集裝箱運(yùn)輸焦炭在馬鋼的應(yīng)用實(shí)踐

高 軍，高 鵬，張 洪

(1.馬鋼股份公司制造部 安徽馬鞍山 243000;2.馬鋼股份公司第三煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

馬鋼焦炭產(chǎn)能不足，采購(gòu)?fù)赓?gòu)焦炭將長(zhǎng)期存在。傳統(tǒng)的鐵路敞車(chē)運(yùn)輸焦炭的物流方式，在運(yùn)輸、卸車(chē)過(guò)程中，已無(wú)法滿(mǎn)足環(huán)保要求，同時(shí)存在焦炭摔損大、倒運(yùn)成本高的缺點(diǎn)。2016年二鐵總廠4#高爐投產(chǎn)，馬鋼對(duì)外購(gòu)干焦運(yùn)輸、接卸的物流組織上進(jìn)行創(chuàng)新，采用專(zhuān)用集裝箱、并按照專(zhuān)列開(kāi)行的方案，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)散裝物料標(biāo)準(zhǔn)化一體化(裝、運(yùn)、卸各環(huán)節(jié)緊密銜接、相互配套)、環(huán)保(運(yùn)輸過(guò)程無(wú)揚(yáng)塵、無(wú)拋灑)運(yùn)輸之先河。在2017年年末三鐵總廠A#高爐中修期間，也采用集裝箱倒運(yùn)自產(chǎn)富裕干焦，運(yùn)行效果良好。為國(guó)內(nèi)鋼鐵冶金企業(yè)的鐵路運(yùn)輸焦炭方式創(chuàng)造了典范，極具推廣價(jià)值。

1 馬鋼焦炭平衡情況簡(jiǎn)介

馬鋼煉焦總廠現(xiàn)有8座焦?fàn)t，日產(chǎn)焦炭12400 t；煉鐵廠現(xiàn)有8座高爐，高爐爐容在400 m3-4000 m3之間，生鐵年產(chǎn)能達(dá)到1530萬(wàn)t。焦炭是高爐生產(chǎn)過(guò)程中最主要的燃料，馬鋼日消耗量達(dá)到17200 t，由于自產(chǎn)焦炭產(chǎn)能不足，長(zhǎng)期以來(lái)通過(guò)采購(gòu)?fù)赓?gòu)焦補(bǔ)充生產(chǎn)需要；同時(shí)，由于產(chǎn)能匹配問(wèn)題，每天需要火車(chē)調(diào)運(yùn)1800 t二煉焦干熄焦補(bǔ)充三鐵總廠高爐，詳細(xì)平衡情況見(jiàn)表1。

通過(guò)表1可以看出，馬鋼每日需要補(bǔ)充5800 t外購(gòu)焦炭，其中外購(gòu)干焦3200 t供應(yīng)二鐵總廠2#、4#高爐，外購(gòu)濕焦2600 t供應(yīng)二鐵總廠3#、9#、13#高爐；同時(shí)，每天通過(guò)內(nèi)部鐵路線(xiàn)調(diào)運(yùn)1800 t老區(qū)干焦供應(yīng)新區(qū)的三鐵總廠高爐。

表1 馬鋼高爐用焦炭平衡情況 t/d

2 馬鋼焦炭的物流組織模式

1.長(zhǎng)期以來(lái)，自產(chǎn)焦炭質(zhì)量穩(wěn)定，主要供應(yīng)大型高爐使用，全部采用皮帶供料。皮帶通廊全程封閉，具有運(yùn)行穩(wěn)定、環(huán)保高效的優(yōu)點(diǎn)。

2.由于新區(qū)焦炭產(chǎn)能不足，需要通過(guò)內(nèi)部鐵路線(xiàn)調(diào)運(yùn)1800 t老區(qū)干焦供應(yīng)新區(qū)的三鐵總廠高爐，運(yùn)輸距離約9.5 km。采用干熄工藝生產(chǎn)的干熄焦，水分在0.5%以下，且含有焦粉，在放焦、運(yùn)輸、卸焦過(guò)程中，粉塵外溢，對(duì)環(huán)境造成影響。

3.二鐵總廠3#、9#、13#高爐使用外購(gòu)濕焦，全部采用鐵路運(yùn)輸。路局焦炭接入馬鋼線(xiàn)路后，一部分直上料臺(tái)，人工卸入料倉(cāng)，供應(yīng)9#、13#高爐；另一部分進(jìn)入一鐵焦炭庫(kù)，人工配合機(jī)械卸車(chē)、堆存，篩分后皮帶供應(yīng)3#高爐。焦炭在卸車(chē)、堆存過(guò)程中，摔損達(dá)到3-5%，同時(shí)對(duì)環(huán)境也會(huì)有影響。

4.2016年9月二鐵總廠4#高爐(3200 m3)投產(chǎn)，日消耗焦炭3200 t，由于馬鋼沒(méi)有新建焦?fàn)t，外購(gòu)焦采購(gòu)量進(jìn)一步增加。外購(gòu)干焦采用集裝箱運(yùn)輸，在馬鋼專(zhuān)用卸車(chē)線(xiàn)卸車(chē)，存儲(chǔ)在全密封的焦炭庫(kù)中，皮帶供應(yīng)2#、4#高爐，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定、高效、環(huán)保的生產(chǎn)物流組織。

3 集裝箱運(yùn)輸外購(gòu)干焦在馬鋼的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 采用集裝箱運(yùn)輸外購(gòu)干焦的背景

2014年底，馬鋼決定實(shí)施新建二鐵4#高爐(3200 m3)項(xiàng)目，高爐所需焦炭采用外部直供方式保供。經(jīng)過(guò)相關(guān)單位對(duì)外部焦炭企業(yè)生產(chǎn)能力、物流保障條件等情況的充分調(diào)研分析，公司最終確定與淮北礦業(yè)臨渙焦化合作，使用臨渙焦化生產(chǎn)的定制焦炭供應(yīng)4#高爐。具體的外部運(yùn)輸條件為：臨渙與馬鞍山間鐵路運(yùn)距約390 km，年均運(yùn)量115萬(wàn)t，日均3200 t。

現(xiàn)代大型高爐生產(chǎn)對(duì)焦炭質(zhì)量的要求較高，采購(gòu)的定制焦為干熄焦，采用外部直供，因此根據(jù)定制焦的性能特點(diǎn)，要求裝運(yùn)方案應(yīng)滿(mǎn)足下述條件：

3.1.1 防水：干熄焦水分含量很低，運(yùn)輸途中不能進(jìn)水受潮。

3.1.2 防塵：干熄焦焦粉顆粒在運(yùn)輸、裝卸過(guò)程中極易形成揚(yáng)塵，應(yīng)避免上述情況造成的環(huán)保問(wèn)題。

3.1.3 高效：日均約3200 t的保供量，不僅需要安全、高效地裝卸及運(yùn)輸，還應(yīng)做好運(yùn)輸?shù)竭_(dá)的均衡與穩(wěn)定。

鑒于上述情況，本著“綠色、安全與高效”的保供要求，馬鋼與相關(guān)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸單位一起，集思廣益、創(chuàng)新思維，決定采用集裝箱、按照專(zhuān)列模式運(yùn)輸定制干焦。

3.2 集裝箱運(yùn)輸臨渙定制干焦的方案設(shè)計(jì)

鐵路集裝箱運(yùn)輸焦炭屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。參考采用鐵路集裝箱為海螺水泥裝運(yùn)水泥熟料，昆鋼采用鐵路集裝箱與汽車(chē)自卸車(chē)相結(jié)合的焦炭裝運(yùn)案例，進(jìn)行多次實(shí)地考察、調(diào)研與分析。最終，馬鋼與相關(guān)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸單位合作，充分考慮放焦、運(yùn)行、卸焦、存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)特點(diǎn)，逐步形成、完善集裝箱運(yùn)輸臨渙定制干焦的方案。

3.2.1 確定集裝箱箱型，滿(mǎn)足焦炭裝運(yùn)需求

在集裝箱箱型設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了焦炭堆比重小(僅為0.53 t/m3)及鐵路車(chē)輛限界等因素，先后兩次在臨煥焦化和馬鋼間組織進(jìn)行了集裝箱裝車(chē)、卸車(chē)試驗(yàn)工作。最終確定了馬鋼焦炭專(zhuān)用集裝箱的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：自重2760 kg，外部尺寸6058*2550*3000 mm。此箱型較路局20英尺普通集裝箱容積增加約22%，最大限度利用集裝箱運(yùn)力，相應(yīng)減少集裝箱的投運(yùn)數(shù)量，降低了投入和運(yùn)營(yíng)成本。

每車(chē)平板上兩個(gè)專(zhuān)用集裝箱，頂部為移動(dòng)式篷布，放焦時(shí)打開(kāi)，放焦結(jié)束關(guān)閉，保證運(yùn)輸過(guò)程中防雨、防塵；集裝箱一端開(kāi)門(mén)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)開(kāi)門(mén)、卸焦，提升卸車(chē)效率。

3.2.2 集裝箱運(yùn)行采用專(zhuān)列開(kāi)行，確保焦炭到達(dá)的均衡與穩(wěn)定。

4#高爐投產(chǎn)，日消耗焦炭3200 t，約為75車(chē)150箱外購(gòu)干焦，做好鐵路到達(dá)的均衡、穩(wěn)定與正常接卸，對(duì)高爐保產(chǎn)至關(guān)重要。馬鋼與上海鐵路局經(jīng)過(guò)磋商，最終確定在臨渙—馬鋼之間開(kāi)行集裝箱焦炭專(zhuān)列，以滿(mǎn)足馬鋼生產(chǎn)需要：專(zhuān)列按2天3個(gè)列組織開(kāi)行，每列編組50車(chē)100箱，在臨渙焦?fàn)t和馬鋼高爐之間建立一條“鐵路綠色通道”。

為了組織好焦炭專(zhuān)列的開(kāi)行，馬鋼與上海路局等單位一起，將集裝箱專(zhuān)列的一個(gè)裝卸循環(huán)周期按臨渙裝車(chē)發(fā)運(yùn)、鐵路重車(chē)送達(dá)、馬鋼重車(chē)接卸及鐵路空車(chē)返回劃分為四個(gè)主要環(huán)節(jié)，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的作業(yè)時(shí)間進(jìn)行調(diào)研、推演與模擬，最后確定每列專(zhuān)列總周轉(zhuǎn)時(shí)間為72小時(shí)(具體時(shí)間分布見(jiàn)下圖)，以保證集裝箱專(zhuān)列高效運(yùn)行。

3.2.3 建設(shè)集裝箱卸車(chē)線(xiàn)及焦炭庫(kù)，滿(mǎn)足卸車(chē)、堆存條件。

為做好集裝箱焦炭的接卸、存儲(chǔ)，在4#高爐建設(shè)的同時(shí)，專(zhuān)用卸車(chē)線(xiàn)、焦炭庫(kù)也在同步實(shí)施。卸車(chē)線(xiàn)分為兩股道，一次性可對(duì)位25節(jié)平板；配備三臺(tái)行車(chē)，兩用一備；四個(gè)卸車(chē)臺(tái)位、可同時(shí)運(yùn)行。集裝箱進(jìn)入卸車(chē)線(xiàn)，行車(chē)使用吊具將集裝箱吊到卸車(chē)臺(tái)位，機(jī)械自動(dòng)打開(kāi)端門(mén)、尾部頂升、焦炭落入焦炭斗，通過(guò)下部皮帶運(yùn)輸至焦炭庫(kù)，上部除塵罩保證卸焦過(guò)程中沒(méi)有粉塵外溢；在卸焦過(guò)程中，行車(chē)可調(diào)運(yùn)第二個(gè)集裝箱，落位后再將第一個(gè)空箱吊回鐵路平板，依次交替運(yùn)行。整條卸車(chē)線(xiàn)運(yùn)行組織穩(wěn)定、高效，日卸車(chē)能力最大可達(dá)100節(jié)，滿(mǎn)足運(yùn)行時(shí)間、卸焦量的要求。

焦炭庫(kù)設(shè)計(jì)為全封閉，庫(kù)容2.4萬(wàn)噸，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。焦炭經(jīng)倉(cāng)底的振動(dòng)給料器，皮帶供應(yīng)高爐。

圖1 集裝箱干焦專(zhuān)用卸車(chē)線(xiàn)、全封閉焦炭庫(kù)

3.2.4 集裝箱運(yùn)輸外購(gòu)干焦的實(shí)際運(yùn)行情況

2016年8月集裝箱運(yùn)輸外購(gòu)干焦正式運(yùn)行以來(lái)，過(guò)程受控，經(jīng)歷了極端惡劣天氣、鐵路運(yùn)力階段性緊張、臨渙焦化和馬鋼高爐檢修造成的資源不平衡等各種考驗(yàn)，圓滿(mǎn)完成了外購(gòu)干焦的運(yùn)輸、保供任務(wù)，為馬鋼高爐的長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不斷提升提供了支撐。2016年8月至2017年期間，集裝箱累計(jì)運(yùn)輸外購(gòu)干焦110.7萬(wàn)t，當(dāng)前正常生產(chǎn)情況下月均調(diào)運(yùn)9.6萬(wàn)t。

集裝箱采用專(zhuān)列的運(yùn)輸方式確保了列車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定、高效，為焦炭的均衡到達(dá)創(chuàng)造了良好外部運(yùn)輸條件，尤其是在鐵路運(yùn)力緊張、線(xiàn)路繁忙的情況下，專(zhuān)列運(yùn)輸始終得到保障，凸顯出其保供優(yōu)勢(shì)。外購(gòu)干焦采用集裝箱封閉運(yùn)行，不僅解決了干熄焦的防水問(wèn)題，也從根本上解決了運(yùn)輸及裝卸過(guò)程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵、拋灑問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保運(yùn)輸；同時(shí)公司內(nèi)部?jī)?yōu)化了保供流程，減少了外購(gòu)干焦在廠內(nèi)的二次裝卸作業(yè)，節(jié)省了卸、裝、倒運(yùn)費(fèi)用，也降低了焦炭運(yùn)輸過(guò)程中的損耗，散車(chē)運(yùn)輸焦炭至少會(huì)產(chǎn)生1%-2%的損耗。而采用集裝箱運(yùn)輸時(shí)，焦炭入箱運(yùn)輸后，運(yùn)輸過(guò)程中焦炭無(wú)需倒裝，避免了裝卸過(guò)程中的損耗。同時(shí)，全程封閉運(yùn)輸方式最大化降低了對(duì)焦炭粒度、水分、灰份等指標(biāo)的影響，保持了焦炭出廠時(shí)的品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過(guò)程零損耗[1]。

4 集裝箱運(yùn)輸自產(chǎn)干焦在馬鋼內(nèi)部倒運(yùn)的生產(chǎn)實(shí)踐

馬鋼新區(qū)三鐵總廠兩座4000 m3高爐日均消耗7400 t焦炭，而新區(qū)焦化的兩座7.63 m焦?fàn)t日產(chǎn)只有5600 t，缺口需要從老區(qū)焦化補(bǔ)充，日均1800 t通過(guò)火車(chē)敞車(chē)調(diào)運(yùn)至三鐵總廠。2017年公司決定對(duì)已運(yùn)行10年的A#高爐進(jìn)行為期30天的中修，期間新區(qū)焦炭從緊缺變?yōu)楦辉＃谕Ｖ拐{(diào)運(yùn)老區(qū)干焦的前提下，仍需將新區(qū)富裕的1500 t干焦調(diào)運(yùn)至老區(qū)，供應(yīng)二鐵南區(qū)高爐使用。通過(guò)對(duì)汽車(chē)、敞車(chē)、集裝箱這三種運(yùn)輸方式的比較，集裝箱運(yùn)輸具有環(huán)保、焦炭質(zhì)量好、供料靈活、焦炭摔損小、物流成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，在三種物流方式中優(yōu)勢(shì)明顯。

4.1 準(zhǔn)備階段

2017年3月10日，在煉焦總廠召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)，討論對(duì)閑置近10年之久的火車(chē)放焦線(xiàn)進(jìn)行功能恢復(fù)及完善，使之在A#高爐中修期間具備集裝箱放干焦條件。為解決放焦過(guò)程中，揚(yáng)塵大的問(wèn)題，研究決定利用原篩焦除塵風(fēng)機(jī)，僅需鋪設(shè)一段除塵管道，不再新增除塵風(fēng)機(jī)，以節(jié)約投資。

在馬鋼內(nèi)部使用集裝箱調(diào)運(yùn)自產(chǎn)干焦，是從未嘗試過(guò)的運(yùn)輸方式，涉及放焦、運(yùn)輸、卸車(chē)、保供、環(huán)保等相關(guān)問(wèn)題。2017年11月份，先后組織了五次集裝箱運(yùn)輸試驗(yàn)，針對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，分析原因、制定對(duì)策，放焦、運(yùn)輸、卸焦進(jìn)程中出現(xiàn)的問(wèn)題一一得到解決。

4.2 實(shí)際運(yùn)行情況及效果

2017年12月7日至2018年1月8日，在三鐵A#高爐中修期間，新區(qū)富裕干焦采用集裝箱運(yùn)輸，累計(jì)放焦1349車(chē)4.54萬(wàn)t，日均調(diào)運(yùn)量1375噸。在歷時(shí)33天的運(yùn)行過(guò)程中，生產(chǎn)組織高效、物流運(yùn)輸順暢，及時(shí)將新區(qū)富裕的干焦資源調(diào)運(yùn)至二鐵總廠，供應(yīng)4#高爐生產(chǎn)。

二鐵總廠4#高爐把握住焦炭質(zhì)量改善、保供穩(wěn)定的有利時(shí)機(jī)，操作上積極進(jìn)取、不斷提升高爐冶煉強(qiáng)度，焦炭負(fù)荷5.0 t/t、煤比160 kg/t、全月鐵產(chǎn)量24.61萬(wàn)t、日均產(chǎn)量穩(wěn)定在8000 t之上等各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均創(chuàng)造歷史最高水平，在2017年末為馬鋼大型高爐實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行1300天畫(huà)上圓滿(mǎn)的句號(hào)。

5 經(jīng)驗(yàn)與總結(jié)

1.馬鋼焦炭產(chǎn)能不足，采購(gòu)?fù)赓?gòu)焦炭將長(zhǎng)期存在。在二鐵總廠4#高爐籌備、設(shè)計(jì)階段，創(chuàng)新思維，采用集裝箱運(yùn)輸外購(gòu)干焦，焦炭運(yùn)輸、卸車(chē)、儲(chǔ)存過(guò)程全封閉，實(shí)現(xiàn)了防水、防塵、高效的目標(biāo)，自2016年運(yùn)行至今效果良好。

2.2017年12月，馬鋼三鐵總廠A#高爐中修期間，在馬鋼內(nèi)部采用集裝箱運(yùn)輸自產(chǎn)干焦，累計(jì)調(diào)運(yùn)4.54萬(wàn)t，生產(chǎn)組織高效、物流運(yùn)輸順暢。目前馬鋼正在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，計(jì)劃將敞車(chē)調(diào)運(yùn)新區(qū)的1800 t老區(qū)干焦改為集裝箱運(yùn)輸。

3.隨著環(huán)保要求的逐步提高，散裝料在接卸、運(yùn)輸、堆存過(guò)程中，必須符合環(huán)保規(guī)范，鐵路集裝箱運(yùn)輸具有運(yùn)行高效、運(yùn)輸量大、環(huán)保達(dá)標(biāo)等諸多優(yōu)點(diǎn)，值得在鋼鐵冶金企業(yè)推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 左巨龍.山西省焦炭鐵路焦裝箱運(yùn)輸研究[J].鐵道貨運(yùn)，2018,1