有色冶金工厂设计基础课件

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冶金工厂设计基础

1. 引言

冶金工厂是进行金属材料冶炼和加工的重要设施，其设计基础对于保证生产效率、质量和安全至关重要。本文将从以下几个方面介绍冶金工厂设计的基础知识和要点。

2. 工艺流程设计

冶金工厂的工艺流程设计是建立在对原料性质、产品要求和设备特点等方面的深入分析之上的。在进行工艺流程设计时，需要考虑以下几个方面：

2.1 原料处理

原料处理包括原料的采集、预处理和配比等过程。对于不同类型的矿石或废料，需要根据其化学成分、物理性质以及含量等因素进行合理的处理和配比，以满足后续冶炼过程对原料的要求。

2.2 冶炼过程

冶炼过程是将原料转化为所需产品的核心环节。在冶炼过程中，需要选择合适的反应方式、温度控制以及添加剂等因素，以确保所得到的产品具有良好的品质和性能。

2.3 熔炼设备

熔炼设备是冶金工厂的重要组成部分，包括高炉、电炉、转炉等。在设计熔炼设备时，需要考虑到原料的性质、冶炼过程的要求以及生产能力等因素，选择合适的设备类型和规格。

2.4 环保措施

冶金工厂对环境的影响较大，因此在设计过程中需要充分考虑环保措施。例如，可以采用高效除尘设备、废气处理装置和废水处理系统等方式，减少对大气和水体的污染。

3. 设备选择与布局

在冶金工厂设计中，设备选择和布局是至关重要的环节。合理选择设备类型和规格，并将其布局合理安排，可以提高生产效率和安全性。以下是一些注意事项：

3.1 设备选择

根据冶金工艺流程的要求和生产能力预测，选择适合的设备类型和规格。需要考虑到设备的可靠性、维护便捷性以及能耗等因素。

3.2 设备布局

《冶金厂设计基础》课件

精炼设备
精炼设备是用于将粗金属进一步提炼成纯金属的设备。
常见的精炼设备包括电解精炼设备、萃取精炼设备、真空蒸馏设备等，选择合适的精炼设备需要考虑粗金属的性质、产品的纯度和质量等因素
。
精炼设备的选型与配置需要遵循高效、环保、安全和经济等原则，以确保冶金厂的生产效率和经济效益。
其他辅助设备
其他辅助设备包括起重机械、运输机械、通风除尘设备等，这些设备虽然不是主要的生产设备，但对于冶金厂的正常生产和环保具有重要的作用。
金属的提取与分离
总结词
金属的提取与分离是冶金工艺流程设计的重要环节，主要涉及金属元素从矿石中的提取和不同金属元素之间的分离。
详细描述
金属的提取通常采用物理或化学方法，如重选、浮选、磁选、电选等。而金属元素之间的分离则多采用化学方法，如沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法等。在这个过程中，还需要注意环境保护和资源循环利用的问题。
废水成分
废水中含有重金属离子、油类、酸碱物质等多种有害物质，对水体和土壤造成严重污染。
治理措施
采用物理、化学和生物处理方法对废水进行处理，确保达标排放或进行循环利用。
废渣治理
废渣来源
冶金厂在生产过程中会产生大量的废渣，主要包括高炉渣、钢渣
等。
废渣成分
废渣中含有多种有害物质，如重金属离子、硫化物等，对人体健康和环境造成危害。

冶金厂设计基础PPT学习教案

（8）美学
设计中应该注意遵循工业美学（技术美学）的原则，在设备布置、工厂布局方面做到排列美观、色彩鲜明、安全宜人。使工厂和工作环境有良好的布局和较佳的心理、生理
。学劳动条件
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1.2 钢铁厂的组成
来自百度文库钢铁联合企业
:组成
矿石准备车间（选矿厂、烧结厂、氧化球团厂）；焦化车间（焦化厂或化工厂）；炼铁车间（厂）；炼钢和连铸车间（厂）；轧钢车间（厂）；辅助修理车间（大修厂）；动力厂（包括自备电站、鼓风机室、煤气站、氧气
（5）安全环保：
设计应该保证各领域和各岗位都能够安全生产，防止有害物污染环境，达到环保的各项要求。
（6）定型化：
尽可能采用各种定型设计，包括定型的设备、部件、建筑物和构筑物以及定型的基建和工艺装备等。采用定型设计可以减少设计工作，缩短建设周期，降低建设成本和提高劳动生产率。
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1.1冶金工厂设计的原则
（2）经济性：
在厂址、产品、工艺流程、设备选择上选择最经济的方案。选择能够保证单位第2页/共280页产品投资最低、产品成本最低及经济效益最好的
1.1冶金工厂设计的原则
平均先进性：
在技术经济指标的选择、先进设备的采用上必须遵循平均先进的原则，应该保证设计的工厂在建成投产一年内达到设计的技术经济指标。采用的新工艺、新技术及新设备应该是经过实践考验的、能够长期稳定工作的。对于钢铁冶金企业，由于规模大，工程寿命长，投资巨大，设计时通常都采用平均先进性原则。例如：

冶金设计基础

1. 设计：设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。设计包括

图纸、计算书、工艺流程、说明书等，包括解决技术的、劳动组织的、社会的和经济的问题的方案，包括必须的设备和生产方案。

2. 冶金工厂建设：指冶金工厂的建造，不仅包括工厂所在地的施工和安装，还包括要建造

一座冶金工厂得到产品全过程的工作组合。

3. 冶金工厂建设程序：冶金工厂建设工作按照规定的时间和空间排列形成一定的过程，或

者工作程序。①设计前期工作：规划、项目建议书、厂址选择、可行性研究报告、环境影响报告书、设计任务书；②设计工作：初步设计、技术设计（复杂项目）、施工图设计；

③项目实施：建设准备工作、项目实施阶段、试生产和考核验收、建设项目的后评价。

4.项目建议书（估算）：①定义：项目建议书是在对项目进行初步调查、预测、分析后，描

述工程项目的建设条件、生产规模与产品方案、生产工艺技术、环境保护、投资与效益等大致设想，并用于向政府部门提出的技术报告书。②内容：（1）项目建设的必要性和依据（2）产品方案、拟建规模、建设地点和生产工艺的初步设想；（3）资源和建设条件的初步分析；（4）环境影响的初步估计；（5）建设进度的安排；（6）投资总额的估算和资金筹措的初步设想；（7）经济效益和社会效益的初步评估；（8）建设单位的概况；（9）必要的附件和附图等。③作用：是建设项目的轮廓设想和立项的先导，是为建设项目取得建设资格而提出的建议，并且作为开展可行性研究的依据。它用于上报政府部门，使之对工程项目作出初步决策。

5. 可行性研究（估算精度较高）：①定义：以预测为前提，以投资效果为目的，从技术上、

冶金厂设计

1.1冶金工厂设计的原则
（1）客观性：
设计所选用的技术方案和指标都要有客观的数据为依据，做出的设计应该经得起客观的评审，能够成功地付诸实施
（2）经济性：
在厂址、产品、工艺流程、设备选择上选择最经济的方案。选择能够保证单位产品投资最低、产品成本最低及经济效益最好的方案。
（3）先进性：
设计应反映出最近在该领域的成就和发展趋势，要求在建设完成和投产后，建设项目与现在的先进工厂相当或更先进。
占良田。
1.4总图运输
钢铁厂总图运输（或称总平面设计）
根据主要生产车间（炼铁、炼钢、轧钢）和其他（烧结、焦化、耐火、机修）车间的规模大小，生产过程的组织和特点，在已选定的厂址上，合理地布置厂区所有的建筑物、构筑物、堆场、运输和动力设施等，全面解决他们的协调问题，经济合理地调度人流、物流，创造完善的卫生、防火条件，绿化厂区，组织完整的建筑群体。
相关企业的要求及规模
为了保证钢铁联合企业能够正常稳定地生产，相关车间必须配合。通常生产一吨生铁需要：
1.5~2.0吨成品铁矿石， 400~700kg焦炭。一吨生铁可以冶炼1.05~1.2吨钢。
建设一座年产360万吨钢的联合企业，必须建设：
年产450~550万吨的烧结厂及球团厂；年产150~200万吨冶金焦的炼焦厂与之配合；一座年产300~360万吨的炼铁厂；一座年产360万吨的炼钢厂一座年产300~360万吨的轧钢厂。

冶金厂设计基础讲稿1

1.3 钢铁厂的组成
相关企业的要求及规模
为了保证钢铁联合企业能够正常稳定地生产，相关车间必须配合。通常生产一吨生铁需要：
1.5~2.0吨成品铁矿石， 400~700kg焦炭。一吨生铁可以冶炼1.1~1.2吨钢。
建设一座年产360万吨钢的联合企业，必须建设：
年产450万吨的烧结厂及球团厂；年产250万吨冶金焦的炼焦厂与之配合；一座年产300万吨的炼铁厂；一座年产350万吨的炼钢厂一座年产280万吨的轧钢厂。
工艺流程和指标
从原燃料条件及当前的技术经济水平，说明采用工艺和指标的合理性、可靠性及预期效果；
说明采用的新技术、新设备、新材料的可靠性、合理性及预期效果；说明工艺流程和车间组成；介绍工作制度及各项技术操作条件；说明
三废治理及环境保护措施。
1.2基本建设设计程序
冶金工艺计算
配料计算: 计算工艺过程各种原燃料的需要量；计算各种辅助材料的用量；计算产品的成分；计算副产品的产出量。
1.2基本建设设计程序
冶金工艺专业除完成本专业的初步设计外，必须为相关专业提供有关资料。包括：
对土建专业：
各层的主要载荷；防腐、防温、防水、防震、防爆、防火的要求；对厂房结构形式、地面楼板的要求；各种仓库的容积，对仓库材质的要求；主要设备的重量，起重设备的重量，起重运输设备的能力。
主要内容：

冶金工厂设计基础课件

2、可行性研究该阶段给出可行性研究报告和设计任务书 A）什么是可行性研究可行性研究主要是对拟建项目在技术、经济和环境等方面是否
可行进行分析、论证和评价。 B）可行性研究是工程建设前期不可缺少的关键性工作。工程建设需要投入大量人力、物力和财力，建设周期长，尤其
是冶金工厂的建设，投资多，工程复杂，对供电、供排水、交通运输和其他外部条件都有严格的要求，为了使工程建设达到较好的效果，必须在建设前进行可行性研究。 C）可行性研究的执行方式：可行性研究，一般采取主管部门下达计划或有关部门、建设单位向设计或咨询单位进行委托的方式进行。 D）可行性研究的成果—可行性研究报告
计。 (2)设计中应对主要工艺流程应进行多方案比较，以采用最佳方案。 (3)设计中应尽量采用国内外成熟的技术。（所采用的新工艺、新设备和新材料必须遵循工业性试验或通过技术鉴定的原则。） (4)对节约能源，节约用水和节约用地给予充分重视。 (5)设计中必须充分注意有价元素综合回收的设计。（绝大多数矿物，除含有主金属外，常常伴生有其他有价元素。） (6)设计中必须注意生态环境的保护，必须有“三废”治理工程，尽量做到变废为
1.3冶金工厂设计程序和内容
1.3.1冶金工厂设计程序
图1-1表明的设计程序包括8个主要步骤。
这8个步骤可分为三个阶段：设计阶段：项目建议书、可行性
研究、初步设计和施工图设计；施工阶段：施工与安装为施工阶

有色冶金工厂设计基础7-9

•
五)联产、副产品费
•
六)企业管理费
•
企业管理费=车间成本×企业管理费率
•
• 七)销售费用
•
销售费用=工厂成本×销售费率
•产品成本结构
•
§3 技术经济指标和经济效果分析
一、技术经济指标 1、应掌握的资料 ⑴ 设计用的各种原始资料； ⑵ 冶炼过程所消耗的原材料、燃料、水、电、气（汽）等的
价值。 ⑶ 各种定额资料。 2、包括内容综合技术经济指标，主要设计方案比较，劳动定员与劳动生
•
• (2) 主要设备投资估算
设备名称
规格
单位数量
配电设施
套
1
等离子发生器
300 KVA
台
1
收尘系统
套
1
仪器仪表
套
其它
合计
单价 (万元)
50 150 100 50
• (3) 固定资产投资构成表
工程费用及名称土建费设备
安装运输(按10%计) 合计
投资金额(万元) 43.8 400 44.38 488.18
•
•(2) 流动资金投入估算表
•
C生=N生×D生×(1+d)/(A年/12) （元/吨）
•
C生—单位产品生产的工人工资（元/吨）
•
N生---计算的生产工人人数

有色冶金工厂设计基础培训课程(PPT共 47张)

七)销售费用销售费用=工厂成本×销售费率
产品成本结构
原辅材料水、动力、燃料工资及附加费车间经费企业管理费销售费用
车间成本工厂成本全部成本
§3 技术经济指标和经济效果分析
一、技术经济指标 1、应掌握的资料
⑴ 设计用的各种原始资料；
⑵ 冶炼过程所消耗的原材料、燃料、水、电、气（汽）等的价值。 ⑶ 各种定额资料。 2、包括内容
综合技术经济指标，主要设计方案比较，劳动定员与劳动生
产率，基建投资，流动资金，产品成本及利润，投资贷款偿还能力，企业建设效果分析等。
二、建设效果分析（了解） ⑴ 正常生产后，其产品品种、质量、产量等满足国家或地区需要的程度及在保持持续生产或扩大生产中所起的作用。如属出口产品，应估计其长期出口的可靠性和合理性（包括市场容量和价格
6、投资效果经济分析。
例：年产300吨高纯超细三氧化二铋的技术经济分析
1 固定资产投资估算 (1) 土建工程投资估算
工程名称面积（m2）造价（元/ m2）投资（万元）
办公室
原料成品库配电车间
30
50 40
1000
800 800
3
4 3.2
生产车间
合计
280
400
1200

冶金厂设计基础

1.5基本建设设计程序
可行性研究
对拟建项目进行技术、经济、环境等方面是否可行进行进行研究、分析、论证和评价,得到审批后，作为编制设计任务书的依据.
总论市场预测和拟建规模资源、原材料、燃料及公用设施状况建厂条件及厂址方案的比较设计方案
生产方法和技术来源工艺流程的选择主要设备的比较工厂布置方案公用辅助设施厂内外的交通运输方式环境保护和三废治理
第一运输区：原燃料运输和装卸工作量大
炼铁厂焦化厂发电厂
第二运输区：炼钢系统，包括渣铁运输，钢锭、钢坯运输。特点是特种车辆的循环运输，运输的专业化。
第三运输区：机修仓库等。轧钢运输区：有时包括在第一或第二运输区。
1.5基本建设设计程序
冶金厂设计属于基本建设，国家对于基本建设都有法律规定,冶金工厂的设计必须符合基本建设的程序. 通常基本建设项目包括以下三阶段九步骤: 设计阶段
（5）安全环保：
设计应该保证各领域和各岗位都能够安全生产，防止有害物污染环境，达到环保的各项要求。
（6）定型化：
尽可能采用各种定型设计，包括定型的设备、部件、建筑物和构筑物以及定型的基建和工艺装备等。采用定型设计可以减少设计工作，缩短建设周期，降低建设成本和提高劳动生产率。
1.1冶金工厂设计的原则
1.3厂址选择
确定厂址应该根据以下要求（1）由于钢铁厂原燃料、成品运输及水电消耗量

有色冶金工厂设计基础1-3

1、机会研究或规划设想的效益前途是否可信，是否可以在此阶段阐明的资料基础上伸出投资建议的决策；
2、建设项目是否需要和值得进行可行性研究的详尽分析； 3、项目研究中有哪些关键问题，是否需要作专题研究； 4、所有可能的项目方案是否均已审查甄选过； 5、在已获资料基础上，是否可以决定项目有无足够吸引力和可行度。
及及建筑维修等。
5、供电、自控及电讯
供电部分：供电等级、供电系统、主要电力设备
的选择、照明；防雷设施及线路接地确定。
自控部分：各种自动化仪表的选型和配置、电子
计算机控制系统
电讯部分：企业调度。
2021/3/27
6、热工和燃气设施
热工：锅炉房、蒸汽管道燃气：压缩空气、煤气等
7、机修设施：各种机修设备(机修、管修、电修、工具修理、计器及车辆修理）的配置和选择。
8、供排水、采暖通风：确定水源和全厂供排水量，全厂排水管网和供水、排水系统的设计及污泥处理等。
9、环保、安全卫生及化验和检验等。 10、工程投资概算：建筑工程费用概算，设备购置及安装概算，主要工业炉费用概算，器具、工具及生产家具的购置概算，总概算及总概算书等。
以上内容是针对较完整的工程设计，根据具体要求的不同可增减。
适当与否，对企业的建设速度、建厂投资、发展生产、经济效益、环境保护及工农关系等会带来重大影响。
2021/3/27

有色冶金工厂设计基础13

主要原材料、燃料、动力消耗表和劳动定员表等；供预算专业汇总
的wenku.baidu.com算书等。
（12）附图：工艺流程图、设备连接图、车间配置图、非标
准设备制造图。
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有色冶金工厂设计基础13
三、绘制施工图（施工图设计）
施工图设计是根据初步设计及其审批意见，完成各类施工图纸、施工说明和工程概算书，作为施工的依据。施工图设计阶段的设计文件由设计单位直接负责，不再上报审批。
适当与否，对企业的建设速度、建厂投资、发展生产、经济效益、环境保护及工农关系等会带来重大影响。
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5、环境影响评估报告
环境影响评价是项目评价体系的重要组成部分，内容包括项目建设方案所需要的环境条件研究，影响项目建设环境因素的识别和分析，需要采取的保护对策和措施，以及相关的环境损失和环境效益经济分析。
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（3）冶金计算：进行物料的合理组成计算、配料技术、生产过
程有价成分和物料的衡算及必要的热平衡计算，确定原材料、燃料、
熔（溶）剂级其它主要辅助材料的数量和规格等。
（ 4）主要设备设计和其它设备选型：定型设备型号、规格、
数量的选择确定及选择原则和计算方法；非定型主体设备的结构计
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§3、有色冶金厂设计的程序
* 设计前的准备工作： * 编制初步设计
a、建厂调查及项目建议书 b、可行性研究 c、设计任务书 d、厂址选择 e、环境影响评估报告 f、收集资料
* 绘制施工图
* 参加现场施工和试车投产工作
一、设计前的准备工作
1、项目建议书
1）概念
项目建议书是由项目投资方向其主管部门上报的文件，目前广泛应用于项目的国家立项审批工作中。它要从宏观上论述项目设立的必要性和可能性，把项目投资的设想变为概略的投资建议。项目建议书的呈报可以供项目审批机关作出初步决策。它可以减少项目选择的盲目性，为下一步可行性研究打下基础。
3、总图运输：企业的整体布置 A、企业整体布置方案的比较和确定； B、工厂总平面布置和竖向布置； C、厂内外（运输条件、运输量和运输方式、铁路与公
路
的设计技术标准、车站及接轨站的决定和行车组织等）；
D、厂内道路的确定；
4、土建部分 A、有关厂区土壤、地质、水文、气象、地震等资料； B、厂区主要建筑物设计方案的比较与确定； C、行政福利设施； D、有关图纸（主要建筑物平、剖面图），建筑一览表
一、目的
根据原料的特性和科学试验的成果以及国内外工业生产实践：
1、设计合理的工艺流程； 2、选择合适的工艺设备； 3、进行合理的设备配置； 4、设计合适的厂房结构和辅助设施； 5、配备必要的劳动定员；
6、取得良好的经济效益。
技术上先进可靠，经济上合理，最大限度发挥投资效果。
二、要求
1、工艺流程完善； 2、先进而可靠； 3、原材料、动力资源廉价而充分，交通运输方便； 4、设备性能稳定、高效、易于加工和安装； 5、设备配置力求紧凑合理； 6、为扩建留有余地。 7、矿物原料常伴生多种有价金属须经济地综合利用；
2、可行性研究
1）概念：Feasibility Study. 是一门运用多种科学研究成果来
保证实现工程建设最佳经济效果的一门综合性科学。是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。
4、分期分批； 5、调整好工农业关系，尽量不占或少站农田； 6、考虑原料的综合利用； 7、考虑三废处理； 8、设计要为今后的发展和进一步的技术改造留有余地。
二、设计内容
冶金厂的设计大体可分以下几种类型
（1）新建厂设计：要求比较全面，要完成从建厂调查，厂址选择到施工图设计一整套任务。
（2）现有企业的改建或扩建设计：为适应生产规模扩大或产品品种增加以及重大的生产工艺改革等而提出的设计任务。
3）内容和深度（1）项目名称，内容及开办的必要性和依据；（2）市场预测。包括国内外供需情况的现状和发展趋势预
测、销售预测和价格分析；（3）建设规模和产品方案设想；（4）建厂地点，承办企业的基本情况；（5）资源供给的可能性和可靠性；（6）主要技术工艺设想；（7）外部协助条件；（8）投资预测和资金筹措方案；（9）建设工期预计；（10）经济效益和社会效益的初步评价。
有色冶金工厂设计基础
2012.2.11
总平面位置方框图:网络模型，各分区（车间、工段）位置确定，根据各分区需要用地的数量，考虑有效利用的土地面积，绘制总平面位置方框图。
第一章概论
§1、有色冶金工厂设计的目的和要求
设计是国家基本建设的一个重要环节，工业生产中的先进经验、先进技术以及科学研究中的最新成果，都是通过设计加以推广和运用的。
2）编制目的
1、机会研究或规划设想的效益前途是否可信，是否可以在此阶段阐明的资料基础上伸出投资建议的决策；
2、建设项目是否需要和值得进行可行性研究的详尽分析； 3、项目研究中有哪些关键问题，是否需要作专题研究； 4、所有可能的项目方案是否均已审查甄选过； 5、在已获资料基础上，是否可以决定项目有无足够吸引力和可行度。
及及建筑维修等。
5、供电、自控及电讯
供电部分：供电等级、供电系统、主要电力设备
的选择、照明；防雷设施及线路接地确定。
自控部分：各种自动化仪表的选型和配置、电子
计算机控制系统
电讯部分：企业调度。wk.baidu.com
6、热工和燃气设施
热工：锅炉房、蒸汽管道燃气：压缩空气、煤气等
7、机修设施：各种机修设备(机修、管修、电修、工具修理、计器及车辆修理）的配置和选择。
8、供排水、采暖通风：确定水源和全厂供排水量，全厂排水管网和供水、排水系统的设计及污泥处理等。
9、环保、安全卫生及化验和检验等。 10、工程投资概算：建筑工程费用概算，设备购置及安装概算，主要工业炉费用概算，器具、工具及生产家具的购置概算，总概算及总概算书等。
以上内容是针对较完整的工程设计，根据具体要求的不同可增减。
8、有完善的“三废”处理；
9、机械化和自动化程度高，积极采用计算机控制；
10、便利的交通运输及其它公共设施。
§2、有色冶金厂设计的原则和内容
一、原则
1、必须遵循国家工业建设的方针和经济需求； 2、按照基本建设的程序，选择合理的设计标准规模，自动化程度； 3、尽量采用成熟的新技术，新工艺、新设备、引进项目要符合国情；
A、简明概述设计主要依据； B、设计规模、产品方案； C、工程概况 D、投资企业概况； E、设计方案的特点； F、企业建设的综合效果、问题与建议；
技术经济部分：
A、主要方案的技术经济比较； B、劳动定员和劳动生产率； C、基建投资、产品成本、投资贷款、偿还能力、综合技术经济指标。
2、工艺部分：设计的主体 A、原辅材料和产品品种数量及特性； B、工艺流程和指标的选择与说明； C、冶金过程平衡计算； D、设备的选择和计算； E、车间组成及车间设备配置和特点； F、厂内外运输量及要求； G、主要辅助设施及有关设计图纸。
（3）技术措施性项目设计：是工厂由于工艺流程改革或局部采用新技术、新设备而提出的设计任务，设计任务较少，一般由原工厂承担，经费来源于工厂的技术措施费用。
一个新建冶金厂的设计是以冶金工艺为主体，其它有关专业相辅助的整体设计。
一份完整的设计通常分以下几部分完成:
1、总论和技术经济部分
总论部分：对项目的总体概述