淺議冶金鐵水罐車的選擇及調配方法

李正明

（安寧公司鐵路運輸部）

1 前言

冶金鐵水罐車是冶金企業用于裝載并運送鐵水的特種車輛，高爐鐵水裝載和運輸是維持鐵、鋼經濟穩定生產的橋梁和紐帶，是冶金鋼鐵聯合生產企業不可缺少的重要組成部分。

冶金鐵水罐車如何選擇，不僅鐵水罐容量要與鐵路車輛相匹配、鐵路車輛要與鐵路線路相匹配，還要與高爐的生產能力、轉爐生產能力、生產工藝配置相關聯。鐵水罐車保有量（維持冶金工廠正常生產和最少車輛修理的數量）,列車編組量還與鐵路機車牽引力相匹配。總之，冶金鐵水罐車如何選擇，如何調配運用，不是鐵路運輸一個部門的事，而是應從冶金工廠主體工藝裝備設計、建設開始，就應該系統考慮的配套裝備和調配方法。

2 冶金鐵水罐車的選擇

2.1 冶金鐵水罐與鐵水車輛的匹配

冶金鐵水罐與鐵水車輛如何匹配，其核心是保證冶金鐵水罐車運行的穩定性與安全性。冶金鐵水罐車是冶金企業的特種車輛，是鐵水罐與鐵水車輛的組合體，按1:1組合，一輛鐵水車輛上搭載一個鐵水罐。鐵水罐容量決定鐵水車輛型號，鐵水罐容量越大，即裝載鐵水重量越重，要求鐵水車輛所能承擔的重量就越大，一方面是提高鐵水車輛每根軸的承載重量，但鐵路車輛受每根軸所能承載重量和機車車輛外形輪廓限界的限制，另一方面是鐵水罐容量越大，要求鐵水車輛所需軸數就越多，車輛長度就越長。鐵水車輛每根軸承載重量越重，軸數越多，要求鐵路等級越高，鐵路軌道每米鋼軌重量越重，鐵路曲線半徑要求就越大。還有就是鐵路道岔，道岔號數越大，道岔轉轍角度越小，能通過的列車速度越高；反之，道岔號數越小，道岔轉轍角度越大，能通過的列車速度越低。

根據了解，參照《冶金企業鐵路技術管理規程》，目前定型的敞口罐型和混鐵爐型鐵水車輛主要型號見表1。

國內最大300 t敞口罐型鐵水車輛在首鋼京唐公司運用，為煉鋼爐外精煉和“一罐到底”生產工藝創造了條件。未定型鐵水車輛可以委托國家級冶金車輛研究所設計、制造。

2.2 冶金鐵水罐車與煉鐵高爐的匹配

主要針對高爐每次出鐵量與鐵水罐容量和數量進行研究。高爐每次出鐵量主要依據高爐有效利用系數作為計算依據來確定，通過查閱2017年生產經營報表，得到新區高爐有效利用系數和鐵產量見表2。

從表2可以看出：2017年高爐最高有效利用系數和鐵產量都出現在12月份，分別達到2.768 t/m3?d和214 520.471 t。經統計，高爐每天出鐵次數穩定在9～12次，平均按11次來計算，高爐每次出鐵量為629.092 t。

表1 鐵水罐車的主要型號及技術數據表

表2 新區高爐有效利用系數和鐵產量

按照2018年股份公司生產經營計劃，新區安排鐵產量2 440 000 t，高爐檢修安排28天，那么高爐日均鐵產量將達7 240.356 t，平均有效利用系數將達2.896 t/m3?d。如果高爐每天出鐵次數仍按11次來計算，高爐每次出鐵量為658.214 t。

對2018年1至3月份統計，新區鐵水運量為：592 008 t，拉運重罐數為5 036罐，即每罐鐵水平均重量為117.555 t。

按計劃鐵產量來配罐，新區高爐每次出鐵所需鐵水罐車數量為6輛。

昆鋼新區2 500 m3高爐，2012年6月27日投產以來，按現在的生產組織模式，鐵水罐車在高爐下、在鑄鐵車間、在煉鋼廠生產時間和運輸周轉時間需要4組才能滿足生產需要，即2組在高爐下出鐵、對位，滿足高爐出鐵不均衡、不間斷出鐵或平行出鐵需要，1組半在煉鋼廠進行倒鐵水和爐外精煉，半組在鑄鐵和運輸周轉。備用2輛，按輔修、段修、廠（大）修修程，正常修理2輛，由此計算鐵水罐車保有量需28輛，即（6×4）+2+2=28（輛）。

從生產實踐看，2013年高爐產鐵量為1 901 500 t，鐵水罐車投入運用為20輛（2輛作為應急備用車），基本滿足高爐生產需求。而新區鐵水產量逐年上升，2014年實際鐵產量1 908 700 t；2015年實際鐵產量2 065 300 t；2016年實際鐵產量2 177 600 t，2017年實際鐵產量2 233 300 t。2018年計劃鐵產量2 440 000 t，導致鐵水罐車運用緊張。按照2013年鐵水罐車運用，達到基本滿足高爐生產需求的條件，鐵水罐車保有量需求26輛，即：（244×20）/190.15=25.66≈26（輛）。考慮統籌調度、加速鐵水罐車周轉、盡量減少鐵水溫度的降低等因素，鐵水罐車保有量會略有減少，最少需正常投入運用鐵水罐車數量為24輛，按備用2輛，正常修理2輛，鐵水罐車最少保有量需求28輛。

鐵水罐容量大小與煉鐵高爐每次出鐵量多少和出鐵方式密切相關。冶金鐵水罐車與煉鐵高爐的匹配以否，直接關系到運輸調配作業方法。如果高爐下每次配罐車2輛及以下能滿足高爐一次出鐵需要，相對系統風險小，運輸調配作業方法簡單，如原來本部小高爐的運輸調配作業方法。

2.3 冶金鐵水罐車與煉鋼轉爐的匹配

傳統的煉鋼生產工藝在煉鋼廠設有混鐵爐，對鐵水進行存儲、混勻、保溫，鐵水罐車在煉鋼廠等待倒鐵水的時間相對短，但隨著煉鋼生產工藝的發展，高爐送來的鐵水在進轉爐前設了脫硫、磷的爐外精煉，有的煉鋼廠還設有提釩工藝，都要求在鐵水罐中完成，特別是現在推行的“一罐到底”工藝。要求一罐鐵水對應一爐轉爐煉鋼，鐵水罐容量要與煉鋼轉爐生產能力相匹配，如現在安寧公司本部的65 t（實際每罐鐵水重量為：47±2 t）鐵罐匹配50 t轉爐，新區的140 t（實際每罐鐵水重量為：115 t）鐵罐匹配120 t轉爐。

所謂“一罐到底”是指在煉鋼作業中，用同一鐵水罐承載鐵水完成運輸全過程，包括高爐鐵水的承接、運輸、緩沖儲存、鐵水預處理、轉爐兌鐵、容器周轉和鐵水保溫工藝等均在一個鐵水罐內完成，該工藝把高爐出鐵場的鐵水罐與到煉鋼轉爐兌鐵水的鐵水罐合二為一，節省了轉爐煉鋼的鐵水包，取消傳統混鐵爐等環節，減少鐵水二次倒罐環節，節約了鐵水運輸時間，減小了鐵水溫降和混鐵爐保溫的能源消耗及費用，減少了因倒罐引起的環境污染，有利于實現清潔生產。

總之，冶金鐵水罐車的選擇是鐵水罐容量大小與煉鋼、煉鐵主體裝備工藝都匹配，是科學合理的匹配，既有利于鐵、鋼的生產組織，又有利于運輸的鐵水罐車調配作業。如果做不到，首先是鐵水罐容量大小應與煉鋼或煉鐵一道主體裝備工藝相匹配，如果煉鋼廠設有混鐵爐，鐵水罐容量大小應與系統風險相對小，調配作業方法簡單的煉鐵主體裝備工藝相匹配；如果煉鋼廠未設有混鐵爐，而是采用“一罐到底”生產工藝，鐵水罐容量大小應與煉鋼主體裝備工藝相匹配。其次再考慮冶金鐵水罐與鐵水車輛的匹配，鐵水車輛與鐵路等級、鐵路軌道，鐵路道岔相匹配。

3 鐵水罐車的運輸作業流程、方法、要求及禁止事項

鐵水罐車的調配作業方法總體上是由鐵水罐容量大小決定的，但具體的調配作業方法又有所不同。

3.1 鐵水罐車的運輸作業流程

鐵水罐車的運輸作業是以空鐵水罐車在高爐下調配、對位開始，到出鐵、起運重鐵水罐車過磅、送達煉鋼、倒空鐵水、空鐵水罐車過磅，需要處理的送鑄鐵車間處理后再次過磅、返回高爐待配，調配、對位為一個運輸作業循環流程，見圖1。

圖1 鐵水罐車作業流程圖

3.2 鐵水罐車的調配車作業方法

鐵水罐車的調配車作業，即鐵水罐車的調車作業，一律屬于取送調車作業。其具體方法分為：

3.2.1 送重取空

運用調車機車單機進入高爐下，掛取重鐵水罐車送煉鋼或鑄鐵（配有爐外精煉，需脫硫、磷，提釩的，則應先送脫硫、磷，提釩間）后，倒調出空鐵水罐車送處理車間，經處理完畢后，好的空鐵水罐車再配到高爐下的貨位，等待出鐵。該方法的優缺點及適用程度：

（1）優點：調車作業方法比較簡單，調車工作人員比較省力，作業效率高，技術要求不十分復雜。

（2）缺點：調車機車作業效率低，增加了單機運行的次數，不能充分發揮調車機車的效率。

（3）適用程度：適用于每天有固定爐次和固定出鐵時間的固定機車作業，一臺調車機車完成一座高爐的一次出鐵對位取送運輸作業。

3.2.2 取重帶配空

即先掛處理好的待配空鐵水罐車進入高爐下，將重鐵水罐車掛出后，摘解下重鐵水罐車在站線上暫時停留，機車帶著空鐵水罐車轉線進入高爐下，立即配上空鐵水罐車對位，然后再按要求運送重鐵水罐車至煉鋼或鑄鐵的作業方法。該方法的優缺點及適用程度：

（1）優點：調車作業方法比較節省作業時間，能充分利用咽喉，從而提高機車的運用效率。

（2）缺點：必須要具備空鐵水罐多，或者空鐵水罐產生快，周轉快的條.

（3）適用程度：適用于每天有固定爐次和固定出鐵時間的非固定機車作業。

3.2.3 取重配空

即高爐出鐵口后面的出鐵線上已停留有空鐵水罐車，機車進入高爐下掛取重鐵水罐車時，同時掛運配對上空鐵水罐車的作業方法。該方法的優缺點及適用程度：

（1）優點：調車作業方法更節省作業時間。

（2）缺點：占用空鐵水罐車多，容易影響前后次配罐數量。

（3）適用程度：適用于每天有固定爐次和固定出鐵時間的前后兩次出鐵，但班中不宜多次運用。

3.2.4 按比配空

根據高爐容積大小，一次出鐵量的多少，在高爐出鐵口擺動流槽下的兩條出鐵線上，一條線（輔出鐵線）對上一個周轉空鐵水罐車，另一條線（主出鐵線）上配足高爐一次出鐵所需的空鐵水罐車數量，使出鐵口擺動流槽下的兩條出鐵線上的配空鐵水罐車數量為1:X。如1:8。即一條線（輔出鐵線）配周轉空鐵水罐車1，另一條線（主出鐵線）上配8個空鐵水罐車，與對位機車連掛在一起，第一個罐車對上貨位，其它的7個罐車在出鐵過程中依次對位。出鐵結束后，由另一臺機車編組重鐵水罐車運送的作業方法。該方法的優缺點及適用程度：

（1）優點：鐵水罐大小與高爐每次出鐵量多少匹配程度低，容易與煉鋼轉爐大小相匹配。

（2）缺點：這種調車作業方法，對調車人員責任心和技術要求高，一旦指揮或對位失誤，就可能造成事故；對調車機車的運用狀態和性能要求也非常高，在每一次出鐵過程中都要求對位機車保持百分之百良好，一旦對位機車發生故障就可能造成事故。

（3）適用程度：適合于高爐容積1 000 m3～2 500 m3，配65 t鐵水罐車，或者2 500 m3以上配200 t以下鐵水罐車的調車作業方式。

3.2.5 小頭倒大頭

配在高爐出鐵口下的第一貨（罐）位上的空鐵水罐車，稱為大頭罐；配在其尾部的空鐵水罐車，稱為小頭罐。當高爐一次出鐵后，罐車內所裝載的鐵水未達到規定的重量，不宜送往煉鋼或鑄鐵，為了不使鐵水冷卻、凝固，保證在下次出鐵后能達到規定的重量并調出，則需進行小頭倒大頭的調車作業。

需要小頭倒大頭的鐵水罐車，有時可能是第二貨（罐）位上的，或者第三貨（罐）位上；有時也可能是某罐車連續多次未使用，雖未裝有鐵水，也需倒往第一貨（罐）位。鑒于以上情況，均需按小頭倒大頭的方法進行作業。

小頭倒大頭可具體運用“連倒帶配”法或“取重配空”法。這需要根據具體情況而靈活運用，在爐下撂（甩）罐時，為安全起見，須牽引到第一貨（罐）位摘解。

3.3 鐵水罐車的調車作業要求

3.3.1 準確掌握作業時間

冶金企業生產環環緊扣，鐵水罐車的運用連續性、時間性強，要求調車作業必須做到不積壓罐，不占道。一般采用四快的措施，即：

（1）調度員（值班員）制定、下達作業計劃快。

（2）調車員編制、傳達作業方法快。

（3）扳道員（信號員）準備進路、辦理閉塞快。

（4）司機操縱機車，單機起動快。

3.3.2 做到穩掛慢行

掛取空、重鐵水罐車時，必須嚴格執行相關規定，做到穩停穩掛。重鐵水罐車的運行速度不得超過10 km/h，空鐵水罐車的運行速度不得超過15 km/h，進入高爐下或廠房內，速度不得超過3 km/h，駛出高爐區域或廠房，速度不得超過5 km/h，經過軌道衡（或過磅）速度不得超過3 km/h（有明確要求的除外）。

3.3.3 實行鐵罐牌制度

鐵罐牌是表示空罐已經配好，可以出鐵或允許掛取重罐的一種標志牌。調車組將處理好了的空鐵水罐車配到高爐下的出鐵罐位后，及時掛上鐵罐牌，高爐上即將牌收起，作為出鐵的憑證。掛取重鐵水罐車時，預先取下高爐上放下來的鐵罐牌，作為掛車的憑證。這樣做，以避免相互扯皮，有利于人身和作業安全。

3.3.4 嚴格按號倒罐

調車組在接到調車員的作業通知后，必須嚴格按照調車作業通知單的要求，倒出空、重鐵水罐車，并按要求送往指定地點。核對現車（對罐號）必須仔細，以避免錯倒、錯掛、錯送。

3.3.5 認真檢斤

如需過磅的罐車，嚴格按照動態磅和靜態磅的要求速度進行過磅，過靜態磅應嚴格按照3 km/h以下的速度上磅，壓磅必須要準確，每車應控制在1 min以內（對于電子計算機控制的軌道衡，更應縮短時間）。過動態磅時，嚴格按照規定速度范圍通過軌道衡，保證過磅的準確性。

3.3.6 禁止溜放

鐵水罐車走行部軸承大部分是滾動軸承，車輛無制動，因此，空、重車均禁止一切溜放作業。

3.4 鐵水罐車調車作業禁止事項

（1）有水罐、冷卻罐的鐵水罐車嚴禁配到高爐出鐵口流槽下待裝。

（2）有條件的冶金企業，調車人員及機車嚴禁從高爐出鐵口流槽下通過；無條件的冶金企業，調車人員及機車在有切實可靠的安全防護措施后，應減少從高爐出鐵口流槽下通過的次數。

（3）重鐵水罐車嚴禁登乘，重鐵水罐車短距離推進運行實行調車組人員在車列前方徒步引導，空鐵水罐車推進運行按照《冶金企業鐵路技術管理規程》規定瞭望確認前方進路。

4 結束語

通過對冶金鐵水罐車的選擇及調配方法分析，結合武昆股份四個鋼鐵生產基地鐵水運輸技術、管理的實踐和經驗總結，提升為安全、正點、高效的鐵水運輸技術措施。在目前武昆股份四個基地實現無混鐵爐、一罐到底的情況下，需要鞏固完善鐵水罐車的選擇及調配作業流程，既減少鐵水罐車的運用數量，又減少鐵水溫降，持續改進鐵水罐車的選擇及調配方法，為實現經濟生產發揮好鐵水運輸的紐帶和動脈作用，滿足了四個基地單系統生產對鐵水運輸的要求。