復(fù)雜工藝布局下的鐵水運(yùn)輸技術(shù)

況作堯，朱亮，范萬龍，王華東，閆金娟

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)輸部，山東 萊蕪 271104）

經(jīng)驗(yàn)交流

復(fù)雜工藝布局下的鐵水運(yùn)輸技術(shù)

況作堯，朱亮，范萬龍，王華東，閆金娟

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)輸部，山東 萊蕪 271104）

萊鋼新區(qū)鐵水運(yùn)輸面臨站場狹小、通過能力不足、曲線半徑小、設(shè)備通用性不強(qiáng)等問題，采用高爐鐵水優(yōu)先對(duì)位的運(yùn)輸組織模式，通過鋼鐵平衡運(yùn)輸模型確定鐵水流量，外調(diào)鐵水直接運(yùn)達(dá)，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(hù)輪軌以及車輛輪緣潤滑器解決小半徑曲線問題，進(jìn)路式道口控制和信號(hào)主從式控制技術(shù)作為高爐鐵水優(yōu)先對(duì)位的保障措施，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜工藝布局下鐵水運(yùn)輸?shù)陌踩⒏咝А?/p>

復(fù)雜型；工藝布局；鐵水運(yùn)輸；運(yùn)輸技術(shù)

1 前言

萊鋼新區(qū)冶金鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)包括煉鐵、運(yùn)輸、煉鋼三部分。新區(qū)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(chǔ)上新建1座3 200 m3高爐，新區(qū)的鐵水產(chǎn)量增加近1倍，鐵水需要大量外調(diào)，列車運(yùn)行密度大增，使鐵水運(yùn)輸組織困難。為此，探討復(fù)雜工藝布局下的鐵水運(yùn)輸技術(shù)，系統(tǒng)解決萊鋼新區(qū)鐵路運(yùn)輸鐵水面臨的問題，以提高鐵路運(yùn)輸鐵水的高效性和安全性。

2 現(xiàn)狀分析

1）生產(chǎn)工藝布局復(fù)雜。新區(qū)原有的規(guī)劃并未考慮3 200 m3高爐及其配套項(xiàng)目的建設(shè)，新建項(xiàng)目是在原有1 880 m3高爐基礎(chǔ)上改建而成的。3 200 m3高爐及其配套項(xiàng)目建成后，新區(qū)有2個(gè)脫硫間、2個(gè)修罐間、新增了鑄鐵機(jī)，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(diào)，生產(chǎn)和運(yùn)輸工藝復(fù)雜。

2）設(shè)備通用性不強(qiáng)，鐵水罐周轉(zhuǎn)慢。萊鋼新區(qū)鐵水罐有140 t型和65 t型2種，調(diào)往本區(qū)煉鋼及鑄塊采用普通140 t鐵水罐，外調(diào)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(shù)量多。配罐前鐵水罐需集結(jié)編組，鐵水出完后需解體分流，運(yùn)輸環(huán)節(jié)增加，周轉(zhuǎn)慢。

3）高爐出鐵量、出鐵點(diǎn)規(guī)律性差。大型高爐生產(chǎn)工藝基本上采用不間斷出鐵方式，難以做到正點(diǎn)、均衡出鐵，容易造成線路擁擠。

4）區(qū)間通過能力不足。3 200 m3高爐投產(chǎn)后，新鐵區(qū)高爐出鐵爐次增加到33爐，每爐鐵都需要開通1對(duì)列車（1列從爐下運(yùn)送重鐵水罐到煉鋼，1列由煉鋼調(diào)送空鐵水罐車至爐下），則新高爐投產(chǎn)后的列車密度將達(dá)到33對(duì)，現(xiàn)有的20對(duì)列車的通過能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。

3 鐵水運(yùn)輸工藝技術(shù)方案及措施

3.1 運(yùn)輸組織模式

本著合理配置運(yùn)輸資源的基本原則，采用RTPBF循環(huán)式運(yùn)輸組織模式，即鐵路運(yùn)輸高爐鐵水優(yōu)先對(duì)位模式。新區(qū)配屬5臺(tái)機(jī)車，并對(duì)機(jī)車運(yùn)用作詳細(xì)規(guī)定。5臺(tái)機(jī)車分布為：正常情況下1#1 880 m3、2#1 880 m3爐下各1臺(tái)，3 200 m3爐下2臺(tái)，煉鋼1臺(tái)。高爐出完鐵后機(jī)車將鐵水重罐掛出，調(diào)送至脫硫間或直接送至煉鋼車間，然后進(jìn)行鐵水罐倒運(yùn)作業(yè)；與此同時(shí)，原來在煉鋼車間內(nèi)作業(yè)的機(jī)車掛空鐵水罐至最需要配罐的高爐下對(duì)位并等待出鐵，如此循環(huán)往復(fù)。以新區(qū)爐前值班室為界線，值班室以東進(jìn)煉鋼或脫硫車間時(shí)調(diào)車組為2人操作，在高爐下配罐時(shí)調(diào)車組1人作業(yè)。這種作業(yè)方式打破原來機(jī)車固定高爐對(duì)位方式，對(duì)調(diào)乘人員和值班人員提出更高要求，要求調(diào)乘人員必須熟悉新區(qū)3個(gè)高爐出鐵狀況和線路特征以及對(duì)罐要求，同時(shí)值班人員必須詳細(xì)掌握每個(gè)高爐出鐵情況和對(duì)位狀況，出現(xiàn)特殊情況時(shí)，及時(shí)通知下爐次對(duì)位的調(diào)乘人員。

3.2 建立鋼鐵平衡運(yùn)輸模型

萊鋼各作業(yè)區(qū)的鐵水產(chǎn)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(shí)現(xiàn)效益最大化，就需要在各作業(yè)區(qū)之間調(diào)送鐵水。應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)原理，建立解決運(yùn)輸問題的數(shù)學(xué)模型，以確定鐵水流量、流向。萊鋼鐵水生產(chǎn)區(qū)有老區(qū)煉鐵、新區(qū)煉鐵、新二區(qū)煉鐵，鐵水產(chǎn)量分別為a1、a2、a3；鐵水消耗區(qū)有5個(gè)，即老區(qū)煉鋼、新區(qū)煉鋼、新二區(qū)煉鋼、特鋼和鑄鐵機(jī)，鐵水消耗量分別為b1、b2、b3、b4、b5。從鐵水生產(chǎn)區(qū)ai到鐵水消耗區(qū)bj調(diào)送1 t鐵水的效益為cij。

用xij表示從鐵水生產(chǎn)區(qū)ai到鐵水消耗地bj的鐵水調(diào)運(yùn)量，則在鋼鐵平衡的條件下，總效益最大化的鐵水調(diào)運(yùn)方案，通過求解以下數(shù)學(xué)模型得到：

通過求解上面的數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際狀況，得出新區(qū)鐵水調(diào)送方案，如表1所示。

表1 鐵水區(qū)間調(diào)送方案

3.3 外調(diào)鐵水直達(dá)運(yùn)輸

新區(qū)鐵水外調(diào)作業(yè)一般情況下是由爐前機(jī)車將鐵水重罐調(diào)送至新鋼站固定地點(diǎn)，與專門負(fù)責(zé)鐵水外調(diào)作業(yè)的機(jī)車進(jìn)行交接，作業(yè)環(huán)節(jié)較多，效率低。在研究并應(yīng)用RTPBF運(yùn)輸作業(yè)方式的基礎(chǔ)上，對(duì)新區(qū)鐵水運(yùn)輸流程進(jìn)行系統(tǒng)分析、梳理，減少冗余環(huán)節(jié)，組織外調(diào)鐵水直達(dá)運(yùn)輸，將原有固定地點(diǎn)交接鐵水罐改為外調(diào)機(jī)車直接進(jìn)爐下掛重罐，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸與生產(chǎn)工藝無縫隙銜接，提高了運(yùn)輸效率。

3.4 機(jī)車運(yùn)用及車輛配屬

1）確定機(jī)車數(shù)量。首先既要保證煉鐵、煉鋼生產(chǎn)穩(wěn)定順行，又要考慮與線路能力最佳匹配問題。綜合考慮，新區(qū)爐前機(jī)車運(yùn)用配備臺(tái)數(shù)為5臺(tái)。

2）車輛配屬方案。鐵水罐運(yùn)用數(shù)量必須滿足高爐配罐、周轉(zhuǎn)及檢修要求。根據(jù)鐵水罐周轉(zhuǎn)時(shí)間，配屬隔離車5輛，140 t鐵水罐車80輛，運(yùn)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(yùn)行1組。

3.5 鐵路站場布局

鐵路站場布局方案的設(shè)計(jì)存在空間狹小的問題，在設(shè)計(jì)站場布局時(shí)既要考慮煉鐵、煉鋼、脫硫、鐵水罐檢修等正常的生產(chǎn)需要，又要考慮鐵水罐車停放、鐵水產(chǎn)量、鐵路線路通過能力的要求，并與鐵路運(yùn)輸組織方案相適應(yīng)?？傮w方案：新區(qū)爐前單梯線變雙梯線；新區(qū)爐前單線變復(fù)線；新區(qū)鑄鐵機(jī)選址。在爐前單線變復(fù)線改造中，通過對(duì)3 200 m3高爐投產(chǎn)后的鐵水運(yùn)量以及列車運(yùn)行密度的分析，結(jié)合新300 t地磅的啟用時(shí)間，綜合考慮爐前既有線改造和相關(guān)的軌道電路、信號(hào)開通，舊道岔利用等因素，分步驟完成該項(xiàng)工程。

3.6 小半徑曲線技術(shù)解決方案

1）彈性減磨防脫新型護(hù)輪軌。鋼軌采用適用于曲線軌道采用的鋼軌型號(hào)DPII—X型；護(hù)軌采用24 kg/m輕軌或特制雙頭護(hù)軌。新型護(hù)輪軌裝置由護(hù)軌、特制護(hù)軌支架、扣板、橫向緩沖調(diào)距墊板、絕緣緩沖墊片和連接緊扣部件等組成。將特制護(hù)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(hù)軌設(shè)置在主軌軌頭的里側(cè)，再用螺栓將護(hù)軌緊固在特制護(hù)軌支架上。

2）車輛輪緣潤滑技術(shù)。采用輪緣潤滑器，潤滑器由安裝板、導(dǎo)管、彈簧盒、牽引鋼絲繩及推料桿等組成。彈簧儲(chǔ)存的能量通過料桿傳遞給潤滑塊，沿導(dǎo)管方向壓靠在輪緣部位，借助車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的相對(duì)摩擦，使輪緣部覆著一層干式潤滑膜，達(dá)到減磨目的。

3.7 新型道口控制和信號(hào)主從式控制技術(shù)

1）進(jìn)路式道口控制。微機(jī)聯(lián)鎖道口是利用微機(jī)聯(lián)鎖程序進(jìn)行控制，通過屏幕上的道口信號(hào)燈就可以判斷道口的狀態(tài)，便于檢修和故障處理。設(shè)備運(yùn)行無錯(cuò)誤，報(bào)警無異常，準(zhǔn)確易操作，道口無論是否有人看守，都能實(shí)時(shí)報(bào)警并反饋道口報(bào)警狀態(tài)到室內(nèi)，達(dá)到了道口報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制，使道口報(bào)警智能化邁向了一個(gè)更高的領(lǐng)域。

2）爐前信號(hào)主從式控制。新區(qū)爐前信號(hào)控制系統(tǒng)原采用一樓2機(jī)布置形式，爐前值班人員通過電話向信號(hào)值班人員下達(dá)作業(yè)進(jìn)路排列計(jì)劃。鐵路信號(hào)主從式控制技術(shù)是為3 200 m3大高爐的投產(chǎn)設(shè)計(jì)開發(fā)的，主要應(yīng)用于鐵路信號(hào)異地控制，便于實(shí)現(xiàn)鐵路信號(hào)的集中控制，為鐵路行車組織提供了多重選擇。系統(tǒng)另一個(gè)特點(diǎn)就是兩地站場畫面的實(shí)時(shí)顯示功能，在新鋼站的信號(hào)操作員可實(shí)時(shí)監(jiān)控新鐵區(qū)站的站場作業(yè)情況，選排兩站的聯(lián)系進(jìn)路，且爐前線路值班人員也可實(shí)時(shí)監(jiān)控新鐵區(qū)站的作業(yè)情況，及時(shí)了解車輛作業(yè)信息制定線路作業(yè)計(jì)劃。

4 結(jié)語

通過該項(xiàng)目實(shí)施，解決了萊鋼新區(qū)高爐密集復(fù)雜布局的鐵水鐵路運(yùn)輸難題，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益3 407萬元。但在機(jī)車運(yùn)用方案和模式上還需要進(jìn)一步提高機(jī)車?yán)寐剩\(yùn)用更好的理論依據(jù)和方法，提高線路運(yùn)能和機(jī)車運(yùn)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(yè)于鞍山冶金運(yùn)輸學(xué)校運(yùn)輸管理專業(yè)?，F(xiàn)為萊鋼運(yùn)輸部部長，工業(yè)技術(shù)應(yīng)用研究員，從事冶金企業(yè)鐵路運(yùn)輸技術(shù)的開發(fā)工作。