沿海鋼鐵廠總圖運(yùn)輸設(shè)計淺析

王耀峰

（中冶南方工程技術(shù)有限公司， 湖北 武漢 430223）

總圖運(yùn)輸設(shè)計是根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策和工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，建廠地區(qū)地理、環(huán)境、交通等條件，合理選定廠址，按照工藝要求及物料流程，統(tǒng)籌處理場地和安排各設(shè)施的空間位置，系統(tǒng)處理物流、人流、能源流和信息流的設(shè)計工作。本文從廠址選擇、總平面布置、豎向布置等方面對沿海鋼鐵廠總圖運(yùn)輸設(shè)計進(jìn)行探討。

1 廠址選擇

伴隨著資源和產(chǎn)品市場的國際化，新建大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)廠址均選擇在沿海地區(qū)。沿海布局縮短了大宗原、燃料及成品的運(yùn)距，降低了運(yùn)輸成本，同時減小了內(nèi)陸土地及環(huán)境壓力。沿海鋼鐵基地廠址選擇主要考慮的因素有自然資源、能源動力、環(huán)境條件、交通運(yùn)輸、市場需求、人力資源等[1]。

廠址選擇是一項包括政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的綜合性工作，必須貫徹國家建設(shè)的各項方針政策。廠址選擇一般按準(zhǔn)備工作、現(xiàn)場踏勘、編寫報告三個階段進(jìn)行。

1.1 準(zhǔn)備工作階段

1）學(xué)習(xí)國家關(guān)于鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策及相關(guān)的政策法規(guī)，對沿海建設(shè)鋼鐵廠的基本要求等。

2）按照規(guī)模要求制定廠址選擇的基本原則和要求。

3）編制收集設(shè)計沿海鋼鐵廠的基礎(chǔ)資料提綱。

4）了解廠址預(yù)選地各項優(yōu)惠政策、土地、供水、供電資源供應(yīng)等及相關(guān)的規(guī)定。

5）輔料供應(yīng)基地的資源分布狀況和貯量情況。

1.2 現(xiàn)場調(diào)研考察階段

1）與廠址預(yù)選的有關(guān)人員交流，了解廠址預(yù)選的情況及當(dāng)?shù)貙ㄔO(shè)鋼鐵廠的意見。

2）現(xiàn)場踏勘、對照地形圖核對有關(guān)聯(lián)的資料，了解廠址范圍內(nèi)地淺海、灘涂、地形地貌等情況。

3）向各管理部門收集各項優(yōu)惠政策及相關(guān)規(guī)定、市場、土地、水、電、環(huán)保、水文、歷史最高、最低潮位、半日潮、全日潮以及潮流的方向和影響、水土保持、文物古跡、軍事設(shè)施、交通運(yùn)輸、消防、氣象、風(fēng)向的影響、輔料資源地等基礎(chǔ)資料（不同的廠址分別收集）。

4）初談有關(guān)協(xié)議及意向。

1.3 編制廠址選擇報告階段

1）整理現(xiàn)場收集的有關(guān)資料，將現(xiàn)場踏勘、調(diào)查、收集的資料、意見進(jìn)行歸納整理。

2）各有關(guān)專業(yè)協(xié)商收集的資料共用及通用性。

3）根據(jù)規(guī)模及產(chǎn)品方案，確定工藝路線及金屬平衡，確定主要生產(chǎn)設(shè)施組成、車間的外形等。

4）編制廠址的總圖方案，初估有關(guān)主要工程量、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、繪制地理或區(qū)域、交通位置圖。

5）進(jìn)行廠址方案的比較并提出推薦意見：廠址方案比較主要從廠址所在的地理位置、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r；廠區(qū)用地、發(fā)展條件、用地、用海的條件；廠區(qū)的地形、高差、填挖工程量、回填土源情況；水文、氣象、潮位、風(fēng)向的影響；項目建設(shè)及發(fā)展與城市規(guī)劃、發(fā)展的影響；廠址區(qū)域的水運(yùn)建港條件、大宗原燃料泊位的大小，是否具備建設(shè)20萬t級或30萬t級碼頭工程的條件；鐵路接軌、公路連接、供水、排水、供電、社會協(xié)作條件；拆遷工程量、居民搬遷等；廠址環(huán)境影響、廠址經(jīng)營費(fèi)用的比較；其他方面，如軍事設(shè)施、文物古跡。

2 沿海鋼鐵廠總平面布置

總平面布置是在廠址確定后，根據(jù)生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅⒔Y(jié)合場地的自然條件，合理地確定擬建建筑物、構(gòu)筑物、交通運(yùn)輸線路、工程管線、綠化等設(shè)施的平面位置，使各設(shè)施成為統(tǒng)一的有機(jī)整體，并與城市規(guī)劃和廠外交通運(yùn)輸網(wǎng)相協(xié)調(diào)。沿海鋼鐵廠總平面布置考慮的因素有物流的方向（碼頭的位置）、自然條件、建設(shè)用地指標(biāo)等。

2.1 物流與總平面布置

物流運(yùn)輸是企業(yè)生產(chǎn)的紐帶，總圖布置的合理與否在很大程度上取決于物流運(yùn)輸線路的設(shè)計。鋼鐵廠物流主要包括進(jìn)出廠物流和廠內(nèi)物流。

1）進(jìn)出廠物流。進(jìn)出廠物流主要包括各種原燃料的運(yùn)入及成品鋼材的運(yùn)出。沿海鋼鐵廠進(jìn)出廠物流運(yùn)輸方式主要以水運(yùn)為主、鐵運(yùn)為輔、公路補(bǔ)充?？偲矫娌贾脩?yīng)充分發(fā)揮臨海、深港、大型船只的優(yōu)勢，使接受廠外大宗原燃料的堆場靠近原燃料進(jìn)廠方向位置，使成品車間靠近成品外運(yùn)方向位置。

2）廠內(nèi)物流。廠區(qū)內(nèi)物流主要是各工藝單元間的生產(chǎn)物流。物料經(jīng)綜合原料場、堆場分別流向燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、煉鐵、煉鋼及軋鋼等生產(chǎn)單元，最后成品出廠。生產(chǎn)物流流向合理以及生產(chǎn)物流運(yùn)輸路線順暢短捷是鋼鐵廠總平面布置的基本要求。生產(chǎn)物流根據(jù)工藝間關(guān)系采用不同的運(yùn)輸方式，包括鐵路、道路、膠帶機(jī)、輥道、運(yùn)輸鏈、管道等。

3）總平面布置。進(jìn)出廠物流與廠內(nèi)物流串聯(lián)起來主導(dǎo)著總平面布置。沿海鋼鐵廠如果可利用的碼頭岸線長，可以使原燃料從一側(cè)進(jìn)入，成品從另一側(cè)運(yùn)出，則這種總平面為“一”字型布置。如果可利用的岸線短，可以根據(jù)岸線特點(diǎn)進(jìn)行“U”型布置或“L”型布置。

2.2 自然條件對總平面布置的影響

自然條件包括地形、地質(zhì)條件、氣候條件、水文條件等。其中對總平面布置影響較大的是全年主導(dǎo)風(fēng)向，鋼鐵廠鐵前系統(tǒng)污染源較大，如綜合原料場、燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、高爐等應(yīng)布置在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。

2.3 嚴(yán)格控制建設(shè)用海用地（緊湊式總平面布置）

總平面布置的緊湊，不僅可以直接節(jié)省項目填海或占地的費(fèi)用，還可以降低企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行成本[2]。緊湊式總圖布置的方式需要做到以下幾個方面：

1）廠區(qū)功能分區(qū)明確，成組布置，聯(lián)合布置。

2）積極采用新工藝，鐵鋼界面多種形式靈活運(yùn)用。

3）優(yōu)化管線布置，減小占地。

4）合理、適當(dāng)預(yù)留場地，實現(xiàn)近期、遠(yuǎn)期的銜接，達(dá)到節(jié)約用地要求。

3 沿海鋼鐵廠豎向布置

沿海鋼鐵廠在建設(shè)時有兩種建設(shè)類型：即填海造地建廠和利用沿海陸地建廠。

填海造地建廠要求海水先淺后深，具備填海建廠和建造深水港的條件，“淺”適合填海造地、建造廠區(qū)；“深”適合建深水碼頭、擴(kuò)大航運(yùn)能力。利用沿海陸地建廠主要依靠沿海的平整山丘和高地開掘深水港，如日本的住友金屬的鹿島制鐵所。該廠主要廠區(qū)為高松地區(qū)300萬m2的平整山丘地區(qū)，并挖掘了一條“人”字形深水航道，用于原料及產(chǎn)品的運(yùn)輸。

沿海建廠，尤其是采用“港廠結(jié)合方式”建廠，場地標(biāo)高的確定是非常重要的。而確定平土標(biāo)高主要考慮的因素有：

1）按國家防洪標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計防潮、防內(nèi)澇問題，滿足排水要求。

2）盡量減少土、石方量和基礎(chǔ)工程量，做到經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)省投資。

3）結(jié)合外部鐵路、道路標(biāo)高，做到接點(diǎn)平順連接。

4 某沿海鋼鐵廠總圖運(yùn)輸設(shè)計案例

南方某市規(guī)劃鋼鐵廠選址在該市臨海工業(yè)園區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢明顯，具有優(yōu)越的港口、便捷的鐵路、發(fā)達(dá)的公路外部運(yùn)輸條件。廠址用地由山丘、淺海、灘涂組成，其中大部分用地吹沙填海形成，其余為丘陵和山坡荒地，農(nóng)田較少。廠區(qū)西側(cè)、南側(cè)靠海，總平面布置如圖1所示。

圖1 某沿海鋼鐵廠總平面布置及物流方向示意圖

該鋼鐵廠總平面布置特點(diǎn)：

1）物料流向采用“U”型布置，無迂回折返。原料由西南面進(jìn)入綜合原料場、煤場，經(jīng)燒結(jié)、焦化至高爐，轉(zhuǎn)向煉鋼和軋鋼。鋼材成品大部分由東向西從海上運(yùn)出。

2）鐵前工序布置在廠區(qū)的南面，主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。鋼后工序布置在廠區(qū)的北面，主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。采用寬度約60 m的綠化分隔帶，功能分區(qū)明確，有利廠區(qū)環(huán)境保護(hù)。

3）采用先進(jìn)的工藝，流程短捷、布置緊湊。平面布置多采用聯(lián)合布置形式，煉鐵與煉鋼緊湊布置，煉鋼連鑄與熱軋聯(lián)合布置，冷軋采用單元化成組集中布置。

5 結(jié)語

廠址選擇、總平面布置、豎向布置方案的合理與否直接影響到企業(yè)建設(shè)投資效益和生產(chǎn)經(jīng)營成本等問題，這就要求在工程設(shè)計中不斷比選，不斷優(yōu)化，做出更優(yōu)的總圖。

[1]雷明.廠址選擇[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1992.

[2]雷明.工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1998.