淺議冶金鐵水罐車的選擇及調(diào)配方法

李正明

（安寧公司鐵路運(yùn)輸部）

1 前言

冶金鐵水罐車是冶金企業(yè)用于裝載并運(yùn)送鐵水的特種車輛，高爐鐵水裝載和運(yùn)輸是維持鐵、鋼經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定生產(chǎn)的橋梁和紐帶，是冶金鋼鐵聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)不可缺少的重要組成部分。

冶金鐵水罐車如何選擇，不僅鐵水罐容量要與鐵路車輛相匹配、鐵路車輛要與鐵路線路相匹配，還要與高爐的生產(chǎn)能力、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力、生產(chǎn)工藝配置相關(guān)聯(lián)。鐵水罐車保有量（維持冶金工廠正常生產(chǎn)和最少車輛修理的數(shù)量）,列車編組量還與鐵路機(jī)車牽引力相匹配?？傊?，冶金鐵水罐車如何選擇，如何調(diào)配運(yùn)用，不是鐵路運(yùn)輸一個部門的事，而是應(yīng)從冶金工廠主體工藝裝備設(shè)計(jì)、建設(shè)開始，就應(yīng)該系統(tǒng)考慮的配套裝備和調(diào)配方法。

2 冶金鐵水罐車的選擇

2.1 冶金鐵水罐與鐵水車輛的匹配

冶金鐵水罐與鐵水車輛如何匹配，其核心是保證冶金鐵水罐車運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。冶金鐵水罐車是冶金企業(yè)的特種車輛，是鐵水罐與鐵水車輛的組合體，按1:1組合，一輛鐵水車輛上搭載一個鐵水罐。鐵水罐容量決定鐵水車輛型號，鐵水罐容量越大，即裝載鐵水重量越重，要求鐵水車輛所能承擔(dān)的重量就越大，一方面是提高鐵水車輛每根軸的承載重量，但鐵路車輛受每根軸所能承載重量和機(jī)車車輛外形輪廓限界的限制，另一方面是鐵水罐容量越大，要求鐵水車輛所需軸數(shù)就越多，車輛長度就越長。鐵水車輛每根軸承載重量越重，軸數(shù)越多，要求鐵路等級越高，鐵路軌道每米鋼軌重量越重，鐵路曲線半徑要求就越大。還有就是鐵路道岔，道岔號數(shù)越大，道岔轉(zhuǎn)轍角度越小，能通過的列車速度越高；反之，道岔號數(shù)越小，道岔轉(zhuǎn)轍角度越大，能通過的列車速度越低。

根據(jù)了解，參照《冶金企業(yè)鐵路技術(shù)管理規(guī)程》，目前定型的敞口罐型和混鐵爐型鐵水車輛主要型號見表1。

國內(nèi)最大300 t敞口罐型鐵水車輛在首鋼京唐公司運(yùn)用，為煉鋼爐外精煉和“一罐到底”生產(chǎn)工藝創(chuàng)造了條件。未定型鐵水車輛可以委托國家級冶金車輛研究所設(shè)計(jì)、制造。

2.2 冶金鐵水罐車與煉鐵高爐的匹配

主要針對高爐每次出鐵量與鐵水罐容量和數(shù)量進(jìn)行研究。高爐每次出鐵量主要依據(jù)高爐有效利用系數(shù)作為計(jì)算依據(jù)來確定，通過查閱2017年生產(chǎn)經(jīng)營報(bào)表，得到新區(qū)高爐有效利用系數(shù)和鐵產(chǎn)量見表2。

從表2可以看出：2017年高爐最高有效利用系數(shù)和鐵產(chǎn)量都出現(xiàn)在12月份，分別達(dá)到2.768 t/m3?d和214 520.471 t。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，高爐每天出鐵次數(shù)穩(wěn)定在9～12次，平均按11次來計(jì)算，高爐每次出鐵量為629.092 t。

表1 鐵水罐車的主要型號及技術(shù)數(shù)據(jù)表

表2 新區(qū)高爐有效利用系數(shù)和鐵產(chǎn)量

按照2018年股份公司生產(chǎn)經(jīng)營計(jì)劃，新區(qū)安排鐵產(chǎn)量2 440 000 t，高爐檢修安排28天，那么高爐日均鐵產(chǎn)量將達(dá)7 240.356 t，平均有效利用系數(shù)將達(dá)2.896 t/m3?d。如果高爐每天出鐵次數(shù)仍按11次來計(jì)算，高爐每次出鐵量為658.214 t。

對2018年1至3月份統(tǒng)計(jì)，新區(qū)鐵水運(yùn)量為：592 008 t，拉運(yùn)重罐數(shù)為5 036罐，即每罐鐵水平均重量為117.555 t。

按計(jì)劃鐵產(chǎn)量來配罐，新區(qū)高爐每次出鐵所需鐵水罐車數(shù)量為6輛。

昆鋼新區(qū)2 500 m3高爐，2012年6月27日投產(chǎn)以來，按現(xiàn)在的生產(chǎn)組織模式，鐵水罐車在高爐下、在鑄鐵車間、在煉鋼廠生產(chǎn)時間和運(yùn)輸周轉(zhuǎn)時間需要4組才能滿足生產(chǎn)需要，即2組在高爐下出鐵、對位，滿足高爐出鐵不均衡、不間斷出鐵或平行出鐵需要，1組半在煉鋼廠進(jìn)行倒鐵水和爐外精煉，半組在鑄鐵和運(yùn)輸周轉(zhuǎn)。備用2輛，按輔修、段修、廠（大）修修程，正常修理2輛，由此計(jì)算鐵水罐車保有量需28輛，即（6×4）+2+2=28（輛）。

從生產(chǎn)實(shí)踐看，2013年高爐產(chǎn)鐵量為1 901 500 t，鐵水罐車投入運(yùn)用為20輛（2輛作為應(yīng)急備用車），基本滿足高爐生產(chǎn)需求。而新區(qū)鐵水產(chǎn)量逐年上升，2014年實(shí)際鐵產(chǎn)量1 908 700 t；2015年實(shí)際鐵產(chǎn)量2 065 300 t；2016年實(shí)際鐵產(chǎn)量2 177 600 t，2017年實(shí)際鐵產(chǎn)量2 233 300 t。2018年計(jì)劃鐵產(chǎn)量2 440 000 t，導(dǎo)致鐵水罐車運(yùn)用緊張。按照2013年鐵水罐車運(yùn)用，達(dá)到基本滿足高爐生產(chǎn)需求的條件，鐵水罐車保有量需求26輛，即：（244×20）/190.15=25.66≈26（輛）?？紤]統(tǒng)籌調(diào)度、加速鐵水罐車周轉(zhuǎn)、盡量減少鐵水溫度的降低等因素，鐵水罐車保有量會略有減少，最少需正常投入運(yùn)用鐵水罐車數(shù)量為24輛，按備用2輛，正常修理2輛，鐵水罐車最少保有量需求28輛。

鐵水罐容量大小與煉鐵高爐每次出鐵量多少和出鐵方式密切相關(guān)。冶金鐵水罐車與煉鐵高爐的匹配以否，直接關(guān)系到運(yùn)輸調(diào)配作業(yè)方法。如果高爐下每次配罐車2輛及以下能滿足高爐一次出鐵需要，相對系統(tǒng)風(fēng)險小，運(yùn)輸調(diào)配作業(yè)方法簡單，如原來本部小高爐的運(yùn)輸調(diào)配作業(yè)方法。

2.3 冶金鐵水罐車與煉鋼轉(zhuǎn)爐的匹配

傳統(tǒng)的煉鋼生產(chǎn)工藝在煉鋼廠設(shè)有混鐵爐，對鐵水進(jìn)行存儲、混勻、保溫，鐵水罐車在煉鋼廠等待倒鐵水的時間相對短，但隨著煉鋼生產(chǎn)工藝的發(fā)展，高爐送來的鐵水在進(jìn)轉(zhuǎn)爐前設(shè)了脫硫、磷的爐外精煉，有的煉鋼廠還設(shè)有提釩工藝，都要求在鐵水罐中完成，特別是現(xiàn)在推行的“一罐到底”工藝。要求一罐鐵水對應(yīng)一爐轉(zhuǎn)爐煉鋼，鐵水罐容量要與煉鋼轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力相匹配，如現(xiàn)在安寧公司本部的65 t（實(shí)際每罐鐵水重量為：47±2 t）鐵罐匹配50 t轉(zhuǎn)爐，新區(qū)的140 t（實(shí)際每罐鐵水重量為：115 t）鐵罐匹配120 t轉(zhuǎn)爐。

所謂“一罐到底”是指在煉鋼作業(yè)中，用同一鐵水罐承載鐵水完成運(yùn)輸全過程，包括高爐鐵水的承接、運(yùn)輸、緩沖儲存、鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐兌鐵、容器周轉(zhuǎn)和鐵水保溫工藝等均在一個鐵水罐內(nèi)完成，該工藝把高爐出鐵場的鐵水罐與到煉鋼轉(zhuǎn)爐兌鐵水的鐵水罐合二為一，節(jié)省了轉(zhuǎn)爐煉鋼的鐵水包，取消傳統(tǒng)混鐵爐等環(huán)節(jié)，減少鐵水二次倒罐環(huán)節(jié)，節(jié)約了鐵水運(yùn)輸時間，減小了鐵水溫降和混鐵爐保溫的能源消耗及費(fèi)用，減少了因倒罐引起的環(huán)境污染，有利于實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

總之，冶金鐵水罐車的選擇是鐵水罐容量大小與煉鋼、煉鐵主體裝備工藝都匹配，是科學(xué)合理的匹配，既有利于鐵、鋼的生產(chǎn)組織，又有利于運(yùn)輸?shù)蔫F水罐車調(diào)配作業(yè)。如果做不到，首先是鐵水罐容量大小應(yīng)與煉鋼或煉鐵一道主體裝備工藝相匹配，如果煉鋼廠設(shè)有混鐵爐，鐵水罐容量大小應(yīng)與系統(tǒng)風(fēng)險相對小，調(diào)配作業(yè)方法簡單的煉鐵主體裝備工藝相匹配；如果煉鋼廠未設(shè)有混鐵爐，而是采用“一罐到底”生產(chǎn)工藝，鐵水罐容量大小應(yīng)與煉鋼主體裝備工藝相匹配。其次再考慮冶金鐵水罐與鐵水車輛的匹配，鐵水車輛與鐵路等級、鐵路軌道，鐵路道岔相匹配。

3 鐵水罐車的運(yùn)輸作業(yè)流程、方法、要求及禁止事項(xiàng)

鐵水罐車的調(diào)配作業(yè)方法總體上是由鐵水罐容量大小決定的，但具體的調(diào)配作業(yè)方法又有所不同。

3.1 鐵水罐車的運(yùn)輸作業(yè)流程

鐵水罐車的運(yùn)輸作業(yè)是以空鐵水罐車在高爐下調(diào)配、對位開始，到出鐵、起運(yùn)重鐵水罐車過磅、送達(dá)煉鋼、倒空鐵水、空鐵水罐車過磅，需要處理的送鑄鐵車間處理后再次過磅、返回高爐待配，調(diào)配、對位為一個運(yùn)輸作業(yè)循環(huán)流程，見圖1。

圖1 鐵水罐車作業(yè)流程圖

3.2 鐵水罐車的調(diào)配車作業(yè)方法

鐵水罐車的調(diào)配車作業(yè)，即鐵水罐車的調(diào)車作業(yè)，一律屬于取送調(diào)車作業(yè)。其具體方法分為：

3.2.1 送重取空

運(yùn)用調(diào)車機(jī)車單機(jī)進(jìn)入高爐下，掛取重鐵水罐車送煉鋼或鑄鐵（配有爐外精煉，需脫硫、磷，提釩的，則應(yīng)先送脫硫、磷，提釩間）后，倒調(diào)出空鐵水罐車送處理車間，經(jīng)處理完畢后，好的空鐵水罐車再配到高爐下的貨位，等待出鐵。該方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用程度：

（1）優(yōu)點(diǎn)：調(diào)車作業(yè)方法比較簡單，調(diào)車工作人員比較省力，作業(yè)效率高，技術(shù)要求不十分復(fù)雜。

（2）缺點(diǎn)：調(diào)車機(jī)車作業(yè)效率低，增加了單機(jī)運(yùn)行的次數(shù)，不能充分發(fā)揮調(diào)車機(jī)車的效率。

（3）適用程度：適用于每天有固定爐次和固定出鐵時間的固定機(jī)車作業(yè)，一臺調(diào)車機(jī)車完成一座高爐的一次出鐵對位取送運(yùn)輸作業(yè)。

3.2.2 取重帶配空

即先掛處理好的待配空鐵水罐車進(jìn)入高爐下，將重鐵水罐車掛出后，摘解下重鐵水罐車在站線上暫時停留，機(jī)車帶著空鐵水罐車轉(zhuǎn)線進(jìn)入高爐下，立即配上空鐵水罐車對位，然后再按要求運(yùn)送重鐵水罐車至煉鋼或鑄鐵的作業(yè)方法。該方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用程度：

（1）優(yōu)點(diǎn)：調(diào)車作業(yè)方法比較節(jié)省作業(yè)時間，能充分利用咽喉，從而提高機(jī)車的運(yùn)用效率。

（2）缺點(diǎn)：必須要具備空鐵水罐多，或者空鐵水罐產(chǎn)生快，周轉(zhuǎn)快的條.

（3）適用程度：適用于每天有固定爐次和固定出鐵時間的非固定機(jī)車作業(yè)。

3.2.3 取重配空

即高爐出鐵口后面的出鐵線上已停留有空鐵水罐車，機(jī)車進(jìn)入高爐下掛取重鐵水罐車時，同時掛運(yùn)配對上空鐵水罐車的作業(yè)方法。該方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用程度：

（1）優(yōu)點(diǎn)：調(diào)車作業(yè)方法更節(jié)省作業(yè)時間。

（2）缺點(diǎn)：占用空鐵水罐車多，容易影響前后次配罐數(shù)量。

（3）適用程度：適用于每天有固定爐次和固定出鐵時間的前后兩次出鐵，但班中不宜多次運(yùn)用。

3.2.4 按比配空

根據(jù)高爐容積大小，一次出鐵量的多少，在高爐出鐵口擺動流槽下的兩條出鐵線上，一條線（輔出鐵線）對上一個周轉(zhuǎn)空鐵水罐車，另一條線（主出鐵線）上配足高爐一次出鐵所需的空鐵水罐車數(shù)量，使出鐵口擺動流槽下的兩條出鐵線上的配空鐵水罐車數(shù)量為1:X。如1:8。即一條線（輔出鐵線）配周轉(zhuǎn)空鐵水罐車1，另一條線（主出鐵線）上配8個空鐵水罐車，與對位機(jī)車連掛在一起，第一個罐車對上貨位，其它的7個罐車在出鐵過程中依次對位。出鐵結(jié)束后，由另一臺機(jī)車編組重鐵水罐車運(yùn)送的作業(yè)方法。該方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用程度：

（1）優(yōu)點(diǎn)：鐵水罐大小與高爐每次出鐵量多少匹配程度低，容易與煉鋼轉(zhuǎn)爐大小相匹配。

（2）缺點(diǎn)：這種調(diào)車作業(yè)方法，對調(diào)車人員責(zé)任心和技術(shù)要求高，一旦指揮或?qū)ξ皇д`，就可能造成事故；對調(diào)車機(jī)車的運(yùn)用狀態(tài)和性能要求也非常高，在每一次出鐵過程中都要求對位機(jī)車保持百分之百良好，一旦對位機(jī)車發(fā)生故障就可能造成事故。

（3）適用程度：適合于高爐容積1 000 m3～2 500 m3，配65 t鐵水罐車，或者2 500 m3以上配200 t以下鐵水罐車的調(diào)車作業(yè)方式。

3.2.5 小頭倒大頭

配在高爐出鐵口下的第一貨（罐）位上的空鐵水罐車，稱為大頭罐；配在其尾部的空鐵水罐車，稱為小頭罐。當(dāng)高爐一次出鐵后，罐車內(nèi)所裝載的鐵水未達(dá)到規(guī)定的重量，不宜送往煉鋼或鑄鐵，為了不使鐵水冷卻、凝固，保證在下次出鐵后能達(dá)到規(guī)定的重量并調(diào)出，則需進(jìn)行小頭倒大頭的調(diào)車作業(yè)。

需要小頭倒大頭的鐵水罐車，有時可能是第二貨（罐）位上的，或者第三貨（罐）位上；有時也可能是某罐車連續(xù)多次未使用，雖未裝有鐵水，也需倒往第一貨（罐）位。鑒于以上情況，均需按小頭倒大頭的方法進(jìn)行作業(yè)。

小頭倒大頭可具體運(yùn)用“連倒帶配”法或“取重配空”法。這需要根據(jù)具體情況而靈活運(yùn)用，在爐下撂（甩）罐時，為安全起見，須牽引到第一貨（罐）位摘解。

3.3 鐵水罐車的調(diào)車作業(yè)要求

3.3.1 準(zhǔn)確掌握作業(yè)時間

冶金企業(yè)生產(chǎn)環(huán)環(huán)緊扣，鐵水罐車的運(yùn)用連續(xù)性、時間性強(qiáng)，要求調(diào)車作業(yè)必須做到不積壓罐，不占道。一般采用四快的措施，即：

（1）調(diào)度員（值班員）制定、下達(dá)作業(yè)計(jì)劃快。

（2）調(diào)車員編制、傳達(dá)作業(yè)方法快。

（3）扳道員（信號員）準(zhǔn)備進(jìn)路、辦理閉塞快。

（4）司機(jī)操縱機(jī)車，單機(jī)起動快。

3.3.2 做到穩(wěn)掛慢行

掛取空、重鐵水罐車時，必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定，做到穩(wěn)停穩(wěn)掛。重鐵水罐車的運(yùn)行速度不得超過10 km/h，空鐵水罐車的運(yùn)行速度不得超過15 km/h，進(jìn)入高爐下或廠房內(nèi)，速度不得超過3 km/h，駛出高爐區(qū)域或廠房，速度不得超過5 km/h，經(jīng)過軌道衡（或過磅）速度不得超過3 km/h（有明確要求的除外）。

3.3.3 實(shí)行鐵罐牌制度

鐵罐牌是表示空罐已經(jīng)配好，可以出鐵或允許掛取重罐的一種標(biāo)志牌。調(diào)車組將處理好了的空鐵水罐車配到高爐下的出鐵罐位后，及時掛上鐵罐牌，高爐上即將牌收起，作為出鐵的憑證。掛取重鐵水罐車時，預(yù)先取下高爐上放下來的鐵罐牌，作為掛車的憑證。這樣做，以避免相互扯皮，有利于人身和作業(yè)安全。

3.3.4 嚴(yán)格按號倒罐

調(diào)車組在接到調(diào)車員的作業(yè)通知后，必須嚴(yán)格按照調(diào)車作業(yè)通知單的要求，倒出空、重鐵水罐車，并按要求送往指定地點(diǎn)。核對現(xiàn)車（對罐號）必須仔細(xì)，以避免錯倒、錯掛、錯送。

3.3.5 認(rèn)真檢斤

如需過磅的罐車，嚴(yán)格按照動態(tài)磅和靜態(tài)磅的要求速度進(jìn)行過磅，過靜態(tài)磅應(yīng)嚴(yán)格按照3 km/h以下的速度上磅，壓磅必須要準(zhǔn)確，每車應(yīng)控制在1 min以內(nèi)（對于電子計(jì)算機(jī)控制的軌道衡，更應(yīng)縮短時間）。過動態(tài)磅時，嚴(yán)格按照規(guī)定速度范圍通過軌道衡，保證過磅的準(zhǔn)確性。

3.3.6 禁止溜放

鐵水罐車走行部軸承大部分是滾動軸承，車輛無制動，因此，空、重車均禁止一切溜放作業(yè)。

3.4 鐵水罐車調(diào)車作業(yè)禁止事項(xiàng)

（1）有水罐、冷卻罐的鐵水罐車嚴(yán)禁配到高爐出鐵口流槽下待裝。

（2）有條件的冶金企業(yè)，調(diào)車人員及機(jī)車嚴(yán)禁從高爐出鐵口流槽下通過；無條件的冶金企業(yè)，調(diào)車人員及機(jī)車在有切實(shí)可靠的安全防護(hù)措施后，應(yīng)減少從高爐出鐵口流槽下通過的次數(shù)。

（3）重鐵水罐車嚴(yán)禁登乘，重鐵水罐車短距離推進(jìn)運(yùn)行實(shí)行調(diào)車組人員在車列前方徒步引導(dǎo)，空鐵水罐車推進(jìn)運(yùn)行按照《冶金企業(yè)鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定瞭望確認(rèn)前方進(jìn)路。

4 結(jié)束語

通過對冶金鐵水罐車的選擇及調(diào)配方法分析，結(jié)合武昆股份四個鋼鐵生產(chǎn)基地鐵水運(yùn)輸技術(shù)、管理的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提升為安全、正點(diǎn)、高效的鐵水運(yùn)輸技術(shù)措施。在目前武昆股份四個基地實(shí)現(xiàn)無混鐵爐、一罐到底的情況下，需要鞏固完善鐵水罐車的選擇及調(diào)配作業(yè)流程，既減少鐵水罐車的運(yùn)用數(shù)量，又減少鐵水溫降，持續(xù)改進(jìn)鐵水罐車的選擇及調(diào)配方法，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)發(fā)揮好鐵水運(yùn)輸?shù)募~帶和動脈作用，滿足了四個基地單系統(tǒng)生產(chǎn)對鐵水運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>