焊軌基地工藝設計的研究

何鵬飛 陳秀霞

(中鐵西安勘察設計研究院有限責任公司，陜西 西安 710054)

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焊軌基地工藝設計的研究

何鵬飛 陳秀霞

(中鐵西安勘察設計研究院有限責任公司，陜西 西安 710054)

結合茂陵焊軌基地建設工程的設計實例,論述了焊軌基地鋼軌生產線的工藝生產流程，結合地形條件及既有設備布置情況，對Z字型、一字型及U字型三種生產布局方案進行了綜合比選，確定了Z字型建設方案，經實踐證明，Z字型生產工藝布局合理、作業順暢。

鋼軌，焊軌基地，生產工藝，平面布置

1 概述

鋼軌是高精度、高平順的產品，從生產到鋪設各過程中都要始終保持狀態良好。無縫線路軌道交通技術發展迅猛，為了獲取更好的鋼軌焊接質量，國內采用建立固定焊接工廠，在焊軌工廠里把百米定尺鋼軌連續焊接成長度500 m的長鋼軌，然后用運軌專用列車運到線路上再焊接成設計長度的長鋼軌。

原西安鐵路局茂陵焊軌廠滿負荷生產每年才能焊軌500 km，而且因為生產線布局陳舊、大型設備缺失、專業管理不到位等原因，生存空間日漸狹窄。2013年在其原址上改建為茂陵焊軌基地，生產能力由原來的500 km/年提高到1 260 km/年，同時生產標準達到鐵道部焊接高速軌的要求。茂陵焊軌基地不僅滿足西安鐵路局內既有線大修和新建線鋪軌的需求，還能為新建高速鐵路鋪軌以及大修提供鋼軌。

2 既有生產布局現狀

2.1 廠區建筑

原茂陵焊軌廠廠區東西總長1.8 km，南北寬約50 m，廠區中間有一條公路橫貫東西，將廠區分成南北兩部分，主要的建筑布置情況如圖1所示。

2.2 工藝設備

原茂陵焊軌廠焊軌車間使用的焊接生產線修建于1979年，年飽和生產能力為500 km，生產廠房長度為275 m，每隔25 m設置了1個作業崗位。生產線布局不適應百米鋼軌焊接，生產效率僅達到25 m鋼軌焊接的1/4。同時由于缺失鋼軌母材校直機、刻印裝置、長鋼軌焊縫時效平臺、計算機管理平臺，不具備高鐵鋼軌焊接資質。而且除銹機、焊縫冷校直機、精磨機大型設備因缺少維修資金而停止工作，采用人工方式予以代替，導致焊縫外觀和質量不穩定。

3 焊軌基地工藝布局研究

針對茂陵焊軌廠場地特點和既有建筑設備情況，以及改造完成以后要達到的生產要求，在考慮工藝順暢合理的基礎上共完成三種設計方案[2]。

3.1 Z字型工藝

整個生產線采用Z字型工藝布置，整個生產流水線有三條鋼軌輥道輸送線——焊前處理線、熱線和冷線，生產工藝流程如圖2所示。

該方案將廠區南邊既有的短軌卸車線往北進行遷建和延長，在軌道與廠區圍墻之間改建道路。把廠區南邊原來的異型軌加工廠房改造為百米軌存放臺，廠區西側既有的存軌臺西邊500 m作為成品軌存放臺，老的高站臺向東再拓建277.5 m作為時效處理臺。二者之間為430 m的生產區。該方案充分結合廠區地理條件和既有設備布置情況，對整個廠區整體做了規劃。生產管理方便，百米軌和500 m成品軌存軌能力充足，廠區后期建設地方也很充分。

3.2 一字型工藝

整個生產線采用一字型工藝布置，利用每個工位作業的時間不同，將作業時間短的工位進行合并，不是所有的工位間距都按100 m設置，其中熱線工位按50 m布置，冷線工位將質檢與精磨合并，二者按照間隔20 m考慮,整個生產工藝流程如圖3所示。

該方案利用廠區最西邊的存軌臺作為成品軌存放臺，原來的高站臺只需補建73 m就可作為時效處理臺，廠區南側將原來的25 m軌存軌貨位改建為百米素軌存軌臺。保持原來的異型軌加工車間和生產辦公樓，在兩幢家屬樓之間新開大門，廠區西南側新建配電供電樓、機修間兼材料間和靜彎落錘實驗間。該方案建設投資少，工程量也小，但是由于主要的百米貨位布置在廠區南側，而生產設備均在廠區道路北側，所以在使用中需要對百米軌進行調運，要向車站申請調車信號，操作比較麻煩。

3.3 U字型工藝

該方案主要是在原生產設備的基礎上進行工藝改建，采用U字型工藝布置，使得生產工位間距按100 m布置，這樣就極大地提高了焊接百米軌的生產能力。整個生產工藝流程如圖4所示。

該方案充分利用既有設備，將既有的新建存軌臺從西邊起500 m用做時效臺，以達到鐵道部要求的焊軌時效處理要求，在原來廠房所在位置及其東邊百米貨位的地方新建500 m成品軌存軌

臺，中間為生產廠房及百米軌存軌臺。

3.4 茂陵焊軌基地的平面布置方案選擇

三個方案的主要技術參數和工程參數如表1所示。

表1 方案比選表

通過對三種工藝布置方案進行對比，Z字型工藝布置方案建設投資在三個方案中居中，雖然整個建設工期也為12個月，但是整個生產凍工期只有7個月，通過預存鋼軌可以獲得1個半月的施工緩解時間，這樣實際對局內運轉有影響的時間只有5個半月時間。同時整個生產布局使得工位間距充分，而且互相之間不影響，生產效率為三個方案中最高的，年生產能力達到1 260 km。同時生產作業區和生活區分開布置，便于管理。附屬建筑配置合理，供電配電室和空壓機靠近主要的負荷中心。遠期建設地方充分，500 m成品存軌臺和百米存軌臺都有條件擴建。所以采用Z字型工藝布置方案為建設方案。

4 結語

茂陵焊軌廠作為西安鐵路局大修供軌的支撐點，關系到全路生產運營能否順利進行。同時隨著高鐵建設，焊接高速軌已經成為焊軌基地必須具備的職能。面對鐵路日益激烈的市場競爭，建設焊軌基地無論從生產需要還是經濟效益來說都勢在必行。茂陵焊軌基地已于2014年年底建成投產，所采用的Z字型生產工藝布局合理，作業順暢。年生產能力將由原來的500 km增加到1 260 km，為西安鐵路局年大修換軌1 000 km的需求提供有力保障。同時，焊軌基地達到焊接高速軌的標準，可以為鄰近的高鐵建設和即將到來的高鐵大修進行供軌，將創造不菲的經濟效益，也為焊軌基地參與市場競爭提供了技術保證。

[1] 耿 明.鋼軌焊接基地的設計標準研究[J].上海鐵道科技，2010(2)：95-96.

[2] 吳勝強.南昌鐵路局焊軌基地改造工程[J].上海鐵道科技,2008(3)：152-153.

Research of rail welded base process design

He Pengfei Chen Xiuxia

(CREC(Xi’an)Survey,DesignandResearchCo.,Ltd,Xi’an710054，China)

Combining with Maoling rail welded base engineering design example, this paper discusses the production line. According to general layout condition and existing equipment arrangement. Make a comprehensive comparison on Z type, 一type and U type, three type of production layout scheme, determine the Z type construction scheme, production process layout is reasonable and efficient by practice.

rail, rail welded base, production process, plain layout

1009-6825(2016)16-0147-02

2016-03-23

何鵬飛(1986- )，男，工程師； 陳秀霞(1969- )，女，高級工程師

U213.92

A