烧结球团车改造研究和探索

钟 卫，徐小俊 ，杨国军

（1. 新余高等专科学校，新余 338000；2. 新余钢铁公司，新余 338001）

0 引言

冶金企业是现代化工业生产的一个标志性大型综合企业，各生产工艺和生产环节既相对独立又紧密联系。在目前国内的冶金企业中各个生产环节的联系， 80%以上的运量是通过企业内部的铁道专用线来实现的，可以说铁道运输线是冶金企业生产的大动脉。因为冶金企业的专业特性，其实现运量的铁道车辆与国家铁路的铁道车辆在结构形式和设计制造方面有很大的区别。在国内，现在冶金企业的铁道车辆类型主要有铁水车、渣罐车、N型耐热平板车、烧结矿车、自翻车、铸铁车和C型各类敞车等。

C50型敞车是我们国家铁道车辆生产厂家早期生产的一款高边木质敞车，在铁道事业发展的初期，对我们国家的运输业起了一定的作用，同时国内很多冶金企业当时也引进和应用了该款车型，用于企业内部的生产和运输。现在这款车型已经超期服役，在国内的冶金企业都面临着怎样处置和利用这批车辆的问题。对于国家铁路，由于所有铁道车辆的产权归属于国家（铁道部），而且国家铁路是向高速、重载方向发展，从安全和运力、运量等方面考虑，国家铁路管理部门已经全部淘汰该款车型。另外，对于C62型系列敞车，虽然车体是全钢结构车辆，但其设计只考虑通用性要求，在冶金企业虽然也可以使用，但在使用中存在很多缺陷和问题，而且冶金企业铁道运输多是装运腐蚀性较大的矿物质和原材料，多数作业点是机械化卸装作业，其一批购置年代较早的车辆，其车体金属结构已经完全破损。还有就是冶金专用车辆Z50烧结矿车，是较早期我国冶金车辆制造厂生产的冶金企业专用车辆，由于超年限使用服役，风动开门系统的传动杠杆变形，已不具备杠杆自锁功能，自动变为手动，结构调整困难，安全隐患大，沿线漏矿现象严重，已经不适应生产的需求。

对于冶金企业，这批车辆如果直接报废，将是对国有资产的极大浪费。冶金企业的铁路运输，其运输物质是在企业内部各生产点之间运行，且厂内各个生产点之间的距离不是很长，一般车速比较底，而且机车挂载的车辆数也不是很多，从企业的运营成本和现有的机车车辆检修手段和装备技术上看，这批车辆还存在价值的利用和回归，也就是我们研究的如何去改进和改造的问题。

面对冶金企业所共同存在的这样一个共性问题，就存在怎样去合理改造和利用现有资产和资源，达到价值的利用和回归问题。这是冶金企业所要研究的一个共性问题。本文的研究，就是针对目前冶金企业现有的C50型敞车、C62型系列敞车和Z50烧结矿车这二类我们国家的早期铁道车辆，对其进行技术改进和结构改造，制造成适合于冶金企业专用的冶金车辆，我们以新余钢铁责任有限公司为例，将我们所列的这三类车辆改造成为厂内专用线运用的冶金烧结球团专用车，达到降低运输成本，节约固定资产投资的目的，以更好的适应冶金企业的运输发展和需要。

1 车辆运用存在的问题

烧结球团是细精矿粉(-200目，即粒度0.074mm的矿粉占80%以上、比表面积在1500cm2/g以上)加入少量的添加剂混合后，在造球上加水，依靠毛细力和旋转运动的机械力造成直径8～16mm的生球，然后在焙烧设备上干燥，在高温氧化性气氛下Fe2O3再结晶的晶桥键固结成的品位高、强度好、粒度均匀的球状炼铁原料。对于我国的冶金企业，球团的运输主要采用的方式有：皮带传输机、烧结矿车、敞车等等。但对于皮带运输，由于空间和距离的限制，很多企业不方便采用这样的方式，也就是说还必须采用车辆做为运载工具，输送到各个生产线。而我们所研究和探索的将以上三类车型改造成球团运输车，必须进行一定的改造和设计，才可以更好的运用于生产。

对于敞车，在冶金企业的运用，存在的问题主要反映在车体部分，从目前冶金企业的运用情况看，车体钢结构问题比较多。主要缺陷有：1）敞车非冶金专用车辆，其设计标准和要求是按照铁道部的技术要求设计，考虑的较多的是通用性要求，而非冶金企业的专业性要求；2）其主体结构复杂，附属结构偏多，检修难度和成本都大，车体钢结构不适应冶金企业的作业要求，反映出强度差的问题比较突出；3）部分车型走行部分老化，以上三类车型，其走行部分很多为转8A型滑动轴承转向架，从目前的铁路发展趋势看，转8A型系列转向架虽然还是货车运用的主型转向架，但铁道部已经对其的发展和运用有新的战略政策，但在厂矿内部运输，对于设计时速有100公里左右的转8A型转向架系列，完全可以满足其生产要求。只是从配件的购置和检修的周期以及检修的质量来看，将滑动轴承改为滚动轴承系列既可以较好的满足生产之需要；4）车体金属结构用材料不科学，原有车辆的金属材料，基本上都为Q235普通钢材，生产之前没有预处理工艺，使用寿命短。而现在的生产工艺很多车体材料使用耐候钢，原材料进行预处理，抛丸、除锈、上防锈漆，大大提高车体的使用寿命；5）由于车辆的运用现状问题很多，造成车辆漏矿现象非常严重，及车辆构造上的缺陷，便于不法分子偷盗运输物质；6）冶金企业的货物装卸，很多作业场所是采用机械化装卸作业，但现有结构的普通车辆不便于机械化装卸作业；7）从运用情况看，敞车运用的主要问题之一是车门过多且车门变形大，无论是厂修还是段修，处理车门故障的工作量都是非常大，返修率也高，这是其主要问题之一。

对于Z50烧结矿车，其走行部分、车购缓冲装置、空气制动系统的情况与敞车的情况类似，而且其车体部分相对来说，还是比较适应球团车的的运输需要，在设计和改造中可以对这部份结构进行原结构修理和换件修理，其主要存在的问题是风动开门系统的改造和设计。车门开闭机构是利用机车输送的压力空气进入车辆风管控制系统，通过操作阀，进入双向作用风缸的前或者后工作腔，推动活塞向前或向后移动，带动作用轴转动，固定于作用轴上的车门长拉杆和车门短拉杆将推动车门的开或闭，且长拉杆和短拉杆都具有为防止车门的自动打开，在其所处的位置都具有自锁性能。目前存在的问题是，原有的设计不能够控制卸货量，当某个仓位料已满，需要输送到下个仓位时，无法实现。再就是车辆使用时限太长，传动杠杆严重变形，已经不具备杠杆的自锁功能，主要靠作用风缸鞲鞴头部的闸刀顶着活塞杆使门关闭，其开门变为人工扳动或者敲打闸刀来完成作业，这是一种极不合理的使用情况，很容易造成卸车人员的人生伤亡事故，且造成闸刀处受力过大，车体门缝间隙大，并且很难调好，沿线漏矿现象严重。

2 改造和设计方案

对于C50、C62系列、Z50 这三款车型，其走行部分转向架均为转8A型，老车型大多数为滑动轴承，也有一些为滚动轴承，从近些年的运用及检修，还有配件的供应情况看，本次改进将所有的滑动轴承转向架淘汰，改为转8A滚动轴承转向架，这样更有利于生产和检修；对于车钩部分的改进，全部采用13#C级钢车钩，缓冲器淘汰2#缓冲器，改用Mark-50型缓冲器，空气制动系统有些为GK型，有些为120型，其制动装置仍然有其一定的使用和检修价值，可以保留使用。这三类的车型改造为烧结球团车专用运输车，相对来说，其走行部分、车购缓冲装置、空气制动系统的改造设计基本沿用现存的铁路标准件，只需要做微量的结构调整，主要需要设计和改进的是敞车的车体和烧结矿车的风动开门系统。

针对使用上的以上不良情况，我们对敞车进行换体改造和设计，对烧结矿车开门系统进行改造和设计。以满足新钢厂烧结球团运输之需要。

改造后的专用敞车，其技术结构特点为：1）底板采用10～12mm的钢板，放弃原普通车辆底板的铺设方式，采用先铺两侧底板，中央加盖一块60×12000mm钢板的铺设工艺，解决了由于机械卸车机将底板卷起而损坏的技术问题，侧墙、端墙与底板，侧墙与端墙之间采用了护堆结构，增加了车厢体的抗冲击能力；2）采用全钢无门中边敞车设计，车体全钢全封闭无门，圈梁采用双根14a槽钢对合的双圈梁形成，增强了圈梁的强度，根据球团矿的比重，为防止运用时的集重和超载问题，车体内侧面高度为1400mm；3）车体端墙采用箱体结构，角柱采用14a槽钢与10mm钢板组成，替代传统160mm角柱，端梁上横卧14a槽钢作为辅助端梁，端梁中间采用两根20槽钢作为加强筋，辅助端梁与1位加强筋之间增设三根14a槽钢辅助加强筋，以加强强度和安装钩提杆，端板采用10mm钢板，形成了结构合理、强度大的端墙组合。解决以往自备敞车端墙由于装卸过程中受力过大产生端墙外涨，影响运输和增加检修工作量的问题；4）侧墙采用6根立侧柱，7根辅助侧柱和6～8mm钢板组成，辅助侧柱由14a槽钢与10mm钢板组合而成。侧梁采用25 槽钢，辅助侧梁与车底架、辅助横梁托板相连，增加了侧墙的整体强度，解决了原车运用中侧墙外涨、侧梁下垂的问题；5）底板均匀分布10个Φ100mm的下水孔，下水孔采用上加栅栏、下接100mm长的导水管，以解决车体排水、漏矿以及车底板腐蚀的问题。

改造后的烧结矿车车门开闭系统，其设计思路是将原有的二个车体侧门以及带动车门开闭的大、小传动杆及传动主轴即全杠杆传动系统废除，利用侧墙、人字中梁及横梁用10～12mm钢板做成圆弧漏斗型下料装置，将一个开门的双作用风缸改为四个小型双作用风缸，全部安装于车体的中梁下部，四个活塞杆在储风缸通过操作阀送来的压力空气作用下，通过方枕主轴杠杆传动带动中梁两侧传动轴转动，传动轴使固定于其上的八个大刀片式传动拉杆推动四个圆弧型门往上翻，使漏斗自卸，经过这样的设计改造，很好的解决了卸货量不能控制，门自锁过紧及杠杆变形引起的各类问题和矛盾，有效的提高了车辆的使用率和完好率。

3 结论

改进后的烧结球团车，车辆的定距与车体长度的比例保持不变，降低车体的重心高度，原有的车辆走行部分、车购缓冲装置、空气制动系统原则上利用，进库检修的周期延长，段修、厂修的修理费用明显降低，车辆的强度和动力性能明显加强，漏矿率为零，在生产运用中，取得良好的效果，使车辆的完好率得到极大的提高，用户和检修部门都对其运用效果给予了充分的肯定，实践证明，可以推广使用。