復雜工藝布局下的鐵水運輸技術(shù)

況作堯，朱亮，范萬龍，王華東，閆金娟

（萊蕪鋼鐵集團有限公司運輸部，山東 萊蕪 271104）

經(jīng)驗交流

復雜工藝布局下的鐵水運輸技術(shù)

況作堯，朱亮，范萬龍，王華東，閆金娟

（萊蕪鋼鐵集團有限公司運輸部，山東 萊蕪 271104）

萊鋼新區(qū)鐵水運輸面臨站場狹小、通過能力不足、曲線半徑小、設備通用性不強等問題，采用高爐鐵水優(yōu)先對位的運輸組織模式，通過鋼鐵平衡運輸模型確定鐵水流量，外調(diào)鐵水直接運達，綜合考慮確定鐵路站場布局方案，使用彈性減磨防脫新型護輪軌以及車輛輪緣潤滑器解決小半徑曲線問題，進路式道口控制和信號主從式控制技術(shù)作為高爐鐵水優(yōu)先對位的保障措施，實現(xiàn)了復雜工藝布局下鐵水運輸?shù)陌踩⒏咝А?/p>

復雜型；工藝布局；鐵水運輸；運輸技術(shù)

1 前言

萊鋼新區(qū)冶金鐵路運輸系統(tǒng)包括煉鐵、運輸、煉鋼三部分。新區(qū)原有2座1 880 m3高爐，煉鋼、脫硫間、修罐間以及與2座1 880 m3高爐相配套的鐵路站場，在此基礎上新建1座3 200 m3高爐，新區(qū)的鐵水產(chǎn)量增加近1倍，鐵水需要大量外調(diào)，列車運行密度大增，使鐵水運輸組織困難。為此，探討復雜工藝布局下的鐵水運輸技術(shù)，系統(tǒng)解決萊鋼新區(qū)鐵路運輸鐵水面臨的問題，以提高鐵路運輸鐵水的高效性和安全性。

2 現(xiàn)狀分析

1）生產(chǎn)工藝布局復雜。新區(qū)原有的規(guī)劃并未考慮3 200 m3高爐及其配套項目的建設，新建項目是在原有1 880 m3高爐基礎上改建而成的。3 200 m3高爐及其配套項目建成后，新區(qū)有2個脫硫間、2個修罐間、新增了鑄鐵機，鐵路站場存在空間狹小、曲線半徑小的問題，另外鐵水需要大量外調(diào)，生產(chǎn)和運輸工藝復雜。

2）設備通用性不強，鐵水罐周轉(zhuǎn)慢。萊鋼新區(qū)鐵水罐有140 t型和65 t型2種，調(diào)往本區(qū)煉鋼及鑄塊采用普通140 t鐵水罐，外調(diào)采用65 t鐵水罐。鐵水罐凈載重量不足，140 t鐵水罐平均載重量120 t，65 t鐵水罐平均載重量不到50 t，投入鐵水罐數(shù)量多。配罐前鐵水罐需集結(jié)編組，鐵水出完后需解體分流，運輸環(huán)節(jié)增加，周轉(zhuǎn)慢。

3）高爐出鐵量、出鐵點規(guī)律性差。大型高爐生產(chǎn)工藝基本上采用不間斷出鐵方式，難以做到正點、均衡出鐵，容易造成線路擁擠。

4）區(qū)間通過能力不足。3 200 m3高爐投產(chǎn)后，新鐵區(qū)高爐出鐵爐次增加到33爐，每爐鐵都需要開通1對列車（1列從爐下運送重鐵水罐到煉鋼，1列由煉鋼調(diào)送空鐵水罐車至爐下），則新高爐投產(chǎn)后的列車密度將達到33對，現(xiàn)有的20對列車的通過能力遠遠不能滿足需要。

3 鐵水運輸工藝技術(shù)方案及措施

3.1 運輸組織模式

本著合理配置運輸資源的基本原則，采用RTPBF循環(huán)式運輸組織模式，即鐵路運輸高爐鐵水優(yōu)先對位模式。新區(qū)配屬5臺機車，并對機車運用作詳細規(guī)定。5臺機車分布為：正常情況下1#1 880 m3、2#1 880 m3爐下各1臺，3 200 m3爐下2臺，煉鋼1臺。高爐出完鐵后機車將鐵水重罐掛出，調(diào)送至脫硫間或直接送至煉鋼車間，然后進行鐵水罐倒運作業(yè)；與此同時，原來在煉鋼車間內(nèi)作業(yè)的機車掛空鐵水罐至最需要配罐的高爐下對位并等待出鐵，如此循環(huán)往復。以新區(qū)爐前值班室為界線，值班室以東進煉鋼或脫硫車間時調(diào)車組為2人操作，在高爐下配罐時調(diào)車組1人作業(yè)。這種作業(yè)方式打破原來機車固定高爐對位方式，對調(diào)乘人員和值班人員提出更高要求，要求調(diào)乘人員必須熟悉新區(qū)3個高爐出鐵狀況和線路特征以及對罐要求，同時值班人員必須詳細掌握每個高爐出鐵情況和對位狀況，出現(xiàn)特殊情況時，及時通知下爐次對位的調(diào)乘人員。

3.2 建立鋼鐵平衡運輸模型

萊鋼各作業(yè)區(qū)的鐵水產(chǎn)量與煉鋼的鐵水消耗量明顯不匹配，為保證在鋼鐵平衡的條件下實現(xiàn)效益最大化，就需要在各作業(yè)區(qū)之間調(diào)送鐵水。應用運籌學原理，建立解決運輸問題的數(shù)學模型，以確定鐵水流量、流向。萊鋼鐵水生產(chǎn)區(qū)有老區(qū)煉鐵、新區(qū)煉鐵、新二區(qū)煉鐵，鐵水產(chǎn)量分別為a1、a2、a3；鐵水消耗區(qū)有5個，即老區(qū)煉鋼、新區(qū)煉鋼、新二區(qū)煉鋼、特鋼和鑄鐵機，鐵水消耗量分別為b1、b2、b3、b4、b5。從鐵水生產(chǎn)區(qū)ai到鐵水消耗區(qū)bj調(diào)送1 t鐵水的效益為cij。

用xij表示從鐵水生產(chǎn)區(qū)ai到鐵水消耗地bj的鐵水調(diào)運量，則在鋼鐵平衡的條件下，總效益最大化的鐵水調(diào)運方案，通過求解以下數(shù)學模型得到：

通過求解上面的數(shù)學模型，并結(jié)合生產(chǎn)實際狀況，得出新區(qū)鐵水調(diào)送方案，如表1所示。

表1 鐵水區(qū)間調(diào)送方案

3.3 外調(diào)鐵水直達運輸

新區(qū)鐵水外調(diào)作業(yè)一般情況下是由爐前機車將鐵水重罐調(diào)送至新鋼站固定地點，與專門負責鐵水外調(diào)作業(yè)的機車進行交接，作業(yè)環(huán)節(jié)較多，效率低。在研究并應用RTPBF運輸作業(yè)方式的基礎上，對新區(qū)鐵水運輸流程進行系統(tǒng)分析、梳理，減少冗余環(huán)節(jié)，組織外調(diào)鐵水直達運輸，將原有固定地點交接鐵水罐改為外調(diào)機車直接進爐下掛重罐，實現(xiàn)了運輸與生產(chǎn)工藝無縫隙銜接，提高了運輸效率。

3.4 機車運用及車輛配屬

1）確定機車數(shù)量。首先既要保證煉鐵、煉鋼生產(chǎn)穩(wěn)定順行，又要考慮與線路能力最佳匹配問題。綜合考慮，新區(qū)爐前機車運用配備臺數(shù)為5臺。

2）車輛配屬方案。鐵水罐運用數(shù)量必須滿足高爐配罐、周轉(zhuǎn)及檢修要求。根據(jù)鐵水罐周轉(zhuǎn)時間，配屬隔離車5輛，140 t鐵水罐車80輛，運用方式為每組8輛，2座1 880 m3高爐下4組，3 200 m3高爐下4組，煉鋼1組，運行1組。

3.5 鐵路站場布局

鐵路站場布局方案的設計存在空間狹小的問題，在設計站場布局時既要考慮煉鐵、煉鋼、脫硫、鐵水罐檢修等正常的生產(chǎn)需要，又要考慮鐵水罐車停放、鐵水產(chǎn)量、鐵路線路通過能力的要求，并與鐵路運輸組織方案相適應。總體方案：新區(qū)爐前單梯線變雙梯線；新區(qū)爐前單線變復線；新區(qū)鑄鐵機選址。在爐前單線變復線改造中，通過對3 200 m3高爐投產(chǎn)后的鐵水運量以及列車運行密度的分析，結(jié)合新300 t地磅的啟用時間，綜合考慮爐前既有線改造和相關的軌道電路、信號開通，舊道岔利用等因素，分步驟完成該項工程。

3.6 小半徑曲線技術(shù)解決方案

1）彈性減磨防脫新型護輪軌。鋼軌采用適用于曲線軌道采用的鋼軌型號DPII—X型；護軌采用24 kg/m輕軌或特制雙頭護軌。新型護輪軌裝置由護軌、特制護軌支架、扣板、橫向緩沖調(diào)距墊板、絕緣緩沖墊片和連接緊扣部件等組成。將特制護軌支架用扣板與螺栓緊固在軌道2根軌枕（或支撐塊）之間的主軌底上，護軌設置在主軌軌頭的里側(cè)，再用螺栓將護軌緊固在特制護軌支架上。

2）車輛輪緣潤滑技術(shù)。采用輪緣潤滑器，潤滑器由安裝板、導管、彈簧盒、牽引鋼絲繩及推料桿等組成。彈簧儲存的能量通過料桿傳遞給潤滑塊，沿導管方向壓靠在輪緣部位，借助車輪轉(zhuǎn)動時的相對摩擦，使輪緣部覆著一層干式潤滑膜，達到減磨目的。

3.7 新型道口控制和信號主從式控制技術(shù)

1）進路式道口控制。微機聯(lián)鎖道口是利用微機聯(lián)鎖程序進行控制，通過屏幕上的道口信號燈就可以判斷道口的狀態(tài)，便于檢修和故障處理。設備運行無錯誤，報警無異常，準確易操作，道口無論是否有人看守，都能實時報警并反饋道口報警狀態(tài)到室內(nèi)，達到了道口報警系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制，使道口報警智能化邁向了一個更高的領域。

2）爐前信號主從式控制。新區(qū)爐前信號控制系統(tǒng)原采用一樓2機布置形式，爐前值班人員通過電話向信號值班人員下達作業(yè)進路排列計劃。鐵路信號主從式控制技術(shù)是為3 200 m3大高爐的投產(chǎn)設計開發(fā)的，主要應用于鐵路信號異地控制，便于實現(xiàn)鐵路信號的集中控制，為鐵路行車組織提供了多重選擇。系統(tǒng)另一個特點就是兩地站場畫面的實時顯示功能，在新鋼站的信號操作員可實時監(jiān)控新鐵區(qū)站的站場作業(yè)情況，選排兩站的聯(lián)系進路，且爐前線路值班人員也可實時監(jiān)控新鐵區(qū)站的作業(yè)情況，及時了解車輛作業(yè)信息制定線路作業(yè)計劃。

4 結(jié)語

通過該項目實施，解決了萊鋼新區(qū)高爐密集復雜布局的鐵水鐵路運輸難題，年創(chuàng)經(jīng)濟效益3 407萬元。但在機車運用方案和模式上還需要進一步提高機車利用率，運用更好的理論依據(jù)和方法，提高線路運能和機車運用效能。

U292.5+5

B

1004-4620（2011）04-0067-02

2011-03-25

況作堯，男，1955年生，1976年畢業(yè)于鞍山冶金運輸學校運輸管理專業(yè)。現(xiàn)為萊鋼運輸部部長，工業(yè)技術(shù)應用研究員，從事冶金企業(yè)鐵路運輸技術(shù)的開發(fā)工作。