов, колонн, балок, стен, кровли и т.п.)
4. Монтажные схемы и чертежи для осуществления работ по монтажу конструкций (металлических и железобетонных), оборудования (механического, энергетического и подъёмно-транспортного, контрольно-измерительных приборов (КИП) и автоматики);
5. Рабочие планшеты генерального плана металлургического завода, предназначенные непосредственно для разбивки на площадке строительства зданий, сооружений, коммуникаций и агрегатов.
Основное назначение рабочей документации состоит в том, чтобы уточнить генеральный план застройки, обеспечить полную увязку строительных конструкций с габаритами производственного оборудования и фундаментами под них, а также с устройствами по санитарной технике, энергетике и т.п.
В строительной части проекта детально разрабатывают металлические, каменные и деревянные конструкции зданий со спецификациями и выборками.
Сроки выполнения рабочей документации зависят от сроков строительства металлургического завода. Как правило разработку документации начинают за год до начала строительства объектов и завершают вместе с окончанием строительства металлургического завода.
Генеральный план металлургического завода
Главный (генеральный) план взаимного расположения на выбранной для строительства металлургического завода площадке всех цехов, агрегатов, зданий, сооружений и коммуникаций, а также примыкания всех внешних входящие и выходящих инженерных сетей энергетики, водоснабжения, транспорта и связи.
Цель разработки Плана: установление наиболее целесообразного, оптимального расположения на площадке всех объектов проектируемого предприятия.
• эффективная организация производства в соответствии с разработанной технологией путём создания надлежащих производственных связей между цехами и в каждом цехе между агрегатами;
• экономичное строительство завода в установленные сроки и в соответствии с очередностью за счёт целесообразного использования территории и организации строительства.
• создание благоприятных условий труда, охраны окружающей среды, санитарно-бытового обеспечения трудящихся, что достигается целесообразным взаимным расположением цехов, агрегатов, санитарно-бытовых, медицинский и культурных учреждений, а также осуществлением решений по производственной эстетике;
• целесообразное развитие предприятия, установленное перспективными проектными решениями, и резервирование необходимой территории для строительства новых и расширения действующих цехов, строительства новых агрегатов, зданий, сооружений и коммуникаций.
Таким образом:
Генеральный план – комплексный инженерный документ, в котором представлены технические, организационные, социальные и экономические проектные решения, охватывающие проблемы как строительства, так и эксплуатации металлургического завода.
Нужно помнить, что все генеральные планы отличаются друг от друга и зачастую уникальны!
Основные принципы проектирования Генеральных Планов металлургического завода
1. Поточность производства
2. Зонирование цехов
3. Компактность расположения
4. Учет инженерно-геологических характеристик площадки
5. Применение наиболее прогрессивных видов транспорта
6. Наиболее удобные внешние связи
7. Создание наиболее благоприятных микроклиматических условий
8. Размещение помещений и сооружений культурно-бытового назначения
9. Очередность строительства
10. Возможность расширения и реконструкции
Поточность производства
Принцип поточности производства определяется технологической последовательностью, основанных металлургических цехов от получения сырья и топлива на одной стороне завода до выдачи готовой продукции на другой.
Такое расположение основных цехов вдоль главной планировочной оси вызывает необходимость периферийного размещения вспомогательных цехов (энергетических и ремонтных, транспортных сооружений и сортировочных станций, общезаводских складов и обслуживающих помещений).
Такое взаимное расположение цехов, зданий и сооружений позволяет образовать главную улицу, состоящую из основных производственных цехов и вспомогательных цехов, расположенных по обе стороны от главной улицы и связанных с ней соответствующими транспортными путями и средствами.
Зонирование цехов
Внутри металлургического завода образуются отдельные зоны, каждая из которых представляет собой комплект агрегатов, зданий, сооружений и коммуникаций, входящих в состав того или иного вида производства или общезаводского хозяйства и связанных между собой технологическим транспортом.
Например:
- коксохимическое производство;
- цехи подготовки сырья к доменной плавке;
- доменный цех;
- блок ремонтных цехов;
- цехи и сооружения энергетического хозяйства;
- здания и сооружения железнодорожного транспорта и складского хозяйства;
- блок зданий административного управления завода.
Компактность расположения
Все цехи, агрегаты, здания, сооружения и коммуникации располагают компактно, при максимально возможной экономии территории, отведенной для строительства металлургического завода, минимальных затрат на строительство транспортных и энергетических инженерных коммуникаций, связывающих между собой основные производственные и вспомогательных цехи, и обеспечение кратчайших технологических связей между цехами.
Факторы:
- Блокирование зданий родственных производств и сооружений различного назначения,
- Приближение источников энергоснабжения к потребителям,
- Совмещение энергосетей,
- Вид межцехового транспорта,
- Характер планировки транспортных магистралей в отношении их пересечения,
- Развязка на различных уровнях.
Инженерно-геологическая характеристика
Необходимо учитывать объективные данные о характере рельефа и неоднородности грунтовых условий на территории, отведенной под строительство металлургического завода.
В том числе факторы:
• Разнообразие несущей способности грунтов,
• Наличие подземных вод,
• Степень агрессивности вод,
• Гидрогеологические условия.
От них зависят:
• Глубина заложения фундамента зданий и оборудования,
• Расположение подземных коммуникаций и подвальных помещений,
• Динамические нагрузки на грунт и возможные просадочные явления,
• Устройства гидроизоляций и свайных оснований и т.д.
Нулевой цикл строительства:
выполнение огромного комплекса подземных сооружений (фундаментов, подвалов, туннелей, ям и т.д.), объём которых может составлять не менее половины общего объёма строительных конструкций.
Учёт инженерно-геологической характеристики является весьма важным фактором. Например, неблагоприятный рельеф площадки обуславливает необходимость террасного расположения цехов.
Применение наиболее прогрессивных видов транспорта
Технологический межцеховой транспорт и его виды оказывают решающее влияние на характер планировочных решений, в первую очередь на компактность расположения цехов и на условия эксплуатации агрегатов.
Нужно перемещать: сыпучие материалы, жидкий металл и шлак, слитки и заготовки различных габаритов и масс.
Что формирует ряд требований:
- Специализация транспорта по технологическому принципу и характеру перемещаемых грузов;
- Отсутствие пересечения путей жидкого металла и шлака;
- Соблюдение минимальных радиусов закруглений и предельных подъёмов;
- Ограничение применения развязки в разных уровнях;
- Применение непрерывного (конвейерного и трубопроводного) внутри и межцехового транспорта, обеспечивающего возможность механизации погрузочных и разгрузочных работ и комплексной автоматизации транспортных систем.
Наиболее удобные внешние связи
В проекте генерального плана должны быть предусмотрены наиболее удобные внешние связи металлургического завода, что требует создания соответствующих примыканий инженерных коммуникаций энергетики, водоснабжения, транспорта и связи для обеспечения минимальных затрат при их возведении, а также для удобства и надёжности в эксплуатации.
Создание наиболее благоприятных микроклиматических условий
Целесообразное взаимное расположение производственных цехов, выделяющих пыль и газы, исходя из розы ветров на площадке завода. Наиболее целесообразно расположение цехов, при котором вредные выделения менее всего достигают цехов, в которых сосредоточено наибольшее число работающих. Например, цехи холодной прокатки располагают с подветренной стороны по отношению к коксохимическому, аглодоменному и сталеплавильному производству.
Используют также санитарно-защитные зоны как внутри завода между цехами, так и вокруг завода. Как правило, это массивы зелёных насаждений различных видов растений.
Размещение помещений и сооружений культурно-бытового назначения
Наиболее рациональное размещение это максимально приближенное к рабочим местам с целью снижения расхода времени на получение услуг. Они делятся на: внутри-, межцеховые и общезаводские.
Встречаются следующие межцеховые помещения и сооружения:
- Внутризаводского транспорта
- Санитарно-бытовые отдельно стоящие помещения (соединены туннелями)
- Общественного питания
- Медицинские пункты и торговые помещения
- Помещения для встреч, обсуждений и обучения
Решение вопросов производственной эстетики
Наиболее благоприятная внешняя обстановка на территории завода достигается за счёт:
- Наиболее целесообразного расположения цехов, зданий, агрегатов, сооружений и коммуникаций
- Симметричного расположения кварталов заводов, главных и второстепенных улиц, широких и удобных проездов
- Простое и выразительное оформление архитектурных деталей и окраски зданий, сооружений и коммуникаций
- Разнообразное озеленение всей территории завода с размещением малых
архитектурных форм
- Удобное расположение и красивое оформление средств информации на всей
территории завода
Очередность строительства
Принцип очередности строительства выражает необходимость последовательного осуществления строительства блоков от центра завода к его периферии, а внутри блока также от центра к периферии.
При этом решаются вопросы компактного расположения самих блоков, с учетом минимальной длины инженерных сете между ними, а также создание наиболее благоприятных условий для строительства следующего блока с возможностью одновременной эксплуатации готовых блоков.
Это обеспечивает непрерывное развитие завода.
Возможность расширения и реконструкции
Металлургический завод должен иметь условия для расширения путём строительства новых цехов и развития существующих.
Поэтому в проекте генерального плана должны быть предусмотрены резервные территории на периферии и за пределами ограды завода.
Поэтому анализ максимального количества факторов, влияющих на само производство и на экологию территории на котором оно расположено является весьма актуальным вопросом, и поэтому подлежит дальнейшему анализу и детализации.
