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1、冶金企业铁水铁路运输方式的 现? 状 ? 与 ? 发 ? 展 刘祖法? 翟大强? 程明永 (运输部 ) ? 摘 ? 要: 介绍了冶金企业铁水铁路运输的现状及发展,提出了存在的问题及今后发展方向, 对今后铁 水铁路运输方式进行了研究实践, 展望了未来的发展。 关键词: 冶金企业? 铁水 ? 铁路运输 ? 高速度 ? 长距离 The Present Status and Development ofHotM etalRaillageW ays inM etallurgical Industry L iu Zufa?ZhaiDaqiang? ChengM ingyong ( The Transpor
2、tation Dep. t ) Abstract :This paper introduces the present status and develop m ent of hot hetal raillageways inmetallurgical industry,puts forth ex isting problems and the future developmental direction,studies the transportation ways of hot metal by rail way in the future?and looks to the future?
3、 Key words : metallurgical enterprise ;hotmeta; l rail way transportation ;high speed ;long distance 1? 前言 铁水运输是冶金企业关键工艺运输之一,随着 钢铁生产工艺的不断发展, 钢铁企业的不断发展壮 大, 铁水运输方式也在不断发展。目前,国内铁水 铁路运输主要以冶金专用铁水车为运输车辆,以各 型敞口铁水罐为主要工具, 部分钢铁企业还运用鱼 雷型混铁车为运输工具,实施铁水工艺运输。经过 多年发展,铁水车及铁水罐已形成系列化, 标准化 产品。鱼雷型混铁车也在大型钢铁联合企业逐渐投 入使用。鱼雷型
4、混铁车与敞口铁水车运输相比, 其 运行速度及保温性有了提高,优越性明显。尽管如 此, 铁水铁路运输方式仍显单一化和低速化,不能 很好的适应冶金企业未来瞬息万变、运输方式多样 化以及高速化的发展, 因此,为适应冶金企业做大 做强的迫切要求, 实现冶金工序的全面提速,继续 研究和实践新的运输方式势在必行。 2? 国内铁路铁水运输方式的现状 目前,国内冶金企业铁水运输方式主要分为铁 作者简介: 刘祖法( 1957- ), 男,1980年毕业于鞍山铁路运输学 校内燃机车专业, 在职研究生。现任运输部副部长, 高级工程师。 路运输和公路运输。仅就其安全平稳性、大吨位而 言,铁路运输有其不可比拟的优越性。
5、铁路运输的 主要运输工具为冶金厂矿专用铁水车,该车已形成 系列化,主要有 ZT - 35 、 ZT - 65 、 ZT - 100 、 ZT - 140型铁水车 (表 1)。同时,各型鱼雷型混铁 车也在部分大型钢铁企业中得到应用。这两种车辆 主要用于将炼铁高炉的铁水运往铸铁机铸铁或倒入 混铁炉中或直接进入炼钢炉炼钢。由于车辆构造速 度、冶金企业线路技术状况以及铁水货物高温、液 态的特殊性,更多地考虑到安全方面的因素, 致使 铁水的铁路运输一直存在速度较低和安全性差的问 题,限制了铁水运输距离的进一步延长。保温性能 好,运行安全可靠的鱼雷型混铁车出现后,使铁水 铁路运输运行速度和运距以及安全可靠
6、性有了进一 步提高。此种车辆在国内钢铁大型企业如马鞍山钢 铁公司、首都钢铁公司、武汉钢铁公司等企业也得 到了应用(表 2)。尽管如此, 由于目前的铁水运 输仍然是在企业内部工序间进行, 运输距离短、所 需时间短、因而温降低, 铁水运输的低速性带来的 问题并不突出。而随着钢铁企业做大做强的要求, 钢铁企业将要或正在向大型化、跨地域化发展,由 此带来的问题必将越来越突出。 6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 莱钢科技 ? ? ? ? ? ? ? 第 6期 (总第 132期 ) 表 1? 国内部分铁水车技术规格 项目ZT- 35- 1 ZT- 65- 1 ZT- 100- 1 ZT- 1
7、40- 1 65 t 混铁炉式 铁水罐容量 /t356510014065 自重 ( 包括 耐 火 砖 ) /t 24 ? 0239 ?349?259?373 满载时铁水与罐总 重 /t 46 ?485 ?5127 ?5170 ? 3109 自重系数0?6860?6050 ? 4920?4241?12 铁水罐两枢轴中心 距 /mm 3050362036204150 两转向架中心销间 距 /mm 37004160420054005540 两车 钩连线间距 离 /mm 65808200820095509500 车辆最大宽度 /mm32503580360037003240 车辆最大高度 /mm2700
8、3664421045004800 车钩中心线距轨面 高度 /mm 880880880880880 通过轨道最小曲率 半径 /mm 2540408075 满载时最大运行速 度 /km? h- 1 2020202020 重车时在道岔处最 大运行速度/km? h- 1 1010101010 轨距 /mm14351435143514351435 铁水罐的倾翻方法吊车吊车吊车吊车电动机 表 2? 鱼雷罐混铁车的部分应用情况 用? ? 户产品名称辆数交货年度 马鞍山钢铁公司65 t混铁车121964 1975 首都钢铁公司65 t混铁车61975 1976 广州钢厂65 t混铁车21975 1976 石家
9、庄钢铁厂65 t混铁车21986 上海宝山钢铁总厂 320 t鱼雷型混铁车341988 1992 马鞍山钢铁公司320 t鱼雷型混铁车141990 1992 武汉钢铁公司320 t鱼雷型混铁车151993 1994 3? 目前铁路铁水运输方式存在的问题 一种情况是冶金企业的不断发展最终必将导致 本地区及周围地区矿石资源耗尽, 为维持或促进企 业地发展, 必须远距离寻求矿石资源或铁水资源, 这 不可避免地涉及到远距离运输。一旦涉及远距离运 输, 为减少铁水温降, 运输时间的缩短极为重要, 势 必要求高速运输。统计表明: 载重 150 t鱼雷型铁水 车 (长 31m, 总重 320 t)装运的铁水
10、, 可相当于 500 t 矿石生产出来的铁水, 而运送 500 t矿石, 则需要 8?3辆载重 60 t的车辆 (自重 20 t), 即铁水运输量 仅相当于矿石运输量的 50 % 。显而易见, 运输铁水 尤其是远距离运输铁水比运输矿石经济性要好。另 一种情况是钢铁联合企业内部, 如果炼铁和炼钢规 模能力发展不平衡, 可以通过远距离外购或外售铁 块、 废钢和铁水来调剂。显然远距离运输铁水较运 输铁块、 废钢经济得多, 因为远距离运输铁水首先节 约了大量再加热能源。 以上两种情况足以说明远距离铁路运输铁水的 必要性和经济性。事实上, 远距离铁水运输早有先 例: 英国钢铁公司的卡哥费里特厂和康塞特厂
11、之间 就有长约 100 k m 的铁水运输线, 有 3辆载重 100 t 的鱼雷型混铁车和普通车辆混编运行, 等等。实施 远距离运输铁水, 必须并且达到高速, 可靠的目的, 目前以铁水车加敞口形铁水罐的方式至少存在几个 问题: 一是运行速度低, 导致运输时间长。由于铁水 的液态高温特点以及车辆构造速度的限制, 铁水运 输车辆不可能速度较高, 只能保持在 20 km /h以下, 由此带来了运输时间的加长; 二是保温效果差, 导致 铁水温降大。铁水罐本身为敞口型, 热量散失快, 8 h后铁水无法倒出; 三是安全可靠性差, 铁水罐的横 向摆动及纵向冲击使铁水有飞溅的可能, 对铁路沿 线周围物品造成损
12、害。而鱼雷型混铁水车的鱼雷罐 为全封闭结构, 实现了保温效果好和铁水无飞溅的 目标, 20 h后还能倒出铁水, 同时, 鱼雷罐容量大, 铁水易均质, 一定程度上代替了混铁炉。然而, 鱼雷 型混铁车专用性强, 倾翻机构复杂, 造价较高, 不利 于互换通用, 在企业炼钢工艺不配套的情况下, 到达 后的铁水还需要二次倒罐, 增加了铁水和热量的损 失, 也降低了效率, 更不便于在铸铁机前倾倒铁水; 而且, 鱼雷罐车的运行速度也不过是 25 km /h 。以 上情况表明, 目前的铁路铁水运输方式存在的低速 度、 近距离、 小容量、 保温差、 安全可靠性差、 运输工 具单一问题是制约铁水长距离运输的主要因
13、素, 而 实施铁路铁水长距离运输又势在必行。 4? 铁路铁水运输新方式研究实践及再探讨 如前所述, 未来的铁水铁路运输的应向长距离、 高速度、 保温好、 大吨位、 经济性发展, 必须运用模块 化技术, 通过各种专业、 各种技术的优化系统整合, 才能达到目的。 第一种方式是充分运用现有国家铁路运输工具 及运输方法。铁路运输技术的不断发展, 在机车、 车 辆、 工务以及货物装夹、 捆绑等方面积累了丰富的经 验。比如: 针对超限重型货物设计的长大货物车, 利 用其 长!和 大 !的特点, 解决大吨位、 大体积货物 的铁路运输问题 (图 1); 利用铁路长大凹底车 长 !、 大 !和 凹!的特点, 解
14、决大吨位、 大体积、 高 重心货物的运输问题; 甚至利用普通车辆, 在不超限 的前提下, 只要解决了车辆集重问题, 实施可靠的锁 固, 同样可以完成很多较难运输的货物 (图 2)。而 7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 莱钢科技 ? ? ? ? ? ? ? ? ?2007年 12月 铁水运输从运输工具铁水罐及罐座架来说, 实际应 属于长、 大特种货物种类, 可以应用以上车辆, 通过 可靠的论证试验, 应该能够实现。利用普通平板车 实施远距离铁路铁水运输, 在莱钢已进行过试验, 实 现了铁路铁水远距离 ( 159 km )、 高速度 ( 60 km /h)、 安全可靠运输, 这在国内
15、尚属首创。主要做法为: 经 过反复的系统分析, 确定了模块化设计的思路, 即充 分利用国家铁路上的车辆 + !冶金企业铁水车对 铁水及其容器 (铁水罐 )装载方式 + !铁道部对货 物的装载加固规范等三方面的优势, 实施优化组合, 实现符合铁道部要求的高速安全铁水运输单元 专用铁水车。即利用现有铁路平板车, 无须任何改 造, 加设专用底架及专用马鞍座, 专用底架及专用马 鞍座按照铁路货物装夹锁固要求装夹牢靠后, 一个 铁水罐放置在马鞍座上, 另外, 运行时铁水罐及座封 闭在箱形活动开启式保温隔离罩中, 既达到了防风 保温效果, 也防止了由于铁水外溅对周围环境造成 的损害。这种尝试的成功, 也为
16、其它车辆上如 C64 (可以不加挡风罩 )、 长大货物车 (可以放置多个铁 水罐 )等车辆上实施远距离、 高速度铁水运输提供 了充分依据。同时, 从最有利于保温的角度讲, 目前 铁水罐形状均为圆形, 为最大限度的提高铁水运量, 铁水及罐重量必定较大, 宽度高度超限及集重问题 是一个必须解决的问题: 一是可以通过延长罐架施 力点距离解决; 二是可以改变铁水罐行状, 如改为长 圆形 (鱼雷罐就是这种长圆形 ), 以加大两耳轴距 离, 从而延长施力点距离, 改善集重问题。 图 1? 长大凹型车铁水示意图 图 2? 平板车加装鱼雷罐车 第二种方式是在现有铁水运输车的基础上, 借 鉴国家铁路铁道车辆的优点, 运用移植技术, 研究和 开发新型高速铁水车。这种铁水运输车有其独到的 优点, 适用于冶金运输恶劣环境。目前, 我国冶金企 业运用的铁水车, 由于种种因素的制约, 存在有两个 问题: 一是设计速度太低, 二是其走行部均无设计、 安装空气制动装置, 一旦出现意外脱钩, 铁水车就会 自动溜行。这种高温液态货物 ( 1300 # 以上
