浅议冶金铁水罐车的选择及调配方法

李正明

（安宁公司铁路运输部）

1 前言

冶金铁水罐车是冶金企业用于装载并运送铁水的特种车辆，高炉铁水装载和运输是维持铁、钢经济稳定生产的桥梁和纽带，是冶金钢铁联合生产企业不可缺少的重要组成部分。

冶金铁水罐车如何选择，不仅铁水罐容量要与铁路车辆相匹配、铁路车辆要与铁路线路相匹配，还要与高炉的生产能力、转炉生产能力、生产工艺配置相关联。铁水罐车保有量（维持冶金工厂正常生产和最少车辆修理的数量）,列车编组量还与铁路机车牵引力相匹配。总之，冶金铁水罐车如何选择，如何调配运用，不是铁路运输一个部门的事，而是应从冶金工厂主体工艺装备设计、建设开始，就应该系统考虑的配套装备和调配方法。

2 冶金铁水罐车的选择

2.1 冶金铁水罐与铁水车辆的匹配

冶金铁水罐与铁水车辆如何匹配，其核心是保证冶金铁水罐车运行的稳定性与安全性。冶金铁水罐车是冶金企业的特种车辆，是铁水罐与铁水车辆的组合体，按1:1组合，一辆铁水车辆上搭载一个铁水罐。铁水罐容量决定铁水车辆型号，铁水罐容量越大，即装载铁水重量越重，要求铁水车辆所能承担的重量就越大，一方面是提高铁水车辆每根轴的承载重量，但铁路车辆受每根轴所能承载重量和机车车辆外形轮廓限界的限制，另一方面是铁水罐容量越大，要求铁水车辆所需轴数就越多，车辆长度就越长。铁水车辆每根轴承载重量越重，轴数越多，要求铁路等级越高，铁路轨道每米钢轨重量越重，铁路曲线半径要求就越大。还有就是铁路道岔，道岔号数越大，道岔转辙角度越小，能通过的列车速度越高；反之，道岔号数越小，道岔转辙角度越大，能通过的列车速度越低。

根据了解，参照《冶金企业铁路技术管理规程》，目前定型的敞口罐型和混铁炉型铁水车辆主要型号见表1。

国内最大300 t敞口罐型铁水车辆在首钢京唐公司运用，为炼钢炉外精炼和“一罐到底”生产工艺创造了条件。未定型铁水车辆可以委托国家级冶金车辆研究所设计、制造。

2.2 冶金铁水罐车与炼铁高炉的匹配

主要针对高炉每次出铁量与铁水罐容量和数量进行研究。高炉每次出铁量主要依据高炉有效利用系数作为计算依据来确定，通过查阅2017年生产经营报表，得到新区高炉有效利用系数和铁产量见表2。

从表2可以看出：2017年高炉最高有效利用系数和铁产量都出现在12月份，分别达到2.768 t/m3•d和214 520.471 t。经统计，高炉每天出铁次数稳定在9～12次，平均按11次来计算，高炉每次出铁量为629.092 t。

表1 铁水罐车的主要型号及技术数据表

表2 新区高炉有效利用系数和铁产量

按照2018年股份公司生产经营计划，新区安排铁产量2 440 000 t，高炉检修安排28天，那么高炉日均铁产量将达7 240.356 t，平均有效利用系数将达2.896 t/m3•d。如果高炉每天出铁次数仍按11次来计算，高炉每次出铁量为658.214 t。

对2018年1至3月份统计，新区铁水运量为：592 008 t，拉运重罐数为5 036罐，即每罐铁水平均重量为117.555 t。

按计划铁产量来配罐，新区高炉每次出铁所需铁水罐车数量为6辆。

昆钢新区2 500 m3高炉，2012年6月27日投产以来，按现在的生产组织模式，铁水罐车在高炉下、在铸铁车间、在炼钢厂生产时间和运输周转时间需要4组才能满足生产需要，即2组在高炉下出铁、对位，满足高炉出铁不均衡、不间断出铁或平行出铁需要，1组半在炼钢厂进行倒铁水和炉外精炼，半组在铸铁和运输周转。备用2辆，按辅修、段修、厂（大）修修程，正常修理2辆，由此计算铁水罐车保有量需28辆，即（6×4）+2+2=28（辆）。

从生产实践看，2013年高炉产铁量为1 901 500 t，铁水罐车投入运用为20辆（2辆作为应急备用车），基本满足高炉生产需求。而新区铁水产量逐年上升，2014年实际铁产量1 908 700 t；2015年实际铁产量2 065 300 t；2016年实际铁产量2 177 600 t，2017年实际铁产量2 233 300 t。2018年计划铁产量2 440 000 t，导致铁水罐车运用紧张。按照2013年铁水罐车运用，达到基本满足高炉生产需求的条件，铁水罐车保有量需求26辆，即：（244×20）/190.15=25.66≈26（辆）。考虑统筹调度、加速铁水罐车周转、尽量减少铁水温度的降低等因素，铁水罐车保有量会略有减少，最少需正常投入运用铁水罐车数量为24辆，按备用2辆，正常修理2辆，铁水罐车最少保有量需求28辆。

铁水罐容量大小与炼铁高炉每次出铁量多少和出铁方式密切相关。冶金铁水罐车与炼铁高炉的匹配以否，直接关系到运输调配作业方法。如果高炉下每次配罐车2辆及以下能满足高炉一次出铁需要，相对系统风险小，运输调配作业方法简单，如原来本部小高炉的运输调配作业方法。

2.3 冶金铁水罐车与炼钢转炉的匹配

传统的炼钢生产工艺在炼钢厂设有混铁炉，对铁水进行存储、混匀、保温，铁水罐车在炼钢厂等待倒铁水的时间相对短，但随着炼钢生产工艺的发展，高炉送来的铁水在进转炉前设了脱硫、磷的炉外精炼，有的炼钢厂还设有提钒工艺，都要求在铁水罐中完成，特别是现在推行的“一罐到底”工艺。要求一罐铁水对应一炉转炉炼钢，铁水罐容量要与炼钢转炉生产能力相匹配，如现在安宁公司本部的65 t（实际每罐铁水重量为：47±2 t）铁罐匹配50 t转炉，新区的140 t（实际每罐铁水重量为：115 t）铁罐匹配120 t转炉。

所谓“一罐到底”是指在炼钢作业中，用同一铁水罐承载铁水完成运输全过程，包括高炉铁水的承接、运输、缓冲储存、铁水预处理、转炉兑铁、容器周转和铁水保温工艺等均在一个铁水罐内完成，该工艺把高炉出铁场的铁水罐与到炼钢转炉兑铁水的铁水罐合二为一，节省了转炉炼钢的铁水包，取消传统混铁炉等环节，减少铁水二次倒罐环节，节约了铁水运输时间，减小了铁水温降和混铁炉保温的能源消耗及费用，减少了因倒罐引起的环境污染，有利于实现清洁生产。

总之，冶金铁水罐车的选择是铁水罐容量大小与炼钢、炼铁主体装备工艺都匹配，是科学合理的匹配，既有利于铁、钢的生产组织，又有利于运输的铁水罐车调配作业。如果做不到，首先是铁水罐容量大小应与炼钢或炼铁一道主体装备工艺相匹配，如果炼钢厂设有混铁炉，铁水罐容量大小应与系统风险相对小，调配作业方法简单的炼铁主体装备工艺相匹配；如果炼钢厂未设有混铁炉，而是采用“一罐到底”生产工艺，铁水罐容量大小应与炼钢主体装备工艺相匹配。其次再考虑冶金铁水罐与铁水车辆的匹配，铁水车辆与铁路等级、铁路轨道，铁路道岔相匹配。

3 铁水罐车的运输作业流程、方法、要求及禁止事项

铁水罐车的调配作业方法总体上是由铁水罐容量大小决定的，但具体的调配作业方法又有所不同。

3.1 铁水罐车的运输作业流程

铁水罐车的运输作业是以空铁水罐车在高炉下调配、对位开始，到出铁、起运重铁水罐车过磅、送达炼钢、倒空铁水、空铁水罐车过磅，需要处理的送铸铁车间处理后再次过磅、返回高炉待配，调配、对位为一个运输作业循环流程，见图1。

图1 铁水罐车作业流程图

3.2 铁水罐车的调配车作业方法

铁水罐车的调配车作业，即铁水罐车的调车作业，一律属于取送调车作业。其具体方法分为：

3.2.1 送重取空

运用调车机车单机进入高炉下，挂取重铁水罐车送炼钢或铸铁（配有炉外精炼，需脱硫、磷，提钒的，则应先送脱硫、磷，提钒间）后，倒调出空铁水罐车送处理车间，经处理完毕后，好的空铁水罐车再配到高炉下的货位，等待出铁。该方法的优缺点及适用程度：

（1）优点：调车作业方法比较简单，调车工作人员比较省力，作业效率高，技术要求不十分复杂。

（2）缺点：调车机车作业效率低，增加了单机运行的次数，不能充分发挥调车机车的效率。

（3）适用程度：适用于每天有固定炉次和固定出铁时间的固定机车作业，一台调车机车完成一座高炉的一次出铁对位取送运输作业。

3.2.2 取重带配空

即先挂处理好的待配空铁水罐车进入高炉下，将重铁水罐车挂出后，摘解下重铁水罐车在站线上暂时停留，机车带着空铁水罐车转线进入高炉下，立即配上空铁水罐车对位，然后再按要求运送重铁水罐车至炼钢或铸铁的作业方法。该方法的优缺点及适用程度：

（1）优点：调车作业方法比较节省作业时间，能充分利用咽喉，从而提高机车的运用效率。

（2）缺点：必须要具备空铁水罐多，或者空铁水罐产生快，周转快的条.

（3）适用程度：适用于每天有固定炉次和固定出铁时间的非固定机车作业。

3.2.3 取重配空

即高炉出铁口后面的出铁线上已停留有空铁水罐车，机车进入高炉下挂取重铁水罐车时，同时挂运配对上空铁水罐车的作业方法。该方法的优缺点及适用程度：

（1）优点：调车作业方法更节省作业时间。

（2）缺点：占用空铁水罐车多，容易影响前后次配罐数量。

（3）适用程度：适用于每天有固定炉次和固定出铁时间的前后两次出铁，但班中不宜多次运用。

3.2.4 按比配空

根据高炉容积大小，一次出铁量的多少，在高炉出铁口摆动流槽下的两条出铁线上，一条线（辅出铁线）对上一个周转空铁水罐车，另一条线（主出铁线）上配足高炉一次出铁所需的空铁水罐车数量，使出铁口摆动流槽下的两条出铁线上的配空铁水罐车数量为1:X。如1:8。即一条线（辅出铁线）配周转空铁水罐车1，另一条线（主出铁线）上配8个空铁水罐车，与对位机车连挂在一起，第一个罐车对上货位，其它的7个罐车在出铁过程中依次对位。出铁结束后，由另一台机车编组重铁水罐车运送的作业方法。该方法的优缺点及适用程度：

（1）优点：铁水罐大小与高炉每次出铁量多少匹配程度低，容易与炼钢转炉大小相匹配。

（2）缺点：这种调车作业方法，对调车人员责任心和技术要求高，一旦指挥或对位失误，就可能造成事故；对调车机车的运用状态和性能要求也非常高，在每一次出铁过程中都要求对位机车保持百分之百良好，一旦对位机车发生故障就可能造成事故。

（3）适用程度：适合于高炉容积1 000 m3～2 500 m3，配65 t铁水罐车，或者2 500 m3以上配200 t以下铁水罐车的调车作业方式。

3.2.5 小头倒大头

配在高炉出铁口下的第一货（罐）位上的空铁水罐车，称为大头罐；配在其尾部的空铁水罐车，称为小头罐。当高炉一次出铁后，罐车内所装载的铁水未达到规定的重量，不宜送往炼钢或铸铁，为了不使铁水冷却、凝固，保证在下次出铁后能达到规定的重量并调出，则需进行小头倒大头的调车作业。

需要小头倒大头的铁水罐车，有时可能是第二货（罐）位上的，或者第三货（罐）位上；有时也可能是某罐车连续多次未使用，虽未装有铁水，也需倒往第一货（罐）位。鉴于以上情况，均需按小头倒大头的方法进行作业。

小头倒大头可具体运用“连倒带配”法或“取重配空”法。这需要根据具体情况而灵活运用，在炉下撂（甩）罐时，为安全起见，须牵引到第一货（罐）位摘解。

3.3 铁水罐车的调车作业要求

3.3.1 准确掌握作业时间

冶金企业生产环环紧扣，铁水罐车的运用连续性、时间性强，要求调车作业必须做到不积压罐，不占道。一般采用四快的措施，即：

（1）调度员（值班员）制定、下达作业计划快。

（2）调车员编制、传达作业方法快。

（3）扳道员（信号员）准备进路、办理闭塞快。

（4）司机操纵机车，单机起动快。

3.3.2 做到稳挂慢行

挂取空、重铁水罐车时，必须严格执行相关规定，做到稳停稳挂。重铁水罐车的运行速度不得超过10 km/h，空铁水罐车的运行速度不得超过15 km/h，进入高炉下或厂房内，速度不得超过3 km/h，驶出高炉区域或厂房，速度不得超过5 km/h，经过轨道衡（或过磅）速度不得超过3 km/h（有明确要求的除外）。

3.3.3 实行铁罐牌制度

铁罐牌是表示空罐已经配好，可以出铁或允许挂取重罐的一种标志牌。调车组将处理好了的空铁水罐车配到高炉下的出铁罐位后，及时挂上铁罐牌，高炉上即将牌收起，作为出铁的凭证。挂取重铁水罐车时，预先取下高炉上放下来的铁罐牌，作为挂车的凭证。这样做，以避免相互扯皮，有利于人身和作业安全。

3.3.4 严格按号倒罐

调车组在接到调车员的作业通知后，必须严格按照调车作业通知单的要求，倒出空、重铁水罐车，并按要求送往指定地点。核对现车（对罐号）必须仔细，以避免错倒、错挂、错送。

3.3.5 认真检斤

如需过磅的罐车，严格按照动态磅和静态磅的要求速度进行过磅，过静态磅应严格按照3 km/h以下的速度上磅，压磅必须要准确，每车应控制在1 min以内（对于电子计算机控制的轨道衡，更应缩短时间）。过动态磅时，严格按照规定速度范围通过轨道衡，保证过磅的准确性。

3.3.6 禁止溜放

铁水罐车走行部轴承大部分是滚动轴承，车辆无制动，因此，空、重车均禁止一切溜放作业。

3.4 铁水罐车调车作业禁止事项

（1）有水罐、冷却罐的铁水罐车严禁配到高炉出铁口流槽下待装。

（2）有条件的冶金企业，调车人员及机车严禁从高炉出铁口流槽下通过；无条件的冶金企业，调车人员及机车在有切实可靠的安全防护措施后，应减少从高炉出铁口流槽下通过的次数。

（3）重铁水罐车严禁登乘，重铁水罐车短距离推进运行实行调车组人员在车列前方徒步引导，空铁水罐车推进运行按照《冶金企业铁路技术管理规程》规定瞭望确认前方进路。

4 结束语

通过对冶金铁水罐车的选择及调配方法分析，结合武昆股份四个钢铁生产基地铁水运输技术、管理的实践和经验总结，提升为安全、正点、高效的铁水运输技术措施。在目前武昆股份四个基地实现无混铁炉、一罐到底的情况下，需要巩固完善铁水罐车的选择及调配作业流程，既减少铁水罐车的运用数量，又减少铁水温降，持续改进铁水罐车的选择及调配方法，为实现经济生产发挥好铁水运输的纽带和动脉作用，满足了四个基地单系统生产对铁水运输的要求。