翻車機(jī)折返式作業(yè)線搬遷改造為貫通式布置之應(yīng)用實(shí)踐

崔乾民，趙 靖，張海蓉，張道遠(yuǎn)

（1.北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司，北京 100043；2.北京市冶金三維仿真設(shè)計(jì)工程技術(shù)研究中心，北京 100043；3.北京首鋼股份有限公司，河北 唐山 064404）

首鋼遷鋼公司當(dāng)時(shí)依托首鋼礦業(yè)公司原有的燒結(jié)、球團(tuán)原料供應(yīng)基地而建，不需要建設(shè)綜合原料場(chǎng)，于是只單獨(dú)建設(shè)了一座服務(wù)于3座高爐的塊礦料場(chǎng)，包括1條鏈斗卸車機(jī)卸車線、1臺(tái)堆取料機(jī)和1臺(tái)取料機(jī)、2個(gè)汽車受料槽及帶式輸送機(jī)系統(tǒng)等設(shè)施，設(shè)有A、B兩個(gè)料條，年供料能力約為200萬t，2004年建成投入使用。卸火車采用鏈斗卸車機(jī)方式，共設(shè)有4臺(tái)鏈斗卸車機(jī)，3用1備，單臺(tái)卸車能力約為300 t/h，布置在同一條軌道上，卸車線長度為604 m，露天作業(yè)，見圖1。雖然卸車機(jī)上設(shè)有除塵設(shè)施，但是受設(shè)備作業(yè)方式本身限制、人工清車底作業(yè)（見圖2）及受料輸送機(jī)露天布置等因素影響，卸車作業(yè)時(shí)仍然會(huì)有粉塵外逸，不符合《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》（環(huán)大氣〔2019〕35號(hào)）中“全面加強(qiáng)物料儲(chǔ)存、輸送及生產(chǎn)工藝過程無組織排放控制，在保障生產(chǎn)安全的前提下，采取密閉、封閉等有效措施，有效提高廢氣收集率，產(chǎn)塵點(diǎn)及車間不得有可見煙粉塵外逸。”的要求，需要對(duì)鏈斗卸車機(jī)卸車線進(jìn)行封閉改造。另外，通過考察、咨詢國內(nèi)類似卸車線用戶，除了整體封閉外，也沒有其他好的辦法。2018年6月，首鋼首秦公司實(shí)施戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)調(diào)整，鋼鐵全流程停產(chǎn)，為了充分利用首鋼集團(tuán)內(nèi)的閑置資產(chǎn)，使得搬遷利舊首秦公司的“C”型翻車機(jī)，拆除現(xiàn)有鏈斗卸車機(jī)卸車線成為一個(gè)可行的選擇。首秦公司的翻車機(jī)為折返式布置，2004年建成投入使用，搬遷到遷鋼公司后，結(jié)合鐵路站場(chǎng)平面布置、站線長度、施工組織及投資等因素，通過修、配、改，將其改造為貫通式布置，2019年建成投入使用。下面就卸車線封閉改造方案、翻車機(jī)搬遷利舊方案進(jìn)行綜合比較。

圖1 鏈斗卸車機(jī)現(xiàn)場(chǎng)圖

圖2 人工清車底現(xiàn)場(chǎng)圖

1 卸車線封閉改造方案

卸車線長度為604 m，鏈斗卸車機(jī)的軌距為7.5 m，考慮到卸車機(jī)的安全運(yùn)行及檢修場(chǎng)地，封閉料棚跨度確定為13.5 m，高約18 m，長度為606 m，結(jié)構(gòu)型式采用門式剛架，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用彩鋼板，并需增加干霧抑塵、通風(fēng)、照明、監(jiān)控、檢修等設(shè)施。因封閉料棚與兩側(cè)鐵路線的距離不滿足鐵路建筑限界的要求，所以兩側(cè)鐵路線需要拆除，拆除長度總計(jì)約為1500m。封閉方案斷面見圖3。

圖3 卸車線封閉改造方案（m）

該方案的優(yōu)點(diǎn)：卸車線及輸送系統(tǒng)均不做改動(dòng)，封閉結(jié)構(gòu)簡單，改造量較少，施工工期短，投資相對(duì)較少。缺點(diǎn)：封閉后卸車產(chǎn)生的粉塵不外溢了，但是料棚里面的作業(yè)環(huán)境會(huì)更差；需要拆除2條鐵路線，減少了鐵路站場(chǎng)的站線數(shù)量。

2 翻車機(jī)搬遷利舊—原拆原建

首秦公司翻車機(jī)系統(tǒng)包括“C”型翻車機(jī)本體、重車調(diào)車機(jī)、遷車臺(tái)、空車調(diào)車機(jī)、夾輪器、止擋器等，采用折返式布置，空車線與重車線之間的距離為11m。該系統(tǒng)2004年投入使用，2018年6月停用，已運(yùn)行了14年，工藝布置圖見圖4。

圖4 首秦翻車機(jī)工藝布置圖

該方案是把翻車機(jī)系統(tǒng)整體搬遷過來，不改變布置方式，利用現(xiàn)有卸車線的鐵路線作為空車線進(jìn)行工藝布置，利用8號(hào)線作為重車線，空車線與重車線之間的距離由11 m調(diào)整為11.7 m，遷車臺(tái)走行距離增加0.7 m，見圖5。

圖5 翻車機(jī)原拆原建工藝布置圖

該布置需要拆除改造的內(nèi)容：鏈斗卸車機(jī)及走行軌道拆除，地面輸送機(jī)拆除改造，鐵路站場(chǎng)的5線、6線、7線、9線均需拆除約500 m。該方案優(yōu)點(diǎn)是：翻車機(jī)系統(tǒng)原拆原建，不改變布置方式，設(shè)計(jì)周期短，充分利舊；缺點(diǎn)是投資較高，施工、改造量大，占用、拆除現(xiàn)有鐵路線多，無法翻卸C70、C80車型。

3 翻車機(jī)搬遷利舊—折返式作業(yè)線改造為貫通式布置

該方案是將原來折返式布置改為貫通式布置，只利舊“C”翻車機(jī)本體、重車調(diào)車機(jī)、夾輪器、止擋器等，不利舊遷車臺(tái)、空車調(diào)車機(jī)等，空車線與重車線為一條線，布置在現(xiàn)有的卸車線上，見圖6。

圖6 貫通式工藝布置圖

該布置需要拆除改造的內(nèi)容：鏈斗卸車機(jī)及走行軌道拆除，地面輸送機(jī)拆除改造，鐵路站場(chǎng)的8線、9線均需拆除約500 m。該方案優(yōu)點(diǎn)：站線長度能滿足一次翻卸28節(jié)車（半列）的要求，卸車效率高，占用、拆除現(xiàn)有鐵路線比方案二少2條，翻車機(jī)改造量少，投資相對(duì)方案二較低；缺點(diǎn)是重車調(diào)車機(jī)行程延長，控制系統(tǒng)按貫通式布置進(jìn)行修改等。

從徹底治理卸車線的環(huán)境污染及利舊閑置設(shè)備考慮，采用利舊首秦公司翻車機(jī)方案較合適；再從降低投資、站線拆除少、設(shè)備改造量少、施工工期短等考慮，采用貫通式布置方案較為合理。綜合以上分析比較，決定采用翻車機(jī)搬遷利舊方案，并將折返式作業(yè)線改造為貫通式布置，并結(jié)合設(shè)備使用情況，制定修、配、改方案。

翻車機(jī)系統(tǒng)自2004年投入使用，至停產(chǎn)時(shí)已達(dá)14年，受限于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平及鐵路實(shí)際情況，翻卸鐵路貨車按C60設(shè)計(jì)，不能翻卸C70、C80車型；整體技術(shù)狀態(tài)較差，技術(shù)水平較落后。此次只對(duì)翻車機(jī)本體、重車調(diào)車機(jī)、夾輪器、止擋器等單體設(shè)備進(jìn)行搬遷利舊，修、配、改要求包括以下內(nèi)容：

3.1 翻車機(jī)本體

翻車機(jī)傳動(dòng)方式為銷齒傳動(dòng)，其平穩(wěn)性和精確性均較差，易出現(xiàn)翻車機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)位不準(zhǔn)，旋轉(zhuǎn)震動(dòng)大等問題，造成環(huán)軌整體磨損嚴(yán)重、變形嚴(yán)重。本次改為齒輪齒條傳動(dòng)方式，以提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和精確性，并更換新的環(huán)軌。

液壓站由車上改為地面，以便于使用、檢修，油缸、油泵、液壓閥件等選用國際知名品牌。

壓車梁、靠板升級(jí)改造，將壓車油缸缸徑增大、行程增加、壓車梁安裝座和壓車油缸安裝座重新進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，以滿足翻卸C70、C80車型的需要。

翻車機(jī)本體更換新的電氣控制系統(tǒng)與電纜，電纜使用高柔性船用屏蔽電纜；電氣線路布局合理，避免翻卸物料砸壓；取消翻車機(jī)靠板后側(cè)接線箱，接線箱設(shè)定在靠板兩側(cè)，并做遮沿防墜落物、防水、防塵損壞，使用接線箱達(dá)到IP65等級(jí)。

3.2 重車調(diào)車機(jī)

重車調(diào)車機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，采用葉片泵帶動(dòng)抬落臂擺動(dòng)油缸，蓄能器輔助，起落速度慢，壓力不穩(wěn)定，故障率較高，經(jīng)常出現(xiàn)抬落臂不正常的現(xiàn)象，有時(shí)抬不起來，蓄能器壓力高了又落不下來。且抬落臂原設(shè)計(jì)為單擺動(dòng)油缸，強(qiáng)度不足，工作過程中易發(fā)生齒條、齒輪斷齒，造成調(diào)車臂卡死，翻車機(jī)無法作業(yè)，威脅供料安全。減速機(jī)齒輪、軸、軸承、導(dǎo)向塊齒條等都已經(jīng)發(fā)生了很大程度的磨損，易造成減速機(jī)漏油、運(yùn)行不穩(wěn)定、定位不準(zhǔn)或者齒條斷裂的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù)。并且隨著C70、C80等車型的大量使用投入，鐵路運(yùn)輸能力的不斷提高，為適應(yīng)這種變化，需將翻車機(jī)系統(tǒng)中的重車調(diào)車機(jī)傳動(dòng)進(jìn)行改造，以適應(yīng)更大噸位列車地牽引和推送。

1）重車調(diào)車機(jī)液壓站整體更換，同時(shí)保留平衡油缸，更換擺動(dòng)油缸，將單擺動(dòng)齒條油缸改為雙擺動(dòng)齒條油缸，擺動(dòng)油缸扭矩加大。該液壓系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、軸向柱塞泵、換向閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、油箱、蓄能器、集成塊等裝置組成。采用集成式設(shè)計(jì)，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，無滲漏，易維護(hù)，操作簡便、可靠。

2）重車調(diào)車機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率由3×55 kW改為3×75 kW的電機(jī)，配套相應(yīng)的減速機(jī)，并更換部分磨損較嚴(yán)重的齒條。

3.3 配套除塵設(shè)備

隨著國家環(huán)保部門對(duì)京津冀及周邊地區(qū)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，目前遷安地區(qū)的大氣污染物排放濃度要求控制在10 mg/m3以下，原除塵設(shè)備已不能滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)無法利舊，需要配套新建除塵設(shè)備。

經(jīng)過修、配、改后的翻車機(jī)，2019年建成投入使用，見圖7，卸車效率大大提高，環(huán)保治理效果顯著，符合預(yù)期要求。

圖7 投產(chǎn)后現(xiàn)場(chǎng)圖

4 施工保產(chǎn)措施

為了滿足翻車機(jī)施工，必須先拆除鏈斗卸車機(jī)卸車線及地面受料帶式輸送機(jī)等，在此期間采取如下措施以保證塊礦料場(chǎng)正常運(yùn)行。在拆除卸車線之前，將料場(chǎng)儲(chǔ)量最大化；合理調(diào)配采購計(jì)劃，增加汽車來料；利用煤料場(chǎng)的翻車機(jī)接卸塊礦，需要對(duì)緩沖倉及轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽進(jìn)行吹掃，減少對(duì)緩沖倉、溜槽的磨損，上料采用前裝機(jī)+自卸汽車+受料槽方式。通過采取這些保產(chǎn)措施，既滿足了施工要求，又保證了高爐生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

5 結(jié)語

翻車機(jī)投入運(yùn)行一年多來，作業(yè)順暢、平穩(wěn)、安全，卸車效率大大提高，除塵效果良好，徹底解決了原有卸車線無組織排放的治理難題；同時(shí)，盤活了首鋼集團(tuán)內(nèi)的停用設(shè)備，降低了投資，使得停用設(shè)備繼續(xù)發(fā)揮效益。