燒結(jié)球團車改造研究和探索

鐘 衛(wèi)，徐小俊 ，楊國軍

（1. 新余高等?？茖W(xué)校，新余 338000；2. 新余鋼鐵公司，新余 338001）

0 引言

冶金企業(yè)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的一個標(biāo)志性大型綜合企業(yè)，各生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)環(huán)節(jié)既相對獨立又緊密聯(lián)系。在目前國內(nèi)的冶金企業(yè)中各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的聯(lián)系， 80%以上的運量是通過企業(yè)內(nèi)部的鐵道專用線來實現(xiàn)的，可以說鐵道運輸線是冶金企業(yè)生產(chǎn)的大動脈。因為冶金企業(yè)的專業(yè)特性，其實現(xiàn)運量的鐵道車輛與國家鐵路的鐵道車輛在結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計制造方面有很大的區(qū)別。在國內(nèi)，現(xiàn)在冶金企業(yè)的鐵道車輛類型主要有鐵水車、渣罐車、N型耐熱平板車、燒結(jié)礦車、自翻車、鑄鐵車和C型各類敞車等。

C50型敞車是我們國家鐵道車輛生產(chǎn)廠家早期生產(chǎn)的一款高邊木質(zhì)敞車，在鐵道事業(yè)發(fā)展的初期，對我們國家的運輸業(yè)起了一定的作用，同時國內(nèi)很多冶金企業(yè)當(dāng)時也引進和應(yīng)用了該款車型，用于企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)和運輸?，F(xiàn)在這款車型已經(jīng)超期服役，在國內(nèi)的冶金企業(yè)都面臨著怎樣處置和利用這批車輛的問題。對于國家鐵路，由于所有鐵道車輛的產(chǎn)權(quán)歸屬于國家（鐵道部），而且國家鐵路是向高速、重載方向發(fā)展，從安全和運力、運量等方面考慮，國家鐵路管理部門已經(jīng)全部淘汰該款車型。另外，對于C62型系列敞車，雖然車體是全鋼結(jié)構(gòu)車輛，但其設(shè)計只考慮通用性要求，在冶金企業(yè)雖然也可以使用，但在使用中存在很多缺陷和問題，而且冶金企業(yè)鐵道運輸多是裝運腐蝕性較大的礦物質(zhì)和原材料，多數(shù)作業(yè)點是機械化卸裝作業(yè)，其一批購置年代較早的車輛，其車體金屬結(jié)構(gòu)已經(jīng)完全破損。還有就是冶金專用車輛Z50燒結(jié)礦車，是較早期我國冶金車輛制造廠生產(chǎn)的冶金企業(yè)專用車輛，由于超年限使用服役，風(fēng)動開門系統(tǒng)的傳動杠桿變形，已不具備杠桿自鎖功能，自動變?yōu)槭謩?，結(jié)構(gòu)調(diào)整困難，安全隱患大，沿線漏礦現(xiàn)象嚴(yán)重，已經(jīng)不適應(yīng)生產(chǎn)的需求。

對于冶金企業(yè)，這批車輛如果直接報廢，將是對國有資產(chǎn)的極大浪費。冶金企業(yè)的鐵路運輸，其運輸物質(zhì)是在企業(yè)內(nèi)部各生產(chǎn)點之間運行，且廠內(nèi)各個生產(chǎn)點之間的距離不是很長，一般車速比較底，而且機車掛載的車輛數(shù)也不是很多，從企業(yè)的運營成本和現(xiàn)有的機車車輛檢修手段和裝備技術(shù)上看，這批車輛還存在價值的利用和回歸，也就是我們研究的如何去改進和改造的問題。

面對冶金企業(yè)所共同存在的這樣一個共性問題，就存在怎樣去合理改造和利用現(xiàn)有資產(chǎn)和資源，達到價值的利用和回歸問題。這是冶金企業(yè)所要研究的一個共性問題。本文的研究，就是針對目前冶金企業(yè)現(xiàn)有的C50型敞車、C62型系列敞車和Z50燒結(jié)礦車這二類我們國家的早期鐵道車輛，對其進行技術(shù)改進和結(jié)構(gòu)改造，制造成適合于冶金企業(yè)專用的冶金車輛，我們以新余鋼鐵責(zé)任有限公司為例，將我們所列的這三類車輛改造成為廠內(nèi)專用線運用的冶金燒結(jié)球團專用車，達到降低運輸成本，節(jié)約固定資產(chǎn)投資的目的，以更好的適應(yīng)冶金企業(yè)的運輸發(fā)展和需要。

1 車輛運用存在的問題

燒結(jié)球團是細(xì)精礦粉(-200目，即粒度0.074mm的礦粉占80%以上、比表面積在1500cm2/g以上)加入少量的添加劑混合后，在造球上加水，依靠毛細(xì)力和旋轉(zhuǎn)運動的機械力造成直徑8～16mm的生球，然后在焙燒設(shè)備上干燥，在高溫氧化性氣氛下Fe2O3再結(jié)晶的晶橋鍵固結(jié)成的品位高、強度好、粒度均勻的球狀煉鐵原料。對于我國的冶金企業(yè)，球團的運輸主要采用的方式有：皮帶傳輸機、燒結(jié)礦車、敞車等等。但對于皮帶運輸，由于空間和距離的限制，很多企業(yè)不方便采用這樣的方式，也就是說還必須采用車輛做為運載工具，輸送到各個生產(chǎn)線。而我們所研究和探索的將以上三類車型改造成球團運輸車，必須進行一定的改造和設(shè)計，才可以更好的運用于生產(chǎn)。

對于敞車，在冶金企業(yè)的運用，存在的問題主要反映在車體部分，從目前冶金企業(yè)的運用情況看，車體鋼結(jié)構(gòu)問題比較多。主要缺陷有：1）敞車非冶金專用車輛，其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求是按照鐵道部的技術(shù)要求設(shè)計，考慮的較多的是通用性要求，而非冶金企業(yè)的專業(yè)性要求；2）其主體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，附屬結(jié)構(gòu)偏多，檢修難度和成本都大，車體鋼結(jié)構(gòu)不適應(yīng)冶金企業(yè)的作業(yè)要求，反映出強度差的問題比較突出；3）部分車型走行部分老化，以上三類車型，其走行部分很多為轉(zhuǎn)8A型滑動軸承轉(zhuǎn)向架，從目前的鐵路發(fā)展趨勢看，轉(zhuǎn)8A型系列轉(zhuǎn)向架雖然還是貨車運用的主型轉(zhuǎn)向架，但鐵道部已經(jīng)對其的發(fā)展和運用有新的戰(zhàn)略政策，但在廠礦內(nèi)部運輸，對于設(shè)計時速有100公里左右的轉(zhuǎn)8A型轉(zhuǎn)向架系列，完全可以滿足其生產(chǎn)要求。只是從配件的購置和檢修的周期以及檢修的質(zhì)量來看，將滑動軸承改為滾動軸承系列既可以較好的滿足生產(chǎn)之需要；4）車體金屬結(jié)構(gòu)用材料不科學(xué)，原有車輛的金屬材料，基本上都為Q235普通鋼材，生產(chǎn)之前沒有預(yù)處理工藝，使用壽命短。而現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝很多車體材料使用耐候鋼，原材料進行預(yù)處理，拋丸、除銹、上防銹漆，大大提高車體的使用壽命；5）由于車輛的運用現(xiàn)狀問題很多，造成車輛漏礦現(xiàn)象非常嚴(yán)重，及車輛構(gòu)造上的缺陷，便于不法分子偷盜運輸物質(zhì)；6）冶金企業(yè)的貨物裝卸，很多作業(yè)場所是采用機械化裝卸作業(yè)，但現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的普通車輛不便于機械化裝卸作業(yè)；7）從運用情況看，敞車運用的主要問題之一是車門過多且車門變形大，無論是廠修還是段修，處理車門故障的工作量都是非常大，返修率也高，這是其主要問題之一。

對于Z50燒結(jié)礦車，其走行部分、車購緩沖裝置、空氣制動系統(tǒng)的情況與敞車的情況類似，而且其車體部分相對來說，還是比較適應(yīng)球團車的的運輸需要，在設(shè)計和改造中可以對這部份結(jié)構(gòu)進行原結(jié)構(gòu)修理和換件修理，其主要存在的問題是風(fēng)動開門系統(tǒng)的改造和設(shè)計。車門開閉機構(gòu)是利用機車輸送的壓力空氣進入車輛風(fēng)管控制系統(tǒng)，通過操作閥，進入雙向作用風(fēng)缸的前或者后工作腔，推動活塞向前或向后移動，帶動作用軸轉(zhuǎn)動，固定于作用軸上的車門長拉桿和車門短拉桿將推動車門的開或閉，且長拉桿和短拉桿都具有為防止車門的自動打開，在其所處的位置都具有自鎖性能。目前存在的問題是，原有的設(shè)計不能夠控制卸貨量，當(dāng)某個倉位料已滿，需要輸送到下個倉位時，無法實現(xiàn)。再就是車輛使用時限太長，傳動杠桿嚴(yán)重變形，已經(jīng)不具備杠桿的自鎖功能，主要靠作用風(fēng)缸鞲鞴頭部的閘刀頂著活塞桿使門關(guān)閉，其開門變?yōu)槿斯ぐ鈩踊蛘咔么蜷l刀來完成作業(yè)，這是一種極不合理的使用情況，很容易造成卸車人員的人生傷亡事故，且造成閘刀處受力過大，車體門縫間隙大，并且很難調(diào)好，沿線漏礦現(xiàn)象嚴(yán)重。

2 改造和設(shè)計方案

對于C50、C62系列、Z50 這三款車型，其走行部分轉(zhuǎn)向架均為轉(zhuǎn)8A型，老車型大多數(shù)為滑動軸承，也有一些為滾動軸承，從近些年的運用及檢修，還有配件的供應(yīng)情況看，本次改進將所有的滑動軸承轉(zhuǎn)向架淘汰，改為轉(zhuǎn)8A滾動軸承轉(zhuǎn)向架，這樣更有利于生產(chǎn)和檢修；對于車鉤部分的改進，全部采用13#C級鋼車鉤，緩沖器淘汰2#緩沖器，改用Mark-50型緩沖器，空氣制動系統(tǒng)有些為GK型，有些為120型，其制動裝置仍然有其一定的使用和檢修價值，可以保留使用。這三類的車型改造為燒結(jié)球團車專用運輸車，相對來說，其走行部分、車購緩沖裝置、空氣制動系統(tǒng)的改造設(shè)計基本沿用現(xiàn)存的鐵路標(biāo)準(zhǔn)件，只需要做微量的結(jié)構(gòu)調(diào)整，主要需要設(shè)計和改進的是敞車的車體和燒結(jié)礦車的風(fēng)動開門系統(tǒng)。

針對使用上的以上不良情況，我們對敞車進行換體改造和設(shè)計，對燒結(jié)礦車開門系統(tǒng)進行改造和設(shè)計。以滿足新鋼廠燒結(jié)球團運輸之需要。

改造后的專用敞車，其技術(shù)結(jié)構(gòu)特點為：1）底板采用10～12mm的鋼板，放棄原普通車輛底板的鋪設(shè)方式，采用先鋪兩側(cè)底板，中央加蓋一塊60×12000mm鋼板的鋪設(shè)工藝，解決了由于機械卸車機將底板卷起而損壞的技術(shù)問題，側(cè)墻、端墻與底板，側(cè)墻與端墻之間采用了護堆結(jié)構(gòu)，增加了車廂體的抗沖擊能力；2）采用全鋼無門中邊敞車設(shè)計，車體全鋼全封閉無門，圈梁采用雙根14a槽鋼對合的雙圈梁形成，增強了圈梁的強度，根據(jù)球團礦的比重，為防止運用時的集重和超載問題，車體內(nèi)側(cè)面高度為1400mm；3）車體端墻采用箱體結(jié)構(gòu)，角柱采用14a槽鋼與10mm鋼板組成，替代傳統(tǒng)160mm角柱，端梁上橫臥14a槽鋼作為輔助端梁，端梁中間采用兩根20槽鋼作為加強筋，輔助端梁與1位加強筋之間增設(shè)三根14a槽鋼輔助加強筋，以加強強度和安裝鉤提桿，端板采用10mm鋼板，形成了結(jié)構(gòu)合理、強度大的端墻組合。解決以往自備敞車端墻由于裝卸過程中受力過大產(chǎn)生端墻外漲，影響運輸和增加檢修工作量的問題；4）側(cè)墻采用6根立側(cè)柱，7根輔助側(cè)柱和6～8mm鋼板組成，輔助側(cè)柱由14a槽鋼與10mm鋼板組合而成。側(cè)梁采用25 槽鋼，輔助側(cè)梁與車底架、輔助橫梁托板相連，增加了側(cè)墻的整體強度，解決了原車運用中側(cè)墻外漲、側(cè)梁下垂的問題；5）底板均勻分布10個Φ100mm的下水孔，下水孔采用上加?xùn)艡?、下?00mm長的導(dǎo)水管，以解決車體排水、漏礦以及車底板腐蝕的問題。

改造后的燒結(jié)礦車車門開閉系統(tǒng)，其設(shè)計思路是將原有的二個車體側(cè)門以及帶動車門開閉的大、小傳動桿及傳動主軸即全杠桿傳動系統(tǒng)廢除，利用側(cè)墻、人字中梁及橫梁用10～12mm鋼板做成圓弧漏斗型下料裝置，將一個開門的雙作用風(fēng)缸改為四個小型雙作用風(fēng)缸，全部安裝于車體的中梁下部，四個活塞桿在儲風(fēng)缸通過操作閥送來的壓力空氣作用下，通過方枕主軸杠桿傳動帶動中梁兩側(cè)傳動軸轉(zhuǎn)動，傳動軸使固定于其上的八個大刀片式傳動拉桿推動四個圓弧型門往上翻，使漏斗自卸，經(jīng)過這樣的設(shè)計改造，很好的解決了卸貨量不能控制，門自鎖過緊及杠桿變形引起的各類問題和矛盾，有效的提高了車輛的使用率和完好率。

3 結(jié)論

改進后的燒結(jié)球團車，車輛的定距與車體長度的比例保持不變，降低車體的重心高度，原有的車輛走行部分、車購緩沖裝置、空氣制動系統(tǒng)原則上利用，進庫檢修的周期延長，段修、廠修的修理費用明顯降低，車輛的強度和動力性能明顯加強，漏礦率為零，在生產(chǎn)運用中，取得良好的效果，使車輛的完好率得到極大的提高，用戶和檢修部門都對其運用效果給予了充分的肯定，實踐證明，可以推廣使用。