王俊清
本鋼集團(tuán)北營煉鐵廠 遼寧本溪 117000
遼寧省本鋼集團(tuán)北營廠區(qū)原就具備700萬噸生鐵的生產(chǎn)能力,但主體生產(chǎn)設(shè)備均為爐容在350-530m3的小型高爐,共計(jì)13座。隨著國家鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和節(jié)能減排升級(jí)要求,北營廠區(qū)在2012年開始陸續(xù)新建了兩座3200m3大高爐,以等量置換替代原有的小高爐群。
由于主體設(shè)備(高爐)進(jìn)行了徹底的升級(jí)改造,單座高爐的出鐵量就由原來的75噸/小時(shí)提高至340噸/小時(shí),原來一直使用的75噸敞口罐(梨形小罐)運(yùn)輸模式,就不能適應(yīng)新的生產(chǎn)節(jié)奏了,高溫熔融狀態(tài)的鐵水如何安全、快速地從高爐運(yùn)輸?shù)较乱坏拦ば颍ㄤ搹S轉(zhuǎn)爐),就成為了不得不面對的棘手問題。于是,考慮引進(jìn)魚雷型混鐵車作為今后的鐵水運(yùn)輸工具[1]。
魚雷型混鐵車(以下簡稱魚雷罐)是鋼鐵冶金企業(yè)從高爐運(yùn)輸高溫熔融狀態(tài)的鐵水至轉(zhuǎn)爐、鑄鐵等下道工序,并進(jìn)行傾翻鐵水作業(yè)的專用運(yùn)輸車輛。魚雷罐具有盛裝鐵水容量大、保溫性能好、節(jié)約能源降低消耗、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、改善作業(yè)環(huán)境、工藝流程簡化等優(yōu)點(diǎn)。
由于魚雷罐屬于特種專用設(shè)備,制造工期長,需要提前兩年預(yù)定;再加上魚雷罐的造價(jià)非常高,若購置數(shù)量多了,將造成企業(yè)資金的浪費(fèi);購置數(shù)量少了,將出現(xiàn)高爐減產(chǎn)、停產(chǎn)。因此魚雷罐購置數(shù)量計(jì)劃的準(zhǔn)確度,就顯得尤為重要。
由于魚雷罐在北營廠區(qū)屬于新生事物,一切從零開始,沒有任何可借鑒參考的,經(jīng)反復(fù)研究分析,并結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)際,通過不斷摸索,終于實(shí)踐性的探索出了一套魚雷罐需求數(shù)量測算方案。
北營廠區(qū)選購的魚雷罐是大連重工制造的320t魚雷罐,自重280噸,鐵水裝載能力320噸,罐體外形長25.8米、寬3.8米、高4.5米,罐口直徑1.4米,用火車機(jī)車牽引在鐵軌上行駛進(jìn)行往返運(yùn)輸。
N1=N0*(T0/24)*N*S公式中:N1--運(yùn)行鐵罐數(shù)量;N0--高爐出鐵時(shí)的配罐數(shù)量;T0--鐵罐平均運(yùn)行周期(小時(shí));N--晝夜出鐵次數(shù);S--高爐總座數(shù)。
北營廠區(qū)3200m3高爐計(jì)劃日產(chǎn)量為8200噸/日,每天出鐵10次,每個(gè)魚雷罐的安全鐵水裝載能力為300噸,則高爐每次出鐵時(shí)需配備魚雷罐數(shù)量N0=8200/10/300=2.7≈3個(gè)。
(1)準(zhǔn)備出鐵及接鐵過程占用時(shí)間。按照生產(chǎn)實(shí)際需要,魚雷罐需在出鐵前20分鐘配備到位,每個(gè)魚雷罐可裝載鐵水300噸,鐵流流速為6噸/分鐘,則接鐵水時(shí)間為300/6=50分鐘。則準(zhǔn)備出鐵及接鐵水過程占用時(shí)間為20+50=70分鐘。
(2)線上運(yùn)行占用時(shí)間。北營廠區(qū)煉鋼系統(tǒng)與煉鐵系統(tǒng)之間相距較遠(yuǎn),鐵路運(yùn)距大致在6.3千米;魚雷罐屬于重負(fù)荷運(yùn)行,運(yùn)行速度必須控制在8km/h內(nèi),則往返運(yùn)行時(shí)間將達(dá)到6.3/8*60*2≈100分鐘。
(3)鋼廠翻鐵占用時(shí)間。由于北營煉鋼廠一鋼鋼包的裝載能力為40噸/包、二鋼為150噸/包,據(jù)現(xiàn)場實(shí)際測得每個(gè)魚雷罐在一鋼需240分鐘、在二鋼需70分鐘才能翻凈,則在鋼廠的平均翻鐵占用時(shí)間為(240+70)/2=160分鐘。
(4)罐口清理及扒渣占用時(shí)間。魚雷罐在鋼廠翻完后,由于罐口及罐內(nèi)會(huì)存留部分殘?jiān)枰桨窃g進(jìn)行清理,據(jù)現(xiàn)場實(shí)際測得罐口處理需10分鐘,扒渣處理需20分鐘,則罐口處理及扒渣占用時(shí)間為10+20=30分鐘。
(5)魚雷罐運(yùn)行周期總占用時(shí)間。魚雷罐平均運(yùn)行周期T0=70+100+160+30=360分鐘=6小時(shí)。
3200m3高爐目前實(shí)際晝夜出鐵次數(shù)N=10次。
3200m3高爐總座數(shù)S=2座。
將以上確定的相關(guān)參數(shù)帶入計(jì)算公式,則大高爐區(qū)域運(yùn)行鐵罐數(shù)量N1=N0*(T0/24)*N*S=3*(6/24)*12*2=18(個(gè))
N2=N1*(T1+T2)*24/T0/T3
公式中:N3----檢修鐵罐數(shù)量;N1----運(yùn)行鐵罐數(shù)量;T1----耐材檢修時(shí)間;T2----走行檢修時(shí)間;T0----鐵罐運(yùn)行周期;T3----鐵罐兩次大修期間的運(yùn)行次數(shù)
其中:①運(yùn)行鐵罐數(shù)量N1=18個(gè);②魚雷罐耐材檢修時(shí)間T1=84天(計(jì)算過程:中修17天+中修17天+中修17天+小修11天+大修22天=84天);③走行檢修時(shí)間T2=19天(計(jì)算過程:(年修15天*3年+大修30天)/4年=19天);④鐵罐運(yùn)行周期T0=(6*18+8.5*6)/(18+6)=6.6小時(shí);⑤鐵罐兩次大修期間運(yùn)行次數(shù)T3=1200次;⑥檢修鐵罐數(shù)量N2=N1*(T1+T2)*24/T0/T3=18*(84+19)*24/6.6/1200=5.6≈6(個(gè))
N總=N1+N2=18+6=24,即運(yùn)行18個(gè)、檢修6個(gè)。
因此,在集團(tuán)制定魚雷罐購置計(jì)劃書時(shí),就是按照前文推算出的總需求數(shù)量(24個(gè)),向大連重工提前下達(dá)的采購計(jì)劃。
北營廠區(qū)當(dāng)初設(shè)計(jì)性提出的魚雷罐購置計(jì)劃,經(jīng)過近八年的實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn),當(dāng)初計(jì)劃是準(zhǔn)確、合理的,并在實(shí)踐中取得了較好的成效:①既滿足了高爐生產(chǎn)所需,高爐沒有出現(xiàn)過因?yàn)轸~雷罐的缺少而造成的減產(chǎn)或停產(chǎn);②又保證了魚雷罐的高效率運(yùn)行,目前日均運(yùn)轉(zhuǎn)率在3.2次/日,處于全國同行業(yè)較好水平。魚雷罐的高效率運(yùn)行,有效的減少了鐵水在運(yùn)輸過程中的溫降,為煉鋼工序節(jié)省了較多能耗,將帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益;③同時(shí),還節(jié)約了大量的資金開支,實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。
北營公司對魚雷罐配置數(shù)量理論測算方案進(jìn)行了有效的應(yīng)用,并結(jié)合自身實(shí)際進(jìn)行了合理的細(xì)化和完善,保證了所采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的合理性,確保了測算結(jié)論數(shù)據(jù)的可行性,其推算過程具有較強(qiáng)的可操作性;后期生產(chǎn)實(shí)踐表明當(dāng)初的推算準(zhǔn)確、高效,可供其他鋼鐵廠設(shè)計(jì)選型參考借鑒[2]。