Проектирование цехов и заводов

Характеристика архитектурно-строительных решений электросталеплавильных цехов

Электросталеплавильные цехи по своему архитектурно-строительному решению обычно выполняются разновысокими. Практика показывает, что наиболее высоким является печной пролет, который определяет высоту здания и уровень подкрановых путей. Высота подкрановых путей в зарубежных цехах на 5-8 м ниже, что определяется компактностью электросталеплавильных и разливочных установок. Большинству электросталеплавильных цехов присуща вытянутая форма плана, что объясняется линейным расположением электропечей в цехе. Причем длина цехов, в виду неодинакового числа печей, изменяется в широких пределах. Практика показала, что строительство протяженных цехов нецелесообразно, поскольку становится трудно управляемым технологический процесс, возрастает напряженность грузопотоков, увеличивается периметр наружных ограждений зданий, повышается инфильтрация воздуха в зимнее время, что ведет к выхолаживанию цехов. Так, Челябинский ЭСПЦ-2 с шестью 100-тонными печами имеет длину 324 м, а типовой цех с 8 печами по 80 т имеет длину 462 м.

Сложные и нечеткие планировочные схемы большинства ЭСПЦ неразрывно связаны с такими же сложными архитектурно-строительными решениями. Для большинства зданий цехов первого и второго типов характерно ломаное очертание  профиля с сильно выступающими печными и разливочными пролетами, имеющими обычно одну высоту. Кровли, как правило, малоуклонные 1/10-1/22. Перепад высот кровель между шихтовым и печным пролетами составляет для цехов 1 группы 6-8 м, для 2-3 групп 18-20 м. Сильно изломанный профиль зданий приводит к большой площади наружных ограждений, к плохому проветриванию зданий, связанному с наличием воздушных мешков. Малые уклоны кровли и перепады приводят к накоплению пыли и снега. Исключением являются ЭСПЦ-2, 3 ранней постройки завода «Днепроспецсталь». Профиль ЭСПЦ-3 полностью лишен перепадов, печной и разливочный пролеты перекрыты крутоуклонной кровлей с единым скатом с уклоном 1/5.

В цехах современного типа строительные параметры унифицированы. Шаг колонн кратен 3 м и составляет, обычно, по наружным рядам 6 м, по внутренним рядам (ввиду специальных технологических требований) – 12 м, а в ряде мест 24, 30, 36 м. В последнее время наблюдается переход на унифицированный шаг колонн по наружным рядам для электросталеплавильных цехов –12 м. С этим шагом выполнены все последние проекты для цехов второго типа (многопролетных).

Здания электросталеплавильных цехов принадлежат к основному типу сталеплавильных цехов черной металлургии (сооружения II класса, категории I). В них используют краны с тяжелым режимом работы. Грузоподъемность разливочных кранов в действующих цехах достигает 320/100/6 т, что обусловливает применение конструкций, обеспечивающих повышенную жесткость зданий.

Конструктивная схема большинства цехов первого типа состоит из двухпролетных Н-образных рам печного и разливочного пролетов с опиранием на них Г-образную раму шихтового пролета. Во всех решениях современных цехов используют стальные несущие конструкции каркаса здания. Железобетонные конструкции встречаются только в старых цехах первой группы с малыми электропечами. Подкрановые балки – сплошностенчатые, несущие конструкции покрытий представляют собой решетчатые фермы с параллельными поясами трапецеидальной формы. Удельный расход стали на каркас здания возрастает с увеличением вместимости печей и составляет для цеха с печами вместимостью 50 т (цех №1 завода «Днепроспецсталь») — 180 кг/м2, с печами 100 т (для Новолипецкого и Череповецкого цеха) – 450 кг/м2 и 480 кг/м2 для Волгоградского цеха с печами 200 т, что объясняется применением более тяжелого технологического и кранового оборудования.

Здания электросталеплавильных цехов обычно строят неотапливаемыми с холодными конструкциями ограждений. Для перекрытий используются ребристые железобетонные плиты. Стальные кровельные панели или волнистые асбоцементные листы не оправдали себя в эксплуатации.

Для стен применяются тяжелые неэффективные материалы: железобетонные панели, бетонные блоки, кирпич. Представляет интерес применение волнистых металлических или асбоцементных листов. Недостатком современных цехов обоих типов является большая площадь остекления, что вызывает необходимость постоянного ухода за ними (остекление, чистка) и приводит к дополнительной, нежелательной инфильтрации воздуха, выхолаживанию здания в зимнее время и перегреву воздуха в летний период.

Все рубрики