萊鋼新區鐵水運輸技術的研究與實踐

閆金娟，朱 亮

（萊蕪鋼鐵集團有限公司運輸部，工程師 山東 萊蕪 271104）

萊鋼始建于1970年1月，經過40年的建設發展，現已成為具有年產1300萬t以上綜合生產能力的大型鋼鐵聯合企業，原燃材料的輸入，成品、半成品的輸出以及廠內冶金車的運輸主要依靠鐵路。由于萊鋼的建設發展經歷了多個階段，使鋼鐵主業生產劃分成多個區域，受規劃建設的階段性及征地限制，各區域內煉鐵、煉鋼及配套生產設備的分布不緊湊，且產能不相匹配，導致各區域鐵水需求不平衡，生產工藝布局復雜。

2010年，萊鋼新區3200m3高爐建成投產，新區產能增加1倍?，F有的鐵路設備設施以及運輸組織模式很難滿足鐵水運量增加的要求，為圓滿完成鐵水調送任務，實現效益最大化的目標，必須從鐵路站場布局、鐵水運輸組織技術和鐵路運輸設備設施等方面進行深入研究，系統解決制約鐵路運輸鐵水的瓶頸環節。

1 鐵水運輸面臨的困難

1.1 鐵水罐周轉慢 萊鋼新區鐵水罐有140t型和65t型2種，鐵水調往本區煉鋼采用140t鐵水罐，外調至老區或新二區的采用65t鐵水罐。鐵水罐凈載重量不足，140t鐵水罐平均載重量120t，65t鐵水車平均載重量不到50t。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，鐵水罐周轉慢。

1.2 區間通過能力不足 3200m3高爐投產之前，新區高爐出鐵作業區域與煉鋼生產區域之間的鐵路線路為單線區段，只有20對列車的通過能力。3200m3高爐投產之后的列車密度將達到33對，現有的20對列車通過能力遠遠不能滿足3200m3高爐投產的需要。

1.3 運輸組織模式不適應不間斷出鐵要求 現有的運輸組織模式為2座1880m3高爐下各有1臺機車作業，煉鋼車間配1臺機車。機車分工明確，作業相對固定，爐下機車負責高爐出鐵時鐵水罐車對位和鐵水罐掛重對空，出完鐵后機車將重鐵水罐調送至固定線路停放，然后掛空鐵水罐返回高爐下對位并等待出鐵；煉鋼車間機車負責車間內鐵水空重罐倒運。在爐下重鐵水罐車掛出至空鐵水罐送入之前，至少有20min的時間高爐出鐵線路處于空線狀態，高爐不能出鐵。而高爐不間斷出鐵要求高爐出鐵線路空線時間不超過5min。

2 鐵水運輸技術方案

2.1 鐵路站場改造 通過對3200m3高爐投產后的鐵水運量以及列車運行密度的分析，高爐生產區與煉鋼生產區之間的單線區段通過能力不足，需要進行單線變復線的改造。為適應新區3200m3高爐投產后運量增長的需求，對新區鐵路站場布局進行了優化改造，主要包括煉鋼走行線單線改復線和爐前鐵水走行線單線改復線，改造后通過能力達到48對；鐵水產量增加使機車進煉鋼車間取送罐車的次數增多，鐵水罐車調送正點率受到嚴峻考驗。為減少空重鐵水罐車取送作業之間的干擾，增強水調送作業的靈活性，將煉鋼走行線改為復線，如圖1。

圖1 新區鐵路站場改造示意圖

2.2 研究新型運輸組織模式 為圓滿完成3200m3高爐投產后的鐵水調運任務，組織專業技術人員對3200m3高爐投產后新區的鐵水運輸組織進行了系統分析，本著合理配置運輸資源的基本原則，研究出 RTPBF（rail way transport priority of blast furnace的簡稱），即鐵路運輸高爐鐵水優先對位的循環式運輸組織模式。為新區配屬5臺機車，正常情況下2座1880m3爐下各1臺，3200m3爐下2臺，煉鋼1臺。5臺機車RTPBF循環作業，打破原來機車固定高爐對位方式。高爐出完鐵后機車將重鐵水罐掛出，調送至脫硫間或直接送至煉鋼車間，然后在煉鋼車間內負責鐵水罐倒運作業；與此同時，原來在煉鋼車間內作業的機車掛空鐵水罐至高爐下對位并等待出鐵，如此循環往復。此運輸組織模式能夠保證高爐下始終有機車，因此能夠實現高爐不間斷出鐵。鐵水列車運行圖見圖2。

圖2 鐵水列車運行圖

2.3 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3個，即老區煉鐵、新區煉鐵、新二區煉鐵（分別用A1，A2，A3表示），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（分別用 B1，B2，B3，B4，B5表示）。從鐵水生產區Ai到鐵水消耗區Bj調送1噸鐵水創造的利潤為cij。這些數據可匯總于表1中。

表1 萊鋼鐵水產銷量表和單位利潤表（單位：元/t）

用xij表示從鐵水生產區Ai到鐵水消耗地Bj的鐵水調運量，那么在鋼鐵平衡的條件下，總效益最大化的鐵水調運方案，我們通過求解以下數學模型求得：

通過求解上面的數學模型，得到萊鋼鐵水平衡調送方案（見表2）。

表2 萊鋼鐵水平衡調運方案表（單位：t）

2.4 組織鐵水外調直達運輸 新區3200m3高爐投產后，新區的鐵水產量大幅增加，造成新區鐵水富余，而老區和新二區鐵水不足，因此需要由新區大量外調鐵水。

新區鐵水外調作業一般情況下，由爐前區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。在交接過程中，鐵水罐停放、止輪以及機車轉頭等作業增加了20min作業時間，明顯作業環節較多，效率較低。在研究并應用RTPBF運輸作業方式的基礎上，組織專業技術人員對新區鐵水運輸流程進行了系統分析梳理，當出現鐵水外調作業時，安排外調機車直接進入高爐下掛重鐵水罐，原爐下機車提前去掛空鐵水罐。外調鐵水直達運輸實現了運輸與生產工藝無縫隙銜接，提高了運輸效率。

3 結束語

以研究并應用RTPBF高爐鐵水優先對位運輸組織模式為中心，2010年2月對鐵路站場改造完畢后，建立了鋼鐵平衡運輸模型，并組織了鐵水外調直達運輸，解決了制約鐵路運輸鐵水的瓶頸環節，滿足了3200m3高爐投產后鐵水運量增長的需求，實現了效益最大化的目標。2010年，新區完成鐵水運量562.57萬t，鐵水貨運周轉量3160.69萬t.km，鐵水外調量 127.35萬 t。