钢铁企业总图运输优化设计研究

赵璇

济钢集团国际工程技术有限公司山东济南250101

摘要：在我国钢铁企业现代化建设中，应用总图专业知识在项目选址、布局、规划、布置和运输网的设计等方面，发挥了重要的作用。钢铁企业生产规模大，内部运输错综复杂；在规划建设阶段，应用总图设计方案的合理化，有利于减少运营成本，提高生产效益。在科学技术飞速发展的今天，加强钢铁企业总图运输优化设计，已成为我们研究的一项重要内容。基于此，本文就钢铁企业总图运输优化设计进行分析与研究。

关键词：钢铁企业；总图运输；优化设计

一、总图布置的形式及其主要影响因素

总图布置的形式

总图布置形式主要是指钢铁（或产品型）联合企业内各主体功能单元根据各单元工艺流程需要摆放在一起，在满足工艺生产和物料运输需要等条件下形成的一个固有的总平面布置形式。具体分为两大类：

根据主体功能单元的位置关系形成的总图布置形式有：人字形布置、斜角成组布置、串联式布置等。

按物料流经全厂的流程、形态不同形成的总图布置形式有：“L”形、“U”形、“一”（直线）形等布置形式，这是目前讨论最多以物料流程线形态来命名的总图布置型式。“物料流程”主要是指：从原燃料入厂起到成品出厂止，大宗物料、半成品、成品在车间之间、工序之间、生产线之间的物料储存、转化（物理的、化学的）、包装、运输的全过程。

总图布置形式的主要影响因素

海外项目的工程建设咨询阶段，通常不像国内需要有个独立的厂址位置选择阶段，但在业主指定建设场地上研究总图方案时，仍需研究国内项目厂址选择阶段、总图布置方案设计阶段需要考虑的诸多影响因素对总图方案的影响。

总体布局（规划）阶段考虑的主要因素

符合当地相关城市规划，适应外部物料运输条件，重视卫生防护距离，注意当地风向和朝向，考虑项目施工期及投产后协作条件和当地人力资源条件，合理确定有关配套项目用地（如：循环经济用地、工业垃圾用地等），留有远期发展条件，避免拆迁或影响现有重要设施，统一规划场地竖向布置中的防洪、排涝措施，场地开拓工程的各项技术措施，适当考虑施工设施配套用地等。

总图布置方案需要考虑的主要问题

在确定厂址位置的条件下，具体的总图布置方案需要考虑的主要问题有：在总体布局（规划）的基础上，在有关规范、规定的要求指导下，根据工厂规模、生产工艺流程、物料流向、厂内外运输、厂区地形地质、建筑朝向以及预留发展等要求，全面地、因地制宜地规划工厂所有功能设施及其场地上建构筑物、运输线路、管线布置等。在符合工厂当地的操作习惯、风俗习惯、管理模式条件下，经多方案技术、经济比较，择优推荐。

二、钢铁企业总图运输优化设计应注意的问题

钢铁企业运输设计中要考虑运输物料的特点和性质。钢铁企业生产过程中所需要运送的物料很多，其特点不同，性质各异。有固体（如废钢、矿石、合金、钢锭、钢材、煤炭等）、液体（如水、油等）、还有气体（如空气、蒸气、氧气、天然气、氮气等）；有成件的，还有散状的；有高温的（如钢锭、钢坯），还有易燃易爆的（如天然气、氢气）等等。货物的这些特性对运输方式的选择有很大的影响。例如散状的或小块的物料（煤、焦炭等）可选用胶带运输。大宗的燃煤通过铁路运输到达堆场，通过龙门吊转至胶带运输，再传送到锅炉房。高温的钢锭需选用铁路运输。还有高温连铸坯、轧制过程中传送物料宜采用辊道运输，气体（如动力车间蒸汽站向全厂区供蒸汽）和液体货物（如水泵站、高位水池、净化站向全厂供水）宜选用管道运输等等。总之，在选择厂内运输方式时必须考虑所输送物料的特点，使所选用的运输方式要和输送的物料相适应，以确保运输任务的顺利完成，并为运输的高效、低能耗创造条件。

钢铁企业运输设计中要考虑建设场地条件和总平面布置情况。不同的运输方式对建设场地坡度的要求不同。如铁路运输爬坡能力小，要求场地较平坦，汽车运输爬坡能力较铁路运输大，对场地坡度有一定的适应性；胶带运输、管道运输对场地高差适应性较强。当建设场地坡度大或采用阶梯式竖向布置时，选择厂内运输方式应考虑场地坡度或台阶高度对运输方式的影响。同时，运输方式的选择要统筹考虑厂内整个运输过程和总图布置的合理性，以免运输方式选择不当或其技术条件不妥而造成厂区总平面布置的整体不合理或导致物料不必要的中间转动。

钢铁企业运输设计中要考虑货物的运量和运距。为了确保钢铁企业的正常生产，所选用的运输方式必须满足生产对货物运输量的要求。也就是说生产需要量大的货物，就要考虑运输能力较大的运输方式，如铁路运输、胶带运输等。生产需要量少或用户分散的就要考虑运输能力较小或运输灵活性较大的运输方式，如道路运输等。运输距离对选择厂内运输方式的影响尽管不像对国家交通运输干线或厂外运输影响那么突出，但也是一个不容忽视的重要因素。在诸运输方式中有的适合于短距离运输，如辊道运输等；有的适于长距离运输，如铁路运输、管道运输等。

钢铁企业总图运输优化设计的思路。在钢铁企业总图运输设计中，传统的设计基本依靠定性分析、条框式的思考与研究，从而派生出了对于既有经验有很强依赖性的传统总图运输设计方法。采用此传统的设计方法，确定一个钢铁企业的各组成部分之间的空间相对位置关系，往往是依靠工程师们丰富的设计实践经验，在图纸上通过不断调整相对位置关系完成的。这种以“布置→调整→再布置→再调整”为思路且缺少定量分析的设计方法，需要设计者不断调整方案，会造成时间与精力的大最消耗；对于经验的依赖性将不可避免地受到人为因索的干扰，在这种主观干扰比较严重的情况下，最终难以得到整个系统的最优组合。现代大型钢铁厂，总平面设计的一个特点就是布置形式都是采用“一线型”的系统。该特点就是原料从一端进厂，以最短的路程，把制成的成品从另一端出厂，使物料在厂内运输路程最短，避免折返，运输流动的过程也是生产加工的过程，使运输和加工有机结合，实现了在运输过程中加工，在加工过程中运输，从而降低厂内运输费用。

结束语

我国大型钢铁企业绝大部分是在上世纪70年代以前兴建的。由于当时历史的局限性和国情的影响，以及运输装备、技术都比较滞后等原因，企业在设计、建设当初就受到传统冶炼运输模式的束缚，导致钢铁企业厂区大宗物料转移长期以铁路运输为主导。虽然这种运输方式曾经为钢铁企业生产经营发展发挥了极其重大的作用，但从企业长远可持续发展的需要来看，大多数大型钢铁企业的厂区运输方式普遍存在亟待优化的问题。加强钢铁企业总图运输优化设计，有利于减少运营成本，提高生产效益是现阶段最为重要的问题。

参考文献：

[1]张琦.工业企业总图运输优化设计理论方法与应用研究[D].西安建筑科技大学，2008.

[2]左精力.基于生产物流分析的钢铁企业总图设计优化研究[D].西安建筑科技大学，2012.

[3]毛灿.钢铁企业总图运输设计模式探析[J].钢铁技术，2012，03：31-37.

[4]张琦.基于优化与评价的工业企业总图运输设计理论研究[J].工程建设与设计，2007，09：52-56.