钢铁厂建筑的历史可以追溯到19世纪中叶前,当时炼钢技术尚处于早期发展阶段,钢铁厂的厂房结构类似于一般的机械厂热加工车间。随着炼钢技术的进步和钢铁生产的规模化,钢铁厂的建筑风格逐渐形成了独特的特征。

历史沿革

19世纪中叶以后,随着转炉炼钢等新技术的出现,钢铁产量显著增长。到了19世纪后期,钢铁联合企业的规模不断扩大,钢铁厂的建筑也随之发展出自身的特色。在中国,19世纪末建立了第一个钢铁厂——汉阳铁厂。进入20世纪50年代,中国开始自主设计并建设年产能超过百万吨的钢铁联合企业。

设计原则

场址选择与总体布局

钢铁厂选址应考虑到运输便利性,靠近原材料来源或市场需求,并确保充足的能量和水资源供应。厂区的整体布局应遵循生产工艺流程、运输需求及当地实际条件,避免生产线交叉,追求简洁高效。同时,应综合规划能源供应、供水排水、存储、运输、机电维护以及行政管理和员工福利设施,注重环保问题。

主要车间设计

钢铁厂的主要生产车间通常为热加工车间,常采用单层厂房结构,以适应其高、大、宽的特点。例如,纯氧顶吹转炉车间的高度可达60-70米,大型轧钢车间的钢坯库存跨度可达42米,甚至多达十个连跨,横向长度超过200米。为了适应大型设备的需求,厂房内柱间距较大,如30-42米。这些车间多数采用钢结构,但也有一些使用钢筋混凝土结构。因此,在设计过程中,应对屋顶、天窗、墙壁和建筑防护给予特别关注。

屋顶设计

炼铁、炼钢、轧钢车间的屋顶分为三种类型:大坡度屋顶、中等坡度屋顶和小坡度屋顶。不同类型的屋顶各有优缺点,设计师应根据具体情况进行选择。

天窗设计

天窗的设计应兼顾通风散热和避风要求,以提高工作效率和安全性。

墙体设计

墙体材料的选择应考虑轻量化、大型化、预制装配化,具备防火、防水、保温等功能,并能提供美观的外观。墙体制式可根据车间特性和地区条件选用封闭式、敞开式或半敞开式。

建筑防护

对于高温环境下的钢筋混凝土构件,以及直接暴露于火焰或熔渣飞溅的区域,应采取隔热保护措施。对于存在液体或气体腐蚀的区域,如酸洗间、充电间、油库等,应按照相应的防腐规范进行建筑设计。此外,钢铁厂内部大气含有大量的腐蚀性气体和金属氧化物粉尘,可能造成酸性或碱性腐蚀,因此在采用薄壁钢结构时应有适当的防护涂层。

其他设计考虑因素

钢铁厂建筑还需考虑撞击、振动、噪音等因素的影响,以及因大面积地面负载和锻锤连续冲击导致的地基不均匀沉降问题。

参考资料

汉阳铁厂的选址之争.中国钢铁新闻网.2024-10-31

号称“能守100年”,亚速钢铁厂为何这么耐打?|循迹晓讲.腾讯网.2024-10-31