燒結球團車改造研究和探索

鐘 衛，徐小俊 ，楊國軍

（1. 新余高等專科學校，新余 338000；2. 新余鋼鐵公司，新余 338001）

0 引言

冶金企業是現代化工業生產的一個標志性大型綜合企業，各生產工藝和生產環節既相對獨立又緊密聯系。在目前國內的冶金企業中各個生產環節的聯系， 80%以上的運量是通過企業內部的鐵道專用線來實現的，可以說鐵道運輸線是冶金企業生產的大動脈。因為冶金企業的專業特性，其實現運量的鐵道車輛與國家鐵路的鐵道車輛在結構形式和設計制造方面有很大的區別。在國內，現在冶金企業的鐵道車輛類型主要有鐵水車、渣罐車、N型耐熱平板車、燒結礦車、自翻車、鑄鐵車和C型各類敞車等。

C50型敞車是我們國家鐵道車輛生產廠家早期生產的一款高邊木質敞車，在鐵道事業發展的初期，對我們國家的運輸業起了一定的作用，同時國內很多冶金企業當時也引進和應用了該款車型，用于企業內部的生產和運輸。現在這款車型已經超期服役，在國內的冶金企業都面臨著怎樣處置和利用這批車輛的問題。對于國家鐵路，由于所有鐵道車輛的產權歸屬于國家（鐵道部），而且國家鐵路是向高速、重載方向發展，從安全和運力、運量等方面考慮，國家鐵路管理部門已經全部淘汰該款車型。另外，對于C62型系列敞車，雖然車體是全鋼結構車輛，但其設計只考慮通用性要求，在冶金企業雖然也可以使用，但在使用中存在很多缺陷和問題，而且冶金企業鐵道運輸多是裝運腐蝕性較大的礦物質和原材料，多數作業點是機械化卸裝作業，其一批購置年代較早的車輛，其車體金屬結構已經完全破損。還有就是冶金專用車輛Z50燒結礦車，是較早期我國冶金車輛制造廠生產的冶金企業專用車輛，由于超年限使用服役，風動開門系統的傳動杠桿變形，已不具備杠桿自鎖功能，自動變為手動，結構調整困難，安全隱患大，沿線漏礦現象嚴重，已經不適應生產的需求。

對于冶金企業，這批車輛如果直接報廢，將是對國有資產的極大浪費。冶金企業的鐵路運輸，其運輸物質是在企業內部各生產點之間運行，且廠內各個生產點之間的距離不是很長，一般車速比較底，而且機車掛載的車輛數也不是很多，從企業的運營成本和現有的機車車輛檢修手段和裝備技術上看，這批車輛還存在價值的利用和回歸，也就是我們研究的如何去改進和改造的問題。

面對冶金企業所共同存在的這樣一個共性問題，就存在怎樣去合理改造和利用現有資產和資源，達到價值的利用和回歸問題。這是冶金企業所要研究的一個共性問題。本文的研究，就是針對目前冶金企業現有的C50型敞車、C62型系列敞車和Z50燒結礦車這二類我們國家的早期鐵道車輛，對其進行技術改進和結構改造，制造成適合于冶金企業專用的冶金車輛，我們以新余鋼鐵責任有限公司為例，將我們所列的這三類車輛改造成為廠內專用線運用的冶金燒結球團專用車，達到降低運輸成本，節約固定資產投資的目的，以更好的適應冶金企業的運輸發展和需要。

1 車輛運用存在的問題

燒結球團是細精礦粉(-200目，即粒度0.074mm的礦粉占80%以上、比表面積在1500cm2/g以上)加入少量的添加劑混合后，在造球上加水，依靠毛細力和旋轉運動的機械力造成直徑8～16mm的生球，然后在焙燒設備上干燥，在高溫氧化性氣氛下Fe2O3再結晶的晶橋鍵固結成的品位高、強度好、粒度均勻的球狀煉鐵原料。對于我國的冶金企業，球團的運輸主要采用的方式有：皮帶傳輸機、燒結礦車、敞車等等。但對于皮帶運輸，由于空間和距離的限制，很多企業不方便采用這樣的方式，也就是說還必須采用車輛做為運載工具，輸送到各個生產線。而我們所研究和探索的將以上三類車型改造成球團運輸車，必須進行一定的改造和設計，才可以更好的運用于生產。

對于敞車，在冶金企業的運用，存在的問題主要反映在車體部分，從目前冶金企業的運用情況看，車體鋼結構問題比較多。主要缺陷有：1）敞車非冶金專用車輛，其設計標準和要求是按照鐵道部的技術要求設計，考慮的較多的是通用性要求，而非冶金企業的專業性要求；2）其主體結構復雜，附屬結構偏多，檢修難度和成本都大，車體鋼結構不適應冶金企業的作業要求，反映出強度差的問題比較突出；3）部分車型走行部分老化，以上三類車型，其走行部分很多為轉8A型滑動軸承轉向架，從目前的鐵路發展趨勢看，轉8A型系列轉向架雖然還是貨車運用的主型轉向架，但鐵道部已經對其的發展和運用有新的戰略政策，但在廠礦內部運輸，對于設計時速有100公里左右的轉8A型轉向架系列，完全可以滿足其生產要求。只是從配件的購置和檢修的周期以及檢修的質量來看，將滑動軸承改為滾動軸承系列既可以較好的滿足生產之需要；4）車體金屬結構用材料不科學，原有車輛的金屬材料，基本上都為Q235普通鋼材，生產之前沒有預處理工藝，使用壽命短。而現在的生產工藝很多車體材料使用耐候鋼，原材料進行預處理，拋丸、除銹、上防銹漆，大大提高車體的使用壽命；5）由于車輛的運用現狀問題很多，造成車輛漏礦現象非常嚴重，及車輛構造上的缺陷，便于不法分子偷盜運輸物質；6）冶金企業的貨物裝卸，很多作業場所是采用機械化裝卸作業，但現有結構的普通車輛不便于機械化裝卸作業；7）從運用情況看，敞車運用的主要問題之一是車門過多且車門變形大，無論是廠修還是段修，處理車門故障的工作量都是非常大，返修率也高，這是其主要問題之一。

對于Z50燒結礦車，其走行部分、車購緩沖裝置、空氣制動系統的情況與敞車的情況類似，而且其車體部分相對來說，還是比較適應球團車的的運輸需要，在設計和改造中可以對這部份結構進行原結構修理和換件修理，其主要存在的問題是風動開門系統的改造和設計。車門開閉機構是利用機車輸送的壓力空氣進入車輛風管控制系統，通過操作閥，進入雙向作用風缸的前或者后工作腔，推動活塞向前或向后移動，帶動作用軸轉動，固定于作用軸上的車門長拉桿和車門短拉桿將推動車門的開或閉，且長拉桿和短拉桿都具有為防止車門的自動打開，在其所處的位置都具有自鎖性能。目前存在的問題是，原有的設計不能夠控制卸貨量，當某個倉位料已滿，需要輸送到下個倉位時，無法實現。再就是車輛使用時限太長，傳動杠桿嚴重變形，已經不具備杠桿的自鎖功能，主要靠作用風缸鞲鞴頭部的閘刀頂著活塞桿使門關閉，其開門變為人工扳動或者敲打閘刀來完成作業，這是一種極不合理的使用情況，很容易造成卸車人員的人生傷亡事故，且造成閘刀處受力過大，車體門縫間隙大，并且很難調好，沿線漏礦現象嚴重。

2 改造和設計方案

對于C50、C62系列、Z50 這三款車型，其走行部分轉向架均為轉8A型，老車型大多數為滑動軸承，也有一些為滾動軸承，從近些年的運用及檢修，還有配件的供應情況看，本次改進將所有的滑動軸承轉向架淘汰，改為轉8A滾動軸承轉向架，這樣更有利于生產和檢修；對于車鉤部分的改進，全部采用13#C級鋼車鉤，緩沖器淘汰2#緩沖器，改用Mark-50型緩沖器，空氣制動系統有些為GK型，有些為120型，其制動裝置仍然有其一定的使用和檢修價值，可以保留使用。這三類的車型改造為燒結球團車專用運輸車，相對來說，其走行部分、車購緩沖裝置、空氣制動系統的改造設計基本沿用現存的鐵路標準件，只需要做微量的結構調整，主要需要設計和改進的是敞車的車體和燒結礦車的風動開門系統。

針對使用上的以上不良情況，我們對敞車進行換體改造和設計，對燒結礦車開門系統進行改造和設計。以滿足新鋼廠燒結球團運輸之需要。

改造后的專用敞車，其技術結構特點為：1）底板采用10～12mm的鋼板，放棄原普通車輛底板的鋪設方式，采用先鋪兩側底板，中央加蓋一塊60×12000mm鋼板的鋪設工藝，解決了由于機械卸車機將底板卷起而損壞的技術問題，側墻、端墻與底板，側墻與端墻之間采用了護堆結構，增加了車廂體的抗沖擊能力；2）采用全鋼無門中邊敞車設計，車體全鋼全封閉無門，圈梁采用雙根14a槽鋼對合的雙圈梁形成，增強了圈梁的強度，根據球團礦的比重，為防止運用時的集重和超載問題，車體內側面高度為1400mm；3）車體端墻采用箱體結構，角柱采用14a槽鋼與10mm鋼板組成，替代傳統160mm角柱，端梁上橫臥14a槽鋼作為輔助端梁，端梁中間采用兩根20槽鋼作為加強筋，輔助端梁與1位加強筋之間增設三根14a槽鋼輔助加強筋，以加強強度和安裝鉤提桿，端板采用10mm鋼板，形成了結構合理、強度大的端墻組合。解決以往自備敞車端墻由于裝卸過程中受力過大產生端墻外漲，影響運輸和增加檢修工作量的問題；4）側墻采用6根立側柱，7根輔助側柱和6～8mm鋼板組成，輔助側柱由14a槽鋼與10mm鋼板組合而成。側梁采用25 槽鋼，輔助側梁與車底架、輔助橫梁托板相連，增加了側墻的整體強度，解決了原車運用中側墻外漲、側梁下垂的問題；5）底板均勻分布10個Φ100mm的下水孔，下水孔采用上加柵欄、下接100mm長的導水管，以解決車體排水、漏礦以及車底板腐蝕的問題。

改造后的燒結礦車車門開閉系統，其設計思路是將原有的二個車體側門以及帶動車門開閉的大、小傳動桿及傳動主軸即全杠桿傳動系統廢除，利用側墻、人字中梁及橫梁用10～12mm鋼板做成圓弧漏斗型下料裝置，將一個開門的雙作用風缸改為四個小型雙作用風缸，全部安裝于車體的中梁下部，四個活塞桿在儲風缸通過操作閥送來的壓力空氣作用下，通過方枕主軸杠桿傳動帶動中梁兩側傳動軸轉動，傳動軸使固定于其上的八個大刀片式傳動拉桿推動四個圓弧型門往上翻，使漏斗自卸，經過這樣的設計改造，很好的解決了卸貨量不能控制，門自鎖過緊及杠桿變形引起的各類問題和矛盾，有效的提高了車輛的使用率和完好率。

3 結論

改進后的燒結球團車，車輛的定距與車體長度的比例保持不變，降低車體的重心高度，原有的車輛走行部分、車購緩沖裝置、空氣制動系統原則上利用，進庫檢修的周期延長，段修、廠修的修理費用明顯降低，車輛的強度和動力性能明顯加強，漏礦率為零，在生產運用中，取得良好的效果，使車輛的完好率得到極大的提高，用戶和檢修部門都對其運用效果給予了充分的肯定，實踐證明，可以推廣使用。