摘要：钢板筒仓以其占地面积小、储量大、造价低、易于施工、便于维护等优点广泛应用于粮食、港口、电力行业。丰富的设计经验及成熟的施工技术更是加速了钢板仓在其他领域推广使用的步伐，越来越多的钢铁企业料场应用了钢板筒仓。
关键词：钢板筒仓，钢铁企业，料场
Abstract：Steel silos are widely used in grain，port and electric power sectors due to their advantages of small floor space，large reserves，easy management，low cost and short construction period. With rich design experience and mature construction technology，more and more steel silos are applied in the raw materials field of Iron and steel enterprises.
Keyword：Steel silos，Iron and steel enterprises，raw material field
1.前言
为响应国家绿色环保政策号召，钢铁企业要从源头开始控制污染源，近几年，料场封闭项目纷纷上马，主要形式有条形封闭料场、圆形料场、C型料场、筒仓等形式。
在相同储量的条件下，钢板筒仓的占地面积最小；且仓体自重轻，仓本体造价大约只有相同储量的钢筋混凝土仓的1/3，地基承载力小，基础处理费用也低；此外，钢板筒仓的施工周期短，几乎不受季节影响，无需养护，能尽快投产使用，为企业实现经济效益。即使到达使用寿命，后期拆除可重新更换仓体继续使用。
2.我国钢板仓发展现状
到目前为止，国外钢板筒仓的发展历史已有100多年，但我国钢板筒仓技术的应用起步较晚。1979年，北京永定门粮库铁路沿线建设中转仓，用小型钢板筒仓代替传统的席穴；1982年，黑龙江洪河农场率先从美国引进了镀锌波纹板钢仓。随后的十几年，钢板仓的建造迅速发展。经过30多年的研究创新，目前钢板筒仓在稳定性、强度、安全性方面都取得了重大突破，但与国外仍有较大差距，日本筒仓单仓最大贮煤量高达10万t，而国内仅5万t[1]。
3.设计要点
3.1工艺设计
3.1.1工艺平面布置
钢板筒仓的尺寸、平面布置形式应满足使用、生产工艺的要求；设计过程应遵循以下原则：
（1）结合全厂的总体规划，设置合理的运输线路，保证作业连续、顺畅。
（2）缩短建筑物间距，降低投资；满足建筑物防火间距及施工要求，预留足够的通道。
（3）门窗的大小和位置应满足出入方便、维修方便、疏散安全、通风与采光的要求。
钢板筒仓平面布置形式一般分为单排或多排行列式。为保证使用维修方便，仓间净距离应大于500 mm。
3.1.2结构型式
钢板筒仓依据仓型的不同，主要有平底和锥形两种，锥形仓又可细分为单锥斗和多锥斗两种。从工艺及使用出发，锥形仓要比平底仓适宜，但锥形仓应用有一定的局限性，以直径15m的钢板仓为例，锥形高度增大，同时考虑仓下工艺设备，仓内物料重心较高，支撑结构增大、增多，造价比同储量的平底仓要高出40%[2]。
3.1.3工艺设备选型
钢板仓工艺设计中，主要组成设备有：输送设备、计量设备、清仓设备、除尘设备、输出设备。根据具体功能需要，选择适合的设备。输送设备常见分为两种：埋刮板输送机和带式输送机。对于长距离的输送，带式输送机运行费用低，且相对于刮板输送机破碎率低，具有一定的优势；埋刮板输送机在水平运输中较常见，密封性能好，除尘要求不高情况下无需另外配备除尘设备，可实现多点卸料。
对于需要计量的物料，一般筒仓设置高、低料位计，出仓系统设置计量称，信号控制联锁，精确掌握物料进仓、出仓情况。
落地式平底钢板筒仓还要考虑机械清仓设备。目前常见的清仓设备由铲车、螺旋清仓机和吸管机。铲车作业率低，工人作业环境恶劣，正逐步被淘汰；螺旋清仓机自动化程度高、效率高，是理想的清仓设备；吸管机主要通过内外压差形成气流运动，从而达到输送物料的目的，增加物料的粉碎率，应用中具有一定的局限性。锥形钢板仓物料自流出仓，仓下配置防堵设备，无需另外考虑清仓机械。
此外，钢板仓的防爆也是设计重点，除了配备具有防爆要求设备，尽量多开门窗、通风孔，还需配置除尘设备。除了常见除尘罩，最近几年喷雾抑尘效果较好，使用范围广泛。
3.2结构设计
钢板仓的结构决定了稳定性，其复杂的结构性能加上不合理的设计准则导致了许多钢筒仓的损坏。即使在欧美等国对钢板仓理论研究较为深入、设计规范相对完善的国家，也经常发生安全事故。我国也发生过此类事件：1998年9月1日甘肃天水第一粮库钢板筒仓7号仓突然倒塌，事后就其原因进行分析，埋于梁上用于安装钢漏斗的预埋件锚筋数量不足是导致此次事故的主要原因。足见，结构设计是整个设计中关键一环。
结构设计的难点在于分析不同状态下仓体的结构力学性能，利用有限元软件建立仓体模型，确定应力分布和变形特征，验证结构布置的合理性和安全性。
4.工程实例
某钢铁企业现有电厂干煤棚占地面积大、设备作业率低、现场扬尘大，工人工作环境恶劣。现拟在该区域新建储煤筒仓群，主要包括3个系统：仓上输送系统、筒仓群、仓下出料系统。如图所示；仓上采用带式输送机进料、犁式卸料。新建4个直径12m的钢板仓，单仓储量0.2万t，总储量0.8万t，仓间距1.2m，单排布置，高度27m。每个仓上采用2台犁式卸料器，交错卸料，有效避免因偏心装料增大仓壁侧压力，从而导致仓体结构失去稳定。位于7.00m与27.00m之间仓本体，属于金属加工产品，由设备厂家负责制作安装；土建部分主要包括：环梁、仓下支撑结构及基础。基础及框架采用钢筋混凝土结构，包括环梁及其上预埋钢板，用于筒仓、仓下漏斗的安装；漏斗下面采用稳流给料装置，带式给料机给料。为降低基础高度，节省土建费用，同时不减少仓容，仓下采用半锥斗多点出料方式，每个仓下设置4个出料口，相邻两个出料口布置1台带式给料机。使筒仓的运行更灵活、可靠。
5.小结
结合实际情况，给出钢板煤仓布置方案，既满足了生产需要，相较之前干煤棚的作业方式，效率明显提升。符合未来钢铁企业料场的发展趋势。
参考文献：
[1]钱锡铭.大型筒仓布料与给料设施的应用现状与选型研究[J].浙江电力，2016，35（07）：57-60.
[2]曹东照.浅谈钢板仓仓底形式的选择及其对基础造价的影响[J].工程设计，2004（3）：7.
论文作者:于红艳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
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