冶金工程设计 第1册 设计基础PDF电子书下载

第一章　冶金工程项目基本建设程序 1

第一节　基本建设工作流程 1

目录 1

第一篇　建设程序及设计方法 1

二、厂址选择 3

一、项目建议书 3

第二节　设计前期工作 3

四、环境影响报告书（表） 4

三、可行性研究报告 4

一、设计工作的任务和原则 5

第三节　设计阶段的工作 5

五、设计任务书（设计合同） 5

二、设计阶段的划分 6

三、设计工作的程序和步骤 7

四、设计工作的内容和深度 8

五、开展设计工作所需条件和原始资料 9

二、项目实施阶段 10

一、建设准备工作 10

第四节　实施阶段的工作 10

三、试生产和考核验收 12

四、建设项目的后评价 14

一、设计过程的主要步骤 15

第一节　设计过程的主要步骤和基本原则 15

第二章　现代设计方法简述 15

二、设计发展简史 16

三、设计的基本原则和要求 19

二、现代设计法的特征 20

一、设计的类型 20

第二节　现代设计采用的方法及特征 20

三、现代设计采用的方法 21

一、现代设计方法与传统设计方法的不同 22

第三节　现代设计方法与传统设计方法的比较 22

一、创新设计的意义 23

第四节　创新设计法 23

二、补充说明 23

三、常用的创新技法 24

二、创新设计的类型 24

四、创新设计的方法 25

一、产品生命周期的概念 26

第五节　生命周期设计与可靠性设计 26

二、产品生命周期设计及其组成 27

第六节　有限元设计 28

第七节　优化设计法 29

一、工程设计的优化 30

二、优化设计的数学模型 31

一、基本概念 32

第八节　计算机辅助设计（CAD） 32

二、CAD中的信息处理 33

三、模块化设计 34

一、地质勘探及储量分类 37

第一节　地质 37

第二篇　生产工艺概论 37

第一章　采矿选矿 37

二、金属矿产工业指标 38

三、矿山设计地质工作 39

一、金属矿床的开采方式 41

第二节　采矿 41

二、露天开采 42

三、地下开采 44

二、矿井建设专业的主要设计内容 45

一、矿井建设及其在采矿工程中的作用 45

第三节　矿井建设 45

三、竖井多绳摩擦式提升 46

二、竖井单绳缠绕式提升 46

第四节　矿山机械 46

一、斜井（坡）提升 46

四、货运架空索道运输 47

六、矿山排水与井下供水设施 48

五、矿井通风 48

七、压气设施 49

三、选矿工艺及流程 50

二、选矿厂规模 50

第五节　选矿 50

一、选矿、选矿产品及工艺指标 50

四、主要选矿设备及其适用条件 53

二、尾矿库的类型及特点 55

一、尾矿设施的组成及其重要性 55

五、选矿厂车间组成 55

第六节　尾矿设施 55

五、尾矿坝 56

四、尾矿库的防洪标准 56

三、尾矿库等别 56

八、尾矿浓缩 57

七、尾矿坝的稳定性 57

六、尾矿库排水构筑物 57

九、尾矿输送 58

十、尾矿回水 59

一、钢铁的分类 60

第一节　钢铁生产工艺过程 60

第二章　钢铁冶金 60

二、钢铁生产工艺流程 61

一、产量大幅度增加 65

第二节　我国钢铁工业发展概况 65

三、产品市场占有率不断提高，品种结构调整取得进展 66

二、钢铁工业布局更加合理 66

一、概述 67

第三节　烧结与球团 67

四、一些技术指标达到国际水平 67

五、我国钢铁工业存在的差距 67

二、烧结矿生产 68

三、球团矿生产 77

四、球团法与烧结法的对比 83

一、炼铁方法 84

第四节　炼铁 84

二、高炉炼铁生产工艺过程 86

四、炼铁原料 87

三、高炉冶炼产品 87

五、高炉设备 90

六、高炉的炉内反应 97

七、高炉的操作与事故处理 101

九、高炉炼铁主要技术经济指标 104

八、提高高炉产量的鼓风措施 104

十、COREX熔融还原技术 106

一、炼钢方法 109

第五节　炼钢和连铸 109

二、炼钢的原料 112

三、纯氧顶吹转炉炼钢法（LD）和顶底复合吹炼转炉炼钢法 116

四、碱性电弧炉炼钢 123

五、炉外精炼 130

六、连续铸钢 134

七、我国炼钢生产的技术经济指标 142

一、轧制钢材的品种和规格 144

第六节　轧钢 144

二、轧钢原理和常用轧制方法 146

三、轧钢生产工艺过程 150

四、厚板生产 153

五、热连轧带钢生产 155

六、冷轧板带钢生产 157

七、涂、镀层钢板生产 158

八、型钢生产 159

九、线材生产 160

十、钢管生产 161

十一、轧钢车间的年产量计算及轧钢生产主要技术经济指标 166

一、铁合金分类及主要产品标准 167

第七节　铁合金 167

二、铁合金生产的主要方法及特点 168

三、铁合金冶炼的主要设备 171

四、典型铁合金生产工艺 176

一、原料预处理 193

第二节　有色金属冶金方法 193

第三章　有色金属冶金（含贵金属） 193

第一节　有色金属分类 193

二、火法冶金 195

三、湿法冶金 198

四、熔盐电解 203

一、氧化铝生产 205

第三节　轻金属冶炼 205

二、氟化盐生产 208

三、电解铝生产 210

四、炭素制品生产 213

五、镁冶炼 216

六、钛生产 219

一、铜冶炼生产 222

第四节　重金属生产 222

二、铅锌生产 225

一、概况 232

第五节　贵金属生产 232

二、复杂金精矿的处理 233

三、铜阳极泥的处理 234

五、金和银的电解精炼 236

四、铅阳极泥的处理 236

六、铂族金属精矿的处理 237

一、稀有金属的用途 238

第六节　稀有金属（含半金属）生产 238

七、氢化金泥的处理 238

四、稀有金属原料 239

三、稀有金属生产及市场 239

二、稀有金属资源状况 239

第七节　铝加工 240

五、主要工艺流程及冶金方法 240

一、铝熔铸 241

二、铝板、带、箔生产 243

一、铜熔铸 247

第八节　铜加工 247

二、铜板带生产 248

三、铜管、棒、型材生产 249

一、焦炭 252

第一节　炼焦生产 252

第四章　焦化、耐火材料 252

二、炼焦用煤 254

三、常用炼焦工艺简介 256

四、常用焦炉炉型、生产能力和技术经济指标 259

一、化学产品生成及煤气组成 264

第二节　煤气净化、化学产品回收与加工 264

二、化学产品产率、组成和性质 265

三、煤气净化 267

四、精制和焦油加工的基本概念 272

二、耐火材料的性能 275

一、耐火材料的分类 275

第三节　耐火材料生产 275

三、冶金工业常用耐火材料的品种及应用 276

四、耐火材料生产基本工艺 281

一、设计范围 287

第一节　概述 287

第三篇　公用辅助设施设计 287

第一章　冶金工程项目电力和自动化设计基础知识 287

三、所需设计资料 288

二、电气系统设计原则 288

二、供电电源的要求 289

一、电力负荷的分级 289

第二节 电力负荷的分级及供电电源 289

一、三相交流电源与供配电电压 295

第三节　供配电系统 295

二、供配电系统的构成 296

三、负荷类型与改善供配电系统电能质量的措施 297

一、电动机类型 302

第四节　电力传动 302

二、电动机类型的选择 305

三、电动机启动方式及使用范围 306

四、变频调速和直流电机调速的比较 307

二、可编程序控制器 308

一、继电器控制线路 308

第五节　电气控制 308

二、冶金企业过程检测和控制自动化设计的范围 309

一、冶金企业过程检测和控制自动化设计的任务 309

第六节　自动化仪表 309

三、自动化设计所需资料 311

四、冶金企业过程检测和控制自动化工艺与仪表专业的配合 314

五、冶金自动化常用仪表 315

二、电讯系统组成及基本用途 329

一、电讯设计任务内容 329

第七节　电讯及铁路信号 329

三、电讯系统设计 333

四、铁路信号 337

二、计算机系统简述 340

一、计算机应用系统概述 340

第八节　计算机系统 340

四、生产控制计算机系统 343

三、过程控制计算机系统 343

一、煤气设施 344

第一节　内容和范围 344

第二章　冶金工程项目燃气设计 344

一、高炉煤气净化系统和TRT系统 345

第二节　高炉、焦炉、转炉煤气的净化和储存 345

二、空气分离装置（氧气站） 345

三、燃油库 345

四、保护气体站 345

五、乙炔站 345

六、化学灭火设施 345

二、焦炉煤气净化系统 347

三、转炉煤气回收设施 348

四、煤气的储存 349

五、氢气生产的原理及氢氧站的组成 350

四、冶金工厂氢气的用途 350

第三节　氧、氮、氩和氢气的生产和供应 350

一、空气深度冷冻和精馏生产氧气、氮气和氩气的基本原理 350

二、空气分离设备的系统和组成 350

三、常用空分设备的基本系列 350

二、油罐区（燃油储存设施） 351

一、卸油设施 351

第四节　燃油的储存和供应 351

五、油管道 352

四、油库消防 352

三、油泵站 352

一、煤气管道敷设的一般规定 353

第五节　煤气、燃油和氧气管道 353

二、油管道敷设的一般要求 354

一、卤代烷灭火设计 355

第六节　化学消防设施 355

三、氧、氮、氩管道设计的一般要求 355

二、二氧化碳灭火系统设计 356

一、能源 357

第七节　能源利用和管理 357

三、钢铁生产能源消耗现状及差距 361

二、节能 361

四、企业和设备的能量平衡 363

五、能源管理 365

第八节　所需设计资料及内容格式 366

一、煤气平衡 367

二、氧、氮、氩平衡 368

一、供热系统和供热设施设计 370

第一节　设计范围和内容 370

第三章　冶金工程项目热力设计 370

三、高炉鼓风机站设计 371

二、压缩空气站设计 371

一、工业锅炉房 372

第二节　工业锅炉房及热电站 372

四、高炉喷吹煤粉制备站设计 372

五、余热回收设计和气化冷却装置设计 372

六、热力管网设计 372

二、热电站 376

一、空压机的类别及用途 380

第三节　空压机站 380

三、压缩空气的品质要求 381

二、空压机站的设计原则 381

四、空压站工艺系统 383

一、供风流程和系统 384

第四节　高炉鼓风机站 384

五、空压机站布置 384

二、高炉鼓风机的选择 385

三、高炉鼓风机的原动机配置 387

五、富氧装置 388

四、附属设备的选择 388

六、脱湿装置 389

七、鼓风机站布置 390

三、制粉系统 391

二、磨煤机选型 391

第五节　高炉喷吹煤粉制备站 391

一、高炉喷吹煤粉制备站的设计 391

一、余热利用的设计原则 392

第六节　余热回收和汽化冷却 392

四、站房和设备布置 392

五、安全措施 392

三、冶金工厂余热回收和汽化冷却 393

二、余热利用的方法 393

四、强度计算 397

三、流体计算 397

第七节　热力管网 397

一、热力管网布置 397

二、热力管网敷设 397

六、保温和油漆 398

五、管道支吊架 398

四、设计给排水系统 399

三、设计原则 399

第四章　冶金工程项目给水、排水设计 399

第一节　概述 399

一、设计任务 399

二、设计范围 399

一、钢铁工厂用水量参考指标 400

第二节　水量和水质要求 400

三、有色金属厂矿用水量参考指标 401

二、钢铁厂用水水质参考指标 401

二、地表水取水构筑物设计 402

一、水源选择的原则 402

四、生活、消防水量及水质 402

第三节　水源及输水管道 402

三、地下水取水构筑物设计 403

一、天然水的物理、化学特性 404

第四节　给水处理 404

四、输水管道设计 404

第五节　排水系统 406

三、给水处理设施 406

二、给水处理流程 406

第六节　安全供水 408

二、密闭式循环水系统（即闭路系统） 409

一、敞开式循环水系统（即开路系统） 409

第七节　间接冷却水循环系统（净循环水系统） 409

第八节　除尘废水处理 410

第九节　烟气（煤气）净化（洗涤）循环水系统 411

一、平流沉淀池——高速过滤器方式 412

第十一节　热轧直接冷却循环水系统 412

第十节　炉渣粒化循环水系统 412

三、两种水处理方式的对比 413

二、化学除油器方式 413

三、生物脱氮处理 414

二、活性污泥处理法和生物膜处理法 414

第十二节　含酚、氰废水处理 414

一、废水水质 414

一、化学法处理 415

第十三节　含油及乳化液废水处理 415

第十四节　含酸、碱废水处理 416

三、超滤法和化学法处理的对比 416

二、物理法（超滤法）处理 416

第十五节　含铬、钒废水处理 417

第十六节　含重金属废水处理 418

一、盐酸酸洗过程及废液成分 419

第十八节　盐酸酸洗废液再生 419

第十七节　含稀有金属废水处理 419

三、提高氧化铁质量的措施 420

二、盐酸酸洗废液的再生方法和流程 420

一、钢铁厂污泥种类及其特性 421

第二十节　污泥处理和利用 421

第十九节　全厂性废水处理和回用 421

二、水质稳定性的判断 422

一、冶金工厂循环冷却水特点 422

二、污泥处理和利用流程 422

第二十一节　循环冷却水水质稳定处理及其发展 422

四、循环冷却水水质稳定处理 423

三、循环冷却水系统的水量平衡计算 423

五、循环冷却水水质稳定处理的技术发展 425

一、暖通空调专业内容 426

第一节　内容及设计依据 426

第五章　冶金工程项目暖通空调设计 426

一、采暖设置原则 427

第二节　采暖 427

二、暖通空调专业设计依据 427

三、采暖设计依据 428

二、采暖技术要求 428

四、采暖热媒及采暖方式的选择 429

五、采暖系统设置 430

二、通风设计依据 431

一、通风技术要求 431

第三节　通风 431

三、通风的方式及选择 434

四、通风系统设置 435

二、空调技术要求 436

一、空调设置条件 436

第四节　空调 436

三、空调设计依据 438

四、空调冷热源及空调方式的选择 439

五、空调系统设置 440

二、除尘设计依据 441

一、除尘技术要求 441

第五节　除尘 441

三、除尘的方式及选择 445

五、冶金企业除尘设施 446

四、除尘系统设置 446

一、采暖 447

第七节　设计所需资料内容 447

第六节　监测与控制 447

一、一般要求 447

二、检测与信号显示 447

三、调节与控制 447

四、除尘 448

三、空调 448

二、通风 448

一、建筑设计主要内容 450

第二节　建筑设计 450

第六章　冶金工程项目土建设计 450

第一节　土建设计概述 450

一、冶金工厂建筑发展概况 450

二、冶金工厂建筑、构筑物的设计范围 450

二、单层厂房建筑设计 452

三、多层厂房建筑设计 455

四、建筑防腐蚀设计 458

五、建筑消防设计 459

一、单层混凝土结构厂房设计 461

第三节　土建结构设计 461

二、单层钢结构厂房设计 465

三、多层厂房结构设计 474

四、厂房地基基础设计 475

五、厂房的抗震设计 478

六、设备基础设计 479

七、构筑物设计 482

一、屋面与天窗 487

第四节　建筑构造和材料 487

二、墙体 491

三、侧窗和大门 494

四、地面 496

五、钢梯 498

二、技术演进 499

一、研究对象 499

第七章　冶金工程项目总图运输设计 499

第一节　总图运输技术概述 499

三、发展趋向 500

一、任务内容 501

第二节　总图运输设计简述 501

二、指导思想 502

三、工作方法 503

四、评价决策 504

二、基本要求 506

一、任务内容 506

第三节　厂址选择 506

四、工作成果 507

三、工作程序 507

二、基本要求 508

一、任务内容 508

第四节　总体布置 508

二、平面布置 509

一、任务内容 509

三、工作成果 509

第五节　总平面设计 509

三、竖向布置 511

四、管线综合布置 512

二、基本要求 513

一、任务内容 513

五、绿化布置 513

第六节　运输设计 513

四、运输工程设计 514

三、运输组织设计 514

一、设计基础资料 515

第七节　总图运输设计所需资料内容 515

五、工作成果 515

二、设计互换资料 516

二、冶金工厂机械设备设计的任务 517

一、机械工程学研究的主要内容 517

第八章　冶金工程项目机械设备设计 517

第一节　概述 517

一、机械零件 518

第二节　机械零件、管件和常用材料 518

一、公差与配合的术语、定义及标法 519

第三节　公差与配合、表面粗糙度 519

二、管件 519

二、表面粗糙度 526

第四节　构件连接 529

二、铆钉和普通螺栓连接 530

一、焊接 530

一、传动方式 531

第五节　传动方式、弹簧工作原理、轴及轴承 531

三、法兰连接 531

三、轴及轴承的工作原理 532

二、弹簧工作原理 532

二、主要液压元件 533

一、液压传动和气压传动 533

第六节　液压传动和气压传动 533

三、液压系统的设计 534

一、起重设备 535

第七节　通用设备分类及选型 535

四、采用液压传动系统时注意事项 535

五、气压传动的特点 535

二、带式输送机 539

三、给料机 544

四、料仓闸门 548

一、机械设备安装程序 549

第八节　机械设备安装 549

二、机械设备安装的具体要求 550

一、环境保护设计原则 553

第一节　概述 553

第九章　冶金工程项目环境保护设计 553

二、各设计阶段主要内容 554

一、主要污染物分析 555

第二节　主要生产工序污染物分析和对环境的影响 555

二、主要污染物对环境的影响 556

第三节　主要污染控制措施 557

二、清洁生产内容 558

一、清洁生产定义 558

第四节　冶金企业清洁生产技术 558

三、推行清洁生产的作用 559

四、主要生产工序采用的清洁生产技术 560

二、各设计阶段主要内容 564

一、劳动安全卫生设计原则 564

第十章　冶金工程项目劳动安全卫生设计 564

第一节　概述 564

第三节　主要防范措施 567

二、主要职业危害 567

第二节　主要生产工序的主要危险和危害因素分析 567

一、主要职业危险 567

二、职业卫生主要防范措施 568

一、劳动安全主要防范措施 568

二、初步设计阶段主要内容 569

一、消防设计原则 569

第十一章　冶金工程项目消防设计 569

第一节　概述 569

第三节　主要防范措施 570

第二节　主要生产工序的主要火灾源 570

二、其他防范措施 571

一、总平面布置 571

一、投资估算 572

第一节　计算文件的划分及作用 572

第十二章　冶金工程项目投资计算 572

二、设计概算 573

三、施工图预算 574

二、计价方式 576

一、计价原理 576

第二节　计价原理及计价方式 576

二、各项费用计算方法 578

一、建设项目总投资构成 578

第三节　总投资构成及各项费用计算方法 578

一、建设项目总承包 590

第四节　工程承包 590

二、工程总承包招投标 591

三、承包合同的形式 592

四、工程项目承包合同的一般内容 594

第五节　初步设计阶段工艺专业提供资料的主要内容 595

二、市场预测 597

一、市场调查 597

第十三章　冶金工程项目经济评价工作 597

第一节　项目经济评价工作内容 597

第二节　市场分析与项目（企业）投资战略 597

三、项目竞争力分析 598

四、项目（企业）投资战略 599

三、基本复利公式 600

二、概念 600

五、项目工艺、设备选型及优化 600

第三节　货币的时间价值 600

一、定义 600

一、项目总投资及资本金制度 601

第四节　项目筹资及还贷方式 601

二、流动资金估算 602

三、项目融资 603

四、资金成本 604

一、费用的概念 605

第五节　成本费用和利润 605

五、项目还款方式及选择 605

四、期间费用的概念及构成 606

三、制造成本的构成 606

二、费用的分类 606

七、利润 607

六、要素成本和步骤成本 607

五、经营成本 607

一、概述 608

第六节　财务评价 608

三、财务评价步骤 609

二、财务评价原则 609

五、财务评价的基本报表 610

四、财务评价类型 610

六、财务评价指标体系 615

七、不确定性分析 618

一、概况 619

第七节　某高速线材项目财务评价案例 619

四、财务评价 620

三、项目总资金需求及资金筹措 620

二、财务评价基本参数 620

五、不确定性分析 624

六、结论 625

1.1 中华人民共和国建筑法 627

附录1　冶金工程项目设计管理政策及法规 627

附录 627

1.2　中华人民共和国合同法（节录） 634

1.3　中华人民共和国环境保护法 641

1.4　中华人民共和国水污染防治法 645

1.5　中华人民共和国大气污染防治法 651

1.6　中华人民共和国固体废物污染环境防治法 657

1.7　中华人民共和国环境噪声污染防治法 667

1.8　中华人民共和国安全生产法 672

1.9　中华人民共和国土地管理法 681

1.10　中华人民共和国消防法 691

1.11 中华人民共和国节约能源法 697

1.12　中华人民共和国招标投标法 701

1.13　建筑工程设计招标投标管理办法 707

1.14　实施工程建设强制性标准监督规定 710

1.15　建设工程勘察设计管理条例 712

1.16　建设工程勘察设计市场管理规定 715

1.17　建设工程质量管理条例 720

1.18　建设项目环境保护管理条例 728

1.19　建设项目环境保护设计规定 731

1.20　工程建设监理规定 737

1.21　建筑工程设计文件编制深度规定（节录） 740

1.22　工业企业总平面设计规范（节录） 753

1.23　工业企业噪声控制设计规范（节录） 758

1.24　爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（节录） 764

1.25　职业性接触毒物危害程度分级（节录） 771

1.26　大气污染物综合排放标准（节录） 772

1.27　污水综合排放标准（节录） 778

1.28　钢铁工业水污染物排放标准（节录） 784

1.29　工业企业设计卫生标准（节录） 787

1.30　工业企业煤气安全规程（节录） 794

1.31　综合能耗计算通则（节录） 808

附录2　部分科研、设计和生产单位相关业务领域、科研成果一览表 813

参考文献 833