多項創(chuàng)新的沈陽南焊軌基地設計

摘 要:焊軌的質量直接關系到列車運行安全，關系到中國高速鐵路和客運專線的發(fā)展，沈陽南焊軌基地設計，科學選址，工藝布局合理，技術先進，采用了多項專利技術。實現(xiàn)了百米定尺鋼軌軌條焊接工廠化生產(chǎn)，標準化作業(yè)，自動化管理，達到了我國鐵路焊軌基地的最高水平。該設計可為其他焊軌基地建設提供參考借鑒及推廣應用。一流的設計加上一流的工藝裝備，一流的員工素質，一流的管理模式，沈陽南焊軌基地必將保證一流的焊軌質量。

關鍵詞:“U”形工藝流程聯(lián)動同步組吊擺動鏈床自動橫移群吊群控輥道變頻控制

中圖分類號:U238文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)09(c)-0009-02

1 概述

隨著高(快)速鐵路在世界范圍內的迅猛發(fā)展，國際上運行時速250公里以上的鐵路線已經(jīng)比較普遍;在國內鐵路已經(jīng)迎來第6次提速，鋼軌的長尺化是滿足世界鐵路提速需要的重要手段之一。高速鐵路、客運專線的建設對鋼軌提出了更高的要求:一是質量要求“四高”——高潔凈度、高尺寸精度、高平直度、高表面質量;二是必須采用百米定尺鋼軌。因為鋼廠產(chǎn)出的單根鋼軌的長度增加后，可大大減少鋼軌的焊接次數(shù)，保證列車平穩(wěn)運行。2004年底，攀鋼生產(chǎn)出了國內第一支百米長尺鋼軌，成為國內第一家、世界第三家能夠按照國際上最嚴格的質量標準，生產(chǎn)高強度、高平直度、高表面質量的100m長尺鋼軌的生產(chǎn)企業(yè)。隨后，該公司與鐵科院、廣州鐵路局一道，相繼攻克了百米定尺鋼軌的批量生產(chǎn)、吊裝、運輸、焊接等難題，使百米長尺鋼軌具備了“實戰(zhàn)”條件。

目前百米定尺軌的焊接技術已經(jīng)成熟，各個鋼鐵公司都已經(jīng)完成百米定尺鋼軌的生產(chǎn)線改造。相對于25m定尺軌，百米定尺軌有諸多優(yōu)勢，應用已勢在必行。采用百米定尺軌，大大減少了長鋼軌焊接的工作量，降低長鋼軌的焊接成本，另外由于焊縫的減少也會提高無縫線路的長鋼軌質量，從而減少維修工作量，它的實施具有很好的運輸經(jīng)濟效益，

沈陽南焊軌基地的建設符合《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，是落實鐵道部發(fā)展百米定尺鋼軌技術政策的需要，也是適應新形勢下鐵路又好又快發(fā)展的需要。設計人員在設計中融入了大量高科技新技術，達到了我國鐵路焊軌基地的最高水平，受到鐵道部運輸局領導及專家的好評。該設計榮獲了遼寧省2008年度優(yōu)秀工程咨詢成果二等獎、遼寧省2009年度優(yōu)秀工程設計二等獎。

2 基地選址

設計人員積極配合鐵路局相關部門，結合沈陽鐵路局生產(chǎn)力布局調整，充分利用鐵路內部自有土地，同時兼顧鞍鋼地理位置，在沈陽樞紐及周邊的既有車站、貨場等鐵路設施內或附近進行了現(xiàn)場選址踏勘，備選出14處場地，通過對場地條件、接軌條件、限制條件、實施的可行性等多方面的對比分析，反復論證，最終選擇沈陽南場址方案，地處沈陽市蘇家屯區(qū)，位于沈陽南站沈大下行線與蘇撫下行線之間，下行調車場(Ⅴ場)西側，于蘇撫下行正線K2+608.6接軌，引入場內。占地面積250畝，全部為鐵路局用地，滿足城市規(guī)劃及環(huán)保要求。項目實施后將縮短鋼軌從鋼廠到焊軌基地的運輸距離，節(jié)省鋼軌的運輸成本，降低了鐵路運輸成本，既充分利用了土地資源，節(jié)省了工程投資，又滿足了焊軌基地自身的工藝特點。

3 工藝方案

沈陽南焊軌基地采用國內外最新的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)布局及技術設備，實現(xiàn)了百米定尺鋼軌軌條焊接工廠化生產(chǎn)，標準化作業(yè)，自動化管理。由于設計的前瞻性、合理性及先進性大大節(jié)省了人力，生產(chǎn)效率及安全性遠遠超過同期建設的其他焊軌廠。

沈陽南焊軌基地百米定尺軌焊接單條生產(chǎn)線長3000m，采用“U”形工藝流程，使生產(chǎn)線布局長度降低為1500m，為場地選址創(chuàng)造了條件。

工藝流程為百米長鋼軌卸車→鋼軌選配→調直除銹→焊機焊軌→焊后粗磨→正火→熱調直→長軌存放自然冷卻→焊后精調→焊后精磨→探傷→長軌條存放裝車，如圖1所示。

各道工藝工序布局極為緊湊合理，為了避免露天環(huán)境下的天氣情況對焊后工藝的影響，設計人員精打細算，將百米長軌生產(chǎn)線的調直除銹、焊軌、粗磨、正火、精調、精磨、探傷等工位均布置在車間內，各工位間距100m。車間之間在兩條焊接輥道線上設置焊軌線棚，保證焊接后的接頭不被雨水浸濕產(chǎn)生淬火，從而使鋼軌冷卻速度均勻。

4 設計創(chuàng)新

4.1 四臺移動龍門吊聯(lián)動同步組吊技術

在百米定尺軌卸車工位采用2套組吊，每套由4臺32T移動式龍門吊組成，采用四臺吊車同步聯(lián)動，大車運行、小車運行、吊裝起升同時同步技術。保證上軌、卸軌時四臺吊車同步動作，減少因吊車運行不同步造成百米鋼軌遷拉、扭曲。吊頭設有特制夾具，同時可吊七根百米鋼軌。其中控制系統(tǒng)獲國家專利，名稱為“一種起重機并車抬吊的控制線路”，專利號為CN200820147806.3。

4.2 百米定尺軌及500m鋼軌擺動鏈床快速自動上線、下線橫移技術

在鋼軌上線工位上，采用百米定尺軌擺動鏈床自動上線橫移技術，可以將10根百米定尺軌同時自動上軌，并可具有兼容上25m短軌能力。同時推翻了25m軌小抓翻轉上軌技術，避免軌底損傷。工作效率遠遠超過用吊車每次上軌1根方式，生產(chǎn)效率提高7倍以上。

在時效臺及成品臺工位上，500m鋼軌焊完后需要將鋼軌從生產(chǎn)線上迅速移下，以保證下一根鋼軌生產(chǎn)。設計采用500m鋼軌快速下線技術，通過擺動鏈床將焊好的500m鋼軌自動并快速地移到長軌存放臺上，滿足工藝要求的生產(chǎn)時間，保證生產(chǎn)線的流水作業(yè)。長鋼軌下線自動化管理，減少工人在生產(chǎn)線上作業(yè)，保證生產(chǎn)高效、安全，生產(chǎn)效率提高3倍以上，減少單班生產(chǎn)作業(yè)人數(shù)32人。

全國焊軌廠僅沈陽南焊軌基地開發(fā)應用此技術，使焊軌線生產(chǎn)處于國內領先水平。其中擺動鏈床自動上線橫移設備獲國家專利，名稱為“高速鐵路重軌焊接自動輸送設備”，專利號為200820219599.8。

4.3 30臺固定式群吊群控技術

焊接完成的500m鋼軌裝車需要30臺固定式電動葫蘆吊車共同起吊同步長走行，才能不損壞經(jīng)過精整作業(yè)線生產(chǎn)的鋼軌。設計采用國內最新的群控技術來完成500m長鋼軌的裝車需要。500m長鋼軌30臺群吊同步起吊運行，采用“同步起吊走行和定位裝卸裝置”技術改變了傳統(tǒng)的多人控制吊車上軌、下軌方法。減少工人線上作業(yè)，高效、安全，生產(chǎn)效率提高3倍以上，減少單班生產(chǎn)作業(yè)人數(shù)64人。其中30臺固定式群吊群控技術獲國家專利，名稱為“同步起吊走行和定位裝卸裝置”，專利號為200820190395.6。

4.4 特制自動抓軌放軌吊鉤

在鋼軌選配工位采用PLC可編程控制器系統(tǒng)群控裝置移軌，氣動控制系統(tǒng)控制吊具，實現(xiàn)吊鉤自動抓軌放軌，自動化吊裝，提高了工作效率，減少工人線上作業(yè)，高效、安全。其中特制自動抓軌放軌吊鉤獲國家專利，名稱為“具有90°自動轉角功能的鋼軌機械手吊鉤”，專利號CN200720077496.8。

4.5 輥道控制技術先進

生產(chǎn)線輥道控制采用全速運行和調速運行兩種方式，全速控制系統(tǒng)為繼電器直控，調速系統(tǒng)采用人機界面、PLC、RS485、變頻器網(wǎng)絡連接控制系統(tǒng)，為全路先進技術。

4.6 單梁移動式吊車與固定式電動葫蘆吊組合聯(lián)動組吊技術

在室內鋼軌存放臺，設計采用2臺單梁移動式吊車與5臺固定式電動葫蘆吊車同步聯(lián)動，吊運鋼軌。7臺吊車可聯(lián)動，也可單獨運行。在焊軌機、調直除銹一體機進行大維修拆、裝、卸時可使用移動式單梁吊車進行吊裝。7臺組合聯(lián)動組吊技術使移軌達到自動、高效、節(jié)能、環(huán)保。生產(chǎn)效率提高3倍以上，減少單班生產(chǎn)作業(yè)人數(shù)10人。

4.7 自然冷卻

新增自然冷卻時效臺，即500m長軌條焊接后的冷卻工藝采用自然冷卻方式，去除了因強制冷卻造成的鋼軌焊接接頭的殘余應力，確保鋼軌焊縫質量。

5 結語

焊軌的質量直接關系到列車運行安全、關系到中國高速鐵路、客運專線的發(fā)展，一定要創(chuàng)造一流的工藝裝備，一流的工作環(huán)境，一流的員工素質，一流的管理模式，從而保證一流的焊軌質量，并以此打造高速鐵路、客運專線的安全生命線。達到我國鐵路焊軌基地最高水平的沈陽南焊軌基地的設計，融入了大量高科技新技術，可為其他焊軌基地建設提供參考借鑒及推廣應用。