復雜工藝布局下的鐵水運輸技術

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）

經驗交流

復雜工藝布局下的鐵水運輸技術

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作為高爐鐵水優先對位的保障措施，實現了復雜工藝布局下鐵水運輸的安全、高效。

復雜型；工藝布局；鐵水運輸；運輸技術

1 前言

萊鋼新區冶金鐵路運輸系統包括煉鐵、運輸、煉鋼三部分。新區原有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，新區的鐵水產量增加近1倍，鐵水需要大量外調，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，系統解決萊鋼新區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 現狀分析

1）生產工藝布局復雜。新區原有的規劃并未考慮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，生產和運輸工藝復雜。

2）設備通用性不強，鐵水罐周轉慢。萊鋼新區鐵水罐有140 t型和65 t型2種，調往本區煉鋼及鑄塊采用普通140 t鐵水罐，外調采用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，投入鐵水罐數量多。配罐前鐵水罐需集結編組，鐵水出完后需解體分流，運輸環節增加，周轉慢。

3）高爐出鐵量、出鐵點規律性差。大型高爐生產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）區間通過能力不足。3 200 m3高爐投產后，新鐵區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列由煉鋼調送空鐵水罐車至爐下），則新高爐投產后的列車密度將達到33對，現有的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循環式運輸組織模式，即鐵路運輸高爐鐵水優先對位模式。新區配屬5臺機車，并對機車運用作詳細規定。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；與此同時，原來在煉鋼車間內作業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，如此循環往復。以新區爐前值班室為界線，值班室以東進煉鋼或脫硫車間時調車組為2人操作，在高爐下配罐時調車組1人作業。這種作業方式打破原來機車固定高爐對位方式，對調乘人員和值班人員提出更高要求，要求調乘人員必須熟悉新區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，出現特殊情況時，及時通知下爐次對位的調乘人員。

3.2 建立鋼鐵平衡運輸模型

萊鋼各作業區的鐵水產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效益最大化，就需要在各作業區之間調送鐵水。應用運籌學原理，建立解決運輸問題的數學模型，以確定鐵水流量、流向。萊鋼鐵水生產區有老區煉鐵、新區煉鐵、新二區煉鐵，鐵水產量分別為a1、a2、a3；鐵水消耗區有5個，即老區煉鋼、新區煉鋼、新二區煉鋼、特鋼和鑄鐵機，鐵水消耗量分別為b1、b2、b3、b4、b5。從鐵水生產區ai到鐵水消耗區bj調送1 t鐵水的效益為cij。

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

通過求解上面的數學模型，并結合生產實際狀況，得出新區鐵水調送方案，如表1所示。

表1 鐵水區間調送方案

3.3 外調鐵水直達運輸

新區鐵水外調作業一般情況下是由爐前機車將鐵水重罐調送至新鋼站固定地點，與專門負責鐵水外調作業的機車進行交接，作業環節較多，效率低。在研究并應用RTPBF運輸作業方式的基礎上，對新區鐵水運輸流程進行系統分析、梳理，減少冗余環節，組織外調鐵水直達運輸，將原有固定地點交接鐵水罐改為外調機車直接進爐下掛重罐，實現了運輸與生產工藝無縫隙銜接，提高了運輸效率。

3.4 機車運用及車輛配屬

1）確定機車數量。首先既要保證煉鐵、煉鋼生產穩定順行，又要考慮與線路能力最佳匹配問題。綜合考慮，新區爐前機車運用配備臺數為5臺。

2）車輛配屬方案。鐵水罐運用數量必須滿足高爐配罐、周轉及檢修要求。根據鐵水罐周轉時間，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需要，又要考慮鐵水罐車停放、鐵水產量、鐵路線路通過能力的要求，并與鐵路運輸組織方案相適應?？傮w方案：新區爐前單梯線變雙梯線；新區爐前單線變復線；新區鑄鐵機選址。在爐前單線變復線改造中，通過對3 200 m3高爐投產后的鐵水運量以及列車運行密度的分析，結合新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，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。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

1）進路式道口控制。微機聯鎖道口是利用微機聯鎖程序進行控制，通過屏幕上的道口信號燈就可以判斷道口的狀態，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到室內，達到了道口報警系統的聯鎖控制，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。新區爐前信號控制系統原采用一樓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進路排列計劃。鐵路信號主從式控制技術是為3 200 m3大高爐的投產設計開發的，主要應用于鐵路信號異地控制，便于實現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控新鐵區站的站場作業情況，選排兩站的聯系進路，且爐前線路值班人員也可實時監控新鐵區站的作業情況，及時了解車輛作業信息制定線路作業計劃。

4 結語

通過該項目實施，解決了萊鋼新區高爐密集復雜布局的鐵水鐵路運輸難題，年創經濟效益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年畢業于鞍山冶金運輸學校運輸管理專業。現為萊鋼運輸部部長，工業技術應用研究員，從事冶金企業鐵路運輸技術的開發工作。