复杂工艺布局下的铁水运输技术

2011-03-23况作尧朱亮范万龙王华东闫金娟

山东冶金 2011年4期

关键词：道口水罐站场

况作尧，朱亮，范万龙，王华东，闫金娟

（莱芜钢铁集团有限公司运输部，山东莱芜 271104）

经验交流

复杂工艺布局下的铁水运输技术

况作尧，朱亮，范万龙，王华东，闫金娟

（莱芜钢铁集团有限公司运输部，山东莱芜 271104）

莱钢新区铁水运输面临站场狭小、通过能力不足、曲线半径小、设备通用性不强等问题，采用高炉铁水优先对位的运输组织模式，通过钢铁平衡运输模型确定铁水流量，外调铁水直接运达，综合考虑确定铁路站场布局方案，使用弹性减磨防脱新型护轮轨以及车辆轮缘润滑器解决小半径曲线问题，进路式道口控制和信号主从式控制技术作为高炉铁水优先对位的保障措施，实现了复杂工艺布局下铁水运输的安全、高效。

复杂型；工艺布局；铁水运输；运输技术

1 前言

莱钢新区冶金铁路运输系统包括炼铁、运输、炼钢三部分。新区原有2座1 880 m3高炉，炼钢、脱硫间、修罐间以及与2座1 880 m3高炉相配套的铁路站场，在此基础上新建1座3 200 m3高炉，新区的铁水产量增加近1倍，铁水需要大量外调，列车运行密度大增，使铁水运输组织困难。为此，探讨复杂工艺布局下的铁水运输技术，系统解决莱钢新区铁路运输铁水面临的问题，以提高铁路运输铁水的高效性和安全性。

2 现状分析

1）生产工艺布局复杂。新区原有的规划并未考虑3 200 m3高炉及其配套项目的建设，新建项目是在原有1 880 m3高炉基础上改建而成的。3 200 m3高炉及其配套项目建成后，新区有2个脱硫间、2个修罐间、新增了铸铁机，铁路站场存在空间狭小、曲线半径小的问题，另外铁水需要大量外调，生产和运输工艺复杂。

2）设备通用性不强，铁水罐周转慢。莱钢新区铁水罐有140 t型和65 t型2种，调往本区炼钢及铸块采用普通140 t铁水罐，外调采用65 t铁水罐。铁水罐净载重量不足，140 t铁水罐平均载重量120 t，65 t铁水罐平均载重量不到50 t，投入铁水罐数量多。配罐前铁水罐需集结编组，铁水出完后需解体分流，运输环节增加，周转慢。

3）高炉出铁量、出铁点规律性差。大型高炉生产工艺基本上采用不间断出铁方式，难以做到正点、均衡出铁，容易造成线路拥挤。

4）区间通过能力不足。3 200 m3高炉投产后，新铁区高炉出铁炉次增加到33炉，每炉铁都需要开通1对列车（1列从炉下运送重铁水罐到炼钢，1列由炼钢调送空铁水罐车至炉下），则新高炉投产后的列车密度将达到33对，现有的20对列车的通过能力远远不能满足需要。

3 铁水运输工艺技术方案及措施

3.1 运输组织模式

本着合理配置运输资源的基本原则，采用RTPBF循环式运输组织模式，即铁路运输高炉铁水优先对位模式。新区配属5台机车，并对机车运用作详细规定。5台机车分布为：正常情况下1#1 880 m3、2#1 880 m3炉下各1台，3 200 m3炉下2台，炼钢1台。高炉出完铁后机车将铁水重罐挂出，调送至脱硫间或直接送至炼钢车间，然后进行铁水罐倒运作业；与此同时，原来在炼钢车间内作业的机车挂空铁水罐至最需要配罐的高炉下对位并等待出铁，如此循环往复。以新区炉前值班室为界线，值班室以东进炼钢或脱硫车间时调车组为2人操作，在高炉下配罐时调车组1人作业。这种作业方式打破原来机车固定高炉对位方式，对调乘人员和值班人员提出更高要求，要求调乘人员必须熟悉新区3个高炉出铁状况和线路特征以及对罐要求，同时值班人员必须详细掌握每个高炉出铁情况和对位状况，出现特殊情况时，及时通知下炉次对位的调乘人员。

3.2 建立钢铁平衡运输模型

莱钢各作业区的铁水产量与炼钢的铁水消耗量明显不匹配，为保证在钢铁平衡的条件下实现效益最大化，就需要在各作业区之间调送铁水。应用运筹学原理，建立解决运输问题的数学模型，以确定铁水流量、流向。莱钢铁水生产区有老区炼铁、新区炼铁、新二区炼铁，铁水产量分别为a1、a2、a3；铁水消耗区有5个，即老区炼钢、新区炼钢、新二区炼钢、特钢和铸铁机，铁水消耗量分别为b1、b2、b3、b4、b5。从铁水生产区ai到铁水消耗区bj调送1 t铁水的效益为cij。

用xij表示从铁水生产区ai到铁水消耗地bj的铁水调运量，则在钢铁平衡的条件下，总效益最大化的铁水调运方案，通过求解以下数学模型得到：

通过求解上面的数学模型，并结合生产实际状况，得出新区铁水调送方案，如表1所示。

表1 铁水区间调送方案

3.3 外调铁水直达运输

新区铁水外调作业一般情况下是由炉前机车将铁水重罐调送至新钢站固定地点，与专门负责铁水外调作业的机车进行交接，作业环节较多，效率低。在研究并应用RTPBF运输作业方式的基础上，对新区铁水运输流程进行系统分析、梳理，减少冗余环节，组织外调铁水直达运输，将原有固定地点交接铁水罐改为外调机车直接进炉下挂重罐，实现了运输与生产工艺无缝隙衔接，提高了运输效率。

3.4 机车运用及车辆配属

1）确定机车数量。首先既要保证炼铁、炼钢生产稳定顺行，又要考虑与线路能力最佳匹配问题。综合考虑，新区炉前机车运用配备台数为5台。

2）车辆配属方案。铁水罐运用数量必须满足高炉配罐、周转及检修要求。根据铁水罐周转时间，配属隔离车5辆，140 t铁水罐车80辆，运用方式为每组8辆，2座1 880 m3高炉下4组，3 200 m3高炉下4组，炼钢1组，运行1组。

3.5 铁路站场布局

铁路站场布局方案的设计存在空间狭小的问题，在设计站场布局时既要考虑炼铁、炼钢、脱硫、铁水罐检修等正常的生产需要，又要考虑铁水罐车停放、铁水产量、铁路线路通过能力的要求，并与铁路运输组织方案相适应。总体方案：新区炉前单梯线变双梯线；新区炉前单线变复线；新区铸铁机选址。在炉前单线变复线改造中，通过对3 200 m3高炉投产后的铁水运量以及列车运行密度的分析，结合新300 t地磅的启用时间，综合考虑炉前既有线改造和相关的轨道电路、信号开通，旧道岔利用等因素，分步骤完成该项工程。

3.6 小半径曲线技术解决方案

1）弹性减磨防脱新型护轮轨。钢轨采用适用于曲线轨道采用的钢轨型号DPII—X型；护轨采用24 kg/m轻轨或特制双头护轨。新型护轮轨装置由护轨、特制护轨支架、扣板、横向缓冲调距垫板、绝缘缓冲垫片和连接紧扣部件等组成。将特制护轨支架用扣板与螺栓紧固在轨道2根轨枕（或支撑块）之间的主轨底上，护轨设置在主轨轨头的里侧，再用螺栓将护轨紧固在特制护轨支架上。

2）车辆轮缘润滑技术。采用轮缘润滑器，润滑器由安装板、导管、弹簧盒、牵引钢丝绳及推料杆等组成。弹簧储存的能量通过料杆传递给润滑块，沿导管方向压靠在轮缘部位，借助车轮转动时的相对摩擦，使轮缘部覆着一层干式润滑膜，达到减磨目的。

3.7 新型道口控制和信号主从式控制技术

1）进路式道口控制。微机联锁道口是利用微机联锁程序进行控制，通过屏幕上的道口信号灯就可以判断道口的状态，便于检修和故障处理。设备运行无错误，报警无异常，准确易操作，道口无论是否有人看守，都能实时报警并反馈道口报警状态到室内，达到了道口报警系统的联锁控制，使道口报警智能化迈向了一个更高的领域。

2）炉前信号主从式控制。新区炉前信号控制系统原采用一楼2机布置形式，炉前值班人员通过电话向信号值班人员下达作业进路排列计划。铁路信号主从式控制技术是为3 200 m3大高炉的投产设计开发的，主要应用于铁路信号异地控制，便于实现铁路信号的集中控制，为铁路行车组织提供了多重选择。系统另一个特点就是两地站场画面的实时显示功能，在新钢站的信号操作员可实时监控新铁区站的站场作业情况，选排两站的联系进路，且炉前线路值班人员也可实时监控新铁区站的作业情况，及时了解车辆作业信息制定线路作业计划。