发表时间：2019-07-10T13:33:40.597Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年6期作者：王涛[导读] 本文通过对钢铁企业C型工艺需求的分析，分析常见的C型料场的设计方案，希望能对C型封闭料场的推广应用起到推动作用。中冶东方工程技术有限公司山东青岛 266555 摘要：本文对钢铁企业料场的类型及特点作了介绍，对C型封闭料场封闭常见的结构形式及其优缺点进行了分析阐述。
一、前言
水过滤板建国后，我国的钢铁工业从弱到强，特别是近二十年的迅猛发展，粗钢产量由1998年的1.16亿吨增长到2018年的9.28亿吨，已经成为我国经济发展的支柱产业之一。钢铁企业迅猛发展的同时，也对周围环境造成了严重的污染。传统的原料场基本为露天堆场或露天料场四周设防风抑尘网的方式，生产作业时产生扬尘，大风大雨天气时物料损耗严重。对传统露天原料场进行环保治理，对钢铁企业节能减耗、降本增效、环境友好、提升企业竞争力具有重要意义。
二、现有环保料场类型及特点
随着环保要求的提高，目前钢铁企业新建的料场均采用全封闭的形式，既有的露天料场也要根据环保的 要求进行全封闭。根据现行的《钢铁企业原料厂工艺规范》，除露天原料场（A型）外，封闭料场分为B型、C型、D型和E型，以及在这四种料场基础上演变的新型料场。等离子体刻蚀
C型封闭料场，即为采用有轨机械化堆取设备进行作业、且料堆与料堆之间设有挡料隔墙的长型封闭料场。C型料场采用设置在顶部的卸料小车堆料，采用半门式刮板取料机的作业方式，一般成对跨布置，也可根据工艺需要奇数跨布置。C型料场厂房由厂房基础、上部钢结构、料堆挡墙组成。C型料场占地面积小，堆取料流程简单、储量大，是料场产能提升封闭改造的理想选择。
三、C型料场结构设计方案
C型封闭料场的物料经设置在厂房跨中顶部T型台上的胶带机从厂房顶部输入，通过胶带机上的卸料设备进行堆料作业。堆存的物料通过半门式刮板取料机进行取料作业，通过设置在地面上的胶带机运输至用户点。根据生产要求，卸料设备左右两侧的料条之间设置混凝土挡墙，两侧料条不同的物料之间通过混凝土挡墙分隔开。
C型料场在满足环保要求的前提下，由于其占地省、贮量大的优势被作为料场产能提升优先选择。但同时，C型料场由于其厂房跨度大、荷载重，土建投资居高不下。因此，改进C型料场上部的结构形式、优化结构布置、降低土建投资，对推出广C型封闭料场具有重要的意义。
根据C型料场的特点及工艺要求，料棚封闭可采用门型刚结构体系、刚架和桁架组合体系、空间钢管桁架结构体系和双层柱面网壳结构体系。
隔热pc板1.门型刚架结构体系
门型刚架结构体系为双跨结构，刚架梁、柱均为焊接H型钢截面，如图1所示。其两侧的边柱落在混凝土基础上，中列柱落在下部混凝土T型平台上，与T型平台采用铰接连接，仅传递竖向荷载和水平荷载。
由于中部的卸料设备要求，屋脊处高度一般在35m~40m之间，檐口处的标高在10m~15m之间，屋面坡度较大，设置屋面纵向水平支撑，以增强厂房整体刚度。
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2.刚架和桁架组合体系
刚架和桁架组合体系为是在门式刚架体系的基础上的进行了部分改进，刚架梁、柱、桁架杆件均为焊接H型钢截面，如图2所示。与门式刚架体系不同的是，在桁架的下弦设置平台以代替门式刚架体系中的混凝土T型平台。由于卸料车荷载较大，在跨中位置设一两端铰接的摇摆柱，传递竖向荷载至下部混凝土柱。
3.钢管桁架体系集热罩
管桁架结构一般采用三角形或梯形断面的空间立体桁架形式。C型料库采用空间管桁架结构，在跨中设有摇摆柱作为管桁架的支点，摇摆柱仅传递竖向荷载，如图3所示。
空间管桁架结构在节点处采用钢管直接焊接的相贯节点，具有节点形式简单、外观简洁大方等优点。同时，由于采用相贯节点，也有利于防锈和清洁维护。相贯节点对于工艺和加工设备有一定的要求，因此管桁架结构具有一定的局限性。因相贯节点的构造要求，管桁架的弦杆直径不宜改变，对于不同内力的杆件一般通过改变钢管壁厚的方式调整截面。考虑到拼接工作量和材料采购管理，钢管壁厚也不宜变化太多，这也是钢管桁架结构比网架结构用钢量大的原因之一。管桁架结构均为焊接节点，相关线上的坡口是变化的，对加工设备和焊接质量要求均较高。 4.空间柱面网壳体系
空间柱面网壳结构比较符合料库的外形需求和大跨度结构受力要求。根据设备工艺运行界面和空间需求，柱截面网壳可采用半圆形柱面网壳、三心圆柱面网壳和折线形柱面网壳，如图4所示。空间网格结构采用大致相同的网格组成空间交汇的杆件体系，承重构件与支撑体系合二为一，杆件主要承受轴向力，使材料性能得到了充分的发挥。网壳的节点形式常采用焊接球节点和螺栓球节点。前者由两个半球对焊而成，空心球与钢管之间采用对焊连接，此种节点适用性强、杆件对中方便，但是存在焊接工作量大、焊接质量要求高的缺点。螺栓球节点由螺栓球、套筒、锥头或封板和高强螺栓组成。螺栓
球节点出具有焊接球节点的优点外，可避免大量的现场焊接工作量，零配件加工工厂化，方便运输，是料棚网壳最常用的节点形式。
四、围护结构
料棚封闭常见的维护材料主要有：（1）彩涂层压型钢板；（2）铝合金板；（3）建筑摸材料。
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1.棚封闭围护材料采用彩涂层压型钢板，采用成品涂层钢板冷加工而成。一般基板厚度不小于0.60mm，采用热镀锌钢板，并根据设计使用寿命选用普通聚酯树脂（PE）、有机硅改性聚酯（SMP）、高耐侯聚酯树脂（HDP）、聚偏氟乙烯树脂（PVDF）。
2.近年来，随着国家鼓励钢铁企业进行沿海布局，受海洋环境的影响，压型钢板腐蚀比较严重，寿命短，维护成本大，外维护材料逐渐采用压型铝合金板代替压型钢板。压型铝合金板具有轻质高强、耐腐蚀、寿命长、易加工等优点，但也存在伸缩量大、变形量大的缺点，在设计中可通过减小板的跨度、连接处做成可伸缩的节点形式以弥补缺陷。与压型钢板不同的是，压型铝合金板的板型多采用直立锁边型。压型铝板的材质常采用铝锰合金板（3XXX系列）和铝镁锰合金板（5XXX系列），化学成分中的锰大大提高了铝的强度，镁不仅提高了强度又能保持一定的韧性。如，3004铝镁锰合金由于结构强度适中、耐候、耐渍、易于折弯焊接加工等优点，被普遍认可作为建筑设计使用寿命50年以上的屋面、外墙材料；热带海洋性气候的工程，可选用耐腐蚀性能更强的5052船舶级铝合金材料。
3.随着建筑膜材料技术的发展，国内一些料场开始尝试采用骨架膜结构进行封闭。主体结构采用钢骨架，通过设定的预应力施加在膜体材料上，从而使膜结构形成一定的刚度。膜材料本身具有较大的抗拉强度，可以适用于较大的柱距，工艺布置灵活。骨架膜结构常采用的膜材料有PVC/PVDF类和PTFE类。PVC类膜材料是在聚酯或聚氨酯高强基布上涂敷聚氯乙烯树脂（PVC），PVDF类是为了改善PVC材料的物理性能，使其具有更好的自洁性能和抗老化耐久性能，在PVC膜图层上面在增加聚偏二氟乙烯树脂（PVDF）或聚偏氟乙烯树脂（PVF）。PTFE类膜材料是在高强玻璃纤维基布上涂敷聚四氟乙烯树脂（PTFE）涂层，该类材料具有高强、自洁、耐火、耐腐蚀等优异性能。
五、结束语
随着国家对环保要求的提高，钢铁企业原料场全封闭势在必行。C型料场占地小、储量大，得到了越来越多企业的认可。本文通过对钢铁企业C型工艺需求的分析，分析常见的C型料场的设计方案，希望能对C型封闭料场的推广应用起到推动作用。参考文献
[1]张渊等.钢铁企业封闭式料场建筑结构设计及工程实例.201京津冀钢铁清洁生产、环境保护交流会
[2]王玉环.浅谈C型封闭料厂在工程应用中的改进.钢铁技术.2015年2期
[3]罗尧治.大跨度储煤结构设计与施工.中国电力出版社.2007
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