鐵水運(yùn)輸方式的適應(yīng)性分析

鐵水運(yùn)輸方式的適應(yīng)性分析

1鐵水運(yùn)輸工業(yè)場地規(guī)劃的總圖布置總體規(guī)劃布局形狀是指以不同相對位置為構(gòu)成的總體布局形式，即不同的總平面布局形式。它是由螺釘、精煉和研磨造成的。隨著上世紀(jì)60年代連鑄機(jī)的誕生,煉鋼與軋鋼車間取消鐵路和模鑄車間,煉鋼、連鑄、軋鋼車間均已聯(lián)合布置;加之地下輥道輸送技術(shù),解決了板坯至不同軋鋼車間的運(yùn)輸問題,使得煉鋼和軋鋼車間的總圖布置方式趨于固定化和程式化,此時凸顯出煉鐵與煉鋼之間的鐵水運(yùn)輸方式是影響總圖布置乃至全廠的總圖布置模式的關(guān)鍵,因此有必要在鐵水運(yùn)輸方式上進(jìn)行梳理和研究,利用新工藝,科學(xué)合理的布置煉鐵與煉鋼車間,有效縮短煉鐵與煉鋼之間的距離,必將對鋼鐵廠總圖布置和節(jié)約用地是一重大革新。我國工業(yè)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐表明,企業(yè)的規(guī)劃和平面布置對企業(yè)的建設(shè)和生產(chǎn)管理有著非常重大的影響。在工業(yè)場地規(guī)劃中,總平面布置模式的確定和選擇對企業(yè)的建設(shè)、生產(chǎn)、產(chǎn)品成本以及企業(yè)的發(fā)展都有很大影響。特別是在節(jié)約用地、保證生產(chǎn)、運(yùn)輸合理等方面,選擇和確定合理的總平面布置形式,即選擇和確定合理的鐵水運(yùn)輸方式,更有重要作用。2目前，國內(nèi)外鋼鐵公司的鐵水運(yùn)輸至今國內(nèi)外鋼廠的鐵水運(yùn)輸方式有三大類:鐵路方式、起重機(jī)+過跨車方式、專用道路(汽車)方式。2.1鐵水運(yùn)輸企業(yè)在我國我國建立一個廣泛、穩(wěn)定、應(yīng)用、適合較長的、適合較長鐵路方式運(yùn)輸鐵水是目前國內(nèi)外絕大多數(shù)鋼鐵廠所采用的方式,隨著鋼鐵廠誕生就存在,具有歷史長、技術(shù)成熟、安全可靠、普遍應(yīng)用、適合較長距離運(yùn)輸鐵水(老廠改造和多個煉鐵煉鋼廠鐵水互調(diào)的企業(yè))等特點(diǎn)。2.1.1鐵路運(yùn)輸方式1)平行式:即煉鐵至煉鋼的鐵路中心線平行于廠房柱列線。布置詳見圖1和圖2。2)垂直式:即煉鐵至煉鋼的鐵路中心線垂直于廠房柱列線。布置詳見圖3。3)轉(zhuǎn)角式:即煉鐵至煉鋼的鐵路中心線在布置時成一定角度。布置詳見圖4~圖6。歷史上的“人”字形布置亦是其中的一種。4)牽引式:即煉鐵至煉鋼的鐵水罐(混鐵車)是通過牽引的方式進(jìn)入煉鋼車間。布置詳見附圖7和附圖8。幾種模式(形式)適用條件、特點(diǎn)詳見表1?？傊?鐵路運(yùn)輸方式是國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)廣泛采用的運(yùn)輸方式。具有牽引力大,一次能牽引(或推送)高爐出鐵量所配置的多臺專用鐵路車輛;運(yùn)輸作業(yè)安全、可靠、及時、正點(diǎn);能適應(yīng)各級爐容的高爐生產(chǎn)的熱鐵水運(yùn)輸,并能緊密配合鋼鐵生產(chǎn)工藝要求的物流環(huán)節(jié);鐵路軌道結(jié)構(gòu),專用鐵路車輛與機(jī)車等運(yùn)輸設(shè)施、設(shè)備配套齊全,成熟可靠;已建立一整套有效、嚴(yán)密、完整的鐵路設(shè)計(jì)和運(yùn)輸調(diào)度、通訊及其運(yùn)輸管理規(guī)范和規(guī)章制度,鐵路維護(hù)和運(yùn)輸操作已規(guī)范化、制度化;已培養(yǎng)和造就了一大批掌握并積累了極其豐富的設(shè)計(jì)技術(shù)和運(yùn)輸操作管理經(jīng)驗(yàn)技術(shù)隊(duì)伍。鐵路運(yùn)輸方式,雖具有較多優(yōu)點(diǎn),但由于其運(yùn)輸操作作業(yè)的固有特點(diǎn),存在著鐵路線路使用功能及其運(yùn)輸操作作業(yè)過程固定;需鋪設(shè)鐵路線路多;鐵路車輛作業(yè)靈活性較差;用地多;運(yùn)輸操作過程中累計(jì)運(yùn)行里程長等缺點(diǎn)。2.1.2采取分兩跨進(jìn)入方案煉鋼倒罐站的布置形式有兩種:“串列式”和“并列式”。1)串列式:即鐵路線路與煉鋼車間柱列線平行。串列式,進(jìn)入倒罐站的鐵路線路較長,倒罐站內(nèi)一條鐵路線上具有2輛~3輛鐵水罐(混鐵車)倒鐵工位,作業(yè)方式靈活,生產(chǎn)順暢、便捷。此種倒罐站布置形式如圖3、圖6、圖7、圖8。但是當(dāng)煉鋼廠規(guī)模在1000×104t/a左右時,由于鐵水量大,轉(zhuǎn)爐數(shù)量大于3座,若從煉鋼車間一跨進(jìn)入,考慮到鐵路生產(chǎn)調(diào)度組織和吊車作業(yè)難度,需采用分兩跨進(jìn)入的布置方式進(jìn)行緩解。此種倒罐站布置形式如圖1。此種方案存在的不足在于:轉(zhuǎn)爐分跨布置帶來主廠房面積大,總圖占地大;轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)設(shè)備相互補(bǔ)充和備用性差,轉(zhuǎn)爐設(shè)備數(shù)可能要增加;鐵水和廢鋼物流分別集中在車間一端進(jìn)入,煉鋼車間內(nèi)生產(chǎn)調(diào)度組織難度相對較大。一跨和兩跨進(jìn)入煉鋼車間的適用條件詳見表2。2)并列式:即鐵路線路與煉鋼車間柱列線垂直。并列式便于實(shí)現(xiàn)鐵水從煉鋼車間中間進(jìn)入向兩邊分散,避免了大規(guī)模的鐵水集中從一側(cè)進(jìn)入車間所帶來的不利,適用于生產(chǎn)規(guī)模較大、轉(zhuǎn)爐座數(shù)較多的情況;當(dāng)煉鋼車間生產(chǎn)規(guī)模適中(<800×104t/a),轉(zhuǎn)爐座數(shù)較少(≯3座)時,此種方式,倒罐站亦可以布置在煉鋼車間端部。但并列式由于倒坑與進(jìn)入倒罐站的鐵路平行,每條股道上只有一個有效的倒鐵工位,所需線路股道數(shù)需增多(3股~6股);倒罐作業(yè)的靈活性相對于“串列式”而言較差。此種倒罐站布置形式如圖2。綜上所述,鐵路線路平行進(jìn)煉鋼車間(串列式)或是鐵路線路垂直進(jìn)煉鋼車間(并列式)無絕對的優(yōu)劣之分。需綜合考慮用地特點(diǎn)(形狀、面積)、生產(chǎn)規(guī)模、全廠總平面布置形式、生產(chǎn)產(chǎn)品特點(diǎn)(轉(zhuǎn)爐冶煉要求)等因素進(jìn)行綜合考慮,因地制宜采用合適的倒罐站的布置形式。2.1.3鐵水罐的運(yùn)輸方式“一罐制”鐵水供應(yīng)方式就是近年來涌現(xiàn)出的一種新的鐵鋼界面技術(shù),是總圖運(yùn)輸、冶金工藝流程優(yōu)化的新技術(shù),該技術(shù)取消了傳統(tǒng)的混鐵車(高爐鐵水罐)進(jìn)行倒罐兌鐵的中間過程,直接采用煉鋼鐵水罐運(yùn)輸鐵水,將高爐鐵水的承接、運(yùn)輸、緩沖貯存、鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐兌鐵、容器快速周轉(zhuǎn)及鐵水保溫等功能集為一體的新工藝技術(shù)。“一罐制”工藝具有縮短工藝流程、簡化生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)、總圖布置緊湊、物流短捷、減少鐵水溫降、煙塵排放量少等優(yōu)點(diǎn),能有效地減少車間占地、降低生產(chǎn)運(yùn)行成本、減少環(huán)境污染,符合現(xiàn)在提倡的低碳經(jīng)濟(jì),對企業(yè)來講具有一定的吸引力,國內(nèi)外一些新建的大中小型鋼鐵廠也正在積極地試圖嘗試各種型式的“一罐制”新工藝。早在上世紀(jì)70年代,日本京濱鋼廠就率先采用200t大容量鐵水罐采用鐵路運(yùn)輸,近年又改為300t鐵水罐用鐵路運(yùn)輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)了鐵水運(yùn)輸“一罐制”。近年來,國內(nèi)鋼鐵企業(yè)在“一罐制”工藝方面發(fā)展比較快,目前,多座正在設(shè)計(jì)和已投產(chǎn)的大中型鋼鐵廠采用了“一罐制”工藝,如張家港某鋼廠3×2500m3高爐配180t轉(zhuǎn)爐煉鋼、京唐某鋼廠2×5500m3高爐配300t轉(zhuǎn)爐、朝陽某鋼廠2600m3高爐配120t轉(zhuǎn)爐等均采用了鐵路運(yùn)輸方式的“一罐制”。目前鐵路方式實(shí)現(xiàn)“一罐制”在總圖布置上有兩種方式:串列式(鐵路線路,即耳軸方向與煉鋼車間柱列線平行)和并列式(鐵路線路,即耳軸方向與煉鋼車間柱列線垂直,在煉鋼車間內(nèi)鐵路端部增加轉(zhuǎn)向裝置)1)串列式:即鐵路線路(同耳軸方向)與煉鋼車間柱列線平行,鐵水罐進(jìn)入煉鋼車間后,吊車直接就可以調(diào)運(yùn)。此種方式一般應(yīng)用于煉鋼車間生產(chǎn)規(guī)模適中(<800×104t/a),轉(zhuǎn)爐座數(shù)較少(≤3座)時,布置詳見圖1、圖5、圖6,其中圖1和圖6鐵水進(jìn)入煉鋼車間的跨間是按照非一罐制方式布置的,若要實(shí)現(xiàn)一罐制,鐵水進(jìn)入煉鋼車間的跨間由脫硫跨調(diào)至加料跨或?qū)Ｓ玫蔫F水接受跨。若煉鋼車間生產(chǎn)規(guī)模大(~1000×104t/a),轉(zhuǎn)爐座數(shù)多(4座~5座)時,為了實(shí)現(xiàn)鐵水從中間進(jìn)入煉鋼,可將鐵水預(yù)處理單獨(dú)成跨布置在煉鋼廠中間與主車間成90°,在鐵水接受跨間的3條過跨線平板車上增加鐵水罐轉(zhuǎn)向裝置,在運(yùn)輸過程中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向?？倛D布置詳見圖3,其中圖3鐵水進(jìn)入煉鋼車間的跨間是按照非一罐制方式布置的,若要實(shí)現(xiàn)一罐制,鐵水進(jìn)入煉鋼車間的跨間由脫硫跨調(diào)至鐵水接受跨。調(diào)整后的局部布置詳見圖9。2)并列式:即鐵路線路(同耳軸方向)與煉鋼車間柱列線垂直,在煉鋼車間內(nèi)鐵路端部增加轉(zhuǎn)向裝置。此種方式增加轉(zhuǎn)向裝置有兩種設(shè)置方式:單獨(dú)鐵水罐轉(zhuǎn)向和平板車及鐵水罐整體轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)盤裝置。前者省地,但每輛運(yùn)輸鐵水罐的平板車都需要安裝轉(zhuǎn)向裝置,投資較高,同時國內(nèi)外此項(xiàng)轉(zhuǎn)向設(shè)備技術(shù)與制造還不成熟,造價較高;后者只在煉鋼車間內(nèi)鐵路端部增加轉(zhuǎn)盤,套數(shù)少(一般3套~6套),同時技術(shù)也成熟,國內(nèi)在攀枝花某鋼廠有長期的應(yīng)用實(shí)例,但其占地大(一般為12m~20m的圓,根據(jù)運(yùn)輸鐵水罐的平板車大小定)。此種方式實(shí)現(xiàn)一罐制目前由于其存在的不足,在國內(nèi)外暫時還沒有應(yīng)用的實(shí)例。2.2鐵廠新型運(yùn)輸鐵水起重機(jī)+過跨車方式是近幾年在國內(nèi)鋼鐵廠采用的新型運(yùn)輸鐵水方式,其取消了常規(guī)的鐵路線路和鐵路運(yùn)輸設(shè)備,具有節(jié)約用地、布局緊湊、一罐到底等特點(diǎn)。2.2.1起重機(jī)+過跨車方式起重機(jī)+過跨車方式運(yùn)輸鐵水基本模式(形式)有兩種:兩座高爐、一次轉(zhuǎn)運(yùn)方式和多座高爐、兩次轉(zhuǎn)運(yùn)方式。1)兩座高爐、一次轉(zhuǎn)運(yùn)方式:高爐直接采用轉(zhuǎn)爐鐵水罐受鐵,高爐出鐵場共設(shè)置寬軌鐵水線(同煉鋼車間過跨線),高爐鐵水由高爐出鐵場下的鐵水罐車從加料跨兩側(cè)鐵水線直接運(yùn)至煉鋼廠加料跨,高爐鐵水進(jìn)入煉鋼加料跨后直接由起重機(jī)吊運(yùn)至脫硫工位進(jìn)行脫硫處理,鐵水空罐沿上述流程返回至高爐。國內(nèi)在新余某鋼廠所采用,目前已經(jīng)投產(chǎn),據(jù)鋼廠反映生產(chǎn)基本順暢。布置形式詳見圖10和圖11。2)多座高爐、兩次轉(zhuǎn)運(yùn)方式:高爐直接采用轉(zhuǎn)爐鐵水罐受鐵,高爐出鐵場共設(shè)置寬軌鐵水線(同煉鋼車間過跨線),高爐鐵水通過設(shè)置在出鐵場下的鐵水線將鐵水重罐送入鐵水轉(zhuǎn)運(yùn)跨。之后用鐵水轉(zhuǎn)運(yùn)跨的車間起重機(jī)將鐵水罐吊至鐵水脫硫裝置進(jìn)行脫硫處理,脫硫處理完后的鐵水再通過車間起重機(jī)吊至鐵水過跨線,通過過跨線將鐵水送入煉鋼車間。鐵水空罐沿上述流程返回至高爐。國內(nèi)在重慶某鋼廠和西昌某鋼廠所采用,目前重慶某鋼廠一期已經(jīng)投產(chǎn),西昌某鋼廠一期正在建設(shè)。布置形式詳見圖12。兩種模式(形式)適用條件、特點(diǎn)詳見表3?？傊?起重機(jī)+過跨車方式具有如下特點(diǎn):將車間之間的外部特種貨物運(yùn)輸改變?yōu)檐囬g內(nèi)部運(yùn)輸;機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備動力能源由汽柴油改變?yōu)榱畠r的電力,自動化操作程度高;有條件把煉鐵、煉鋼冶煉工藝有機(jī)組合,形成相互制約,又互為條件的工藝(物流)生產(chǎn)關(guān)系;高爐與煉鋼車間適宜2座高爐對應(yīng)1座煉鋼廠并形成“品”字形布置的典型模式。起重機(jī)+過跨車方式,具有布置緊湊、用地省、鐵水運(yùn)距十分短捷、運(yùn)營成本低的優(yōu)點(diǎn)。但存在著運(yùn)輸過程中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多,各環(huán)節(jié)間有機(jī)配合的相互制約多,是影響有規(guī)律、有節(jié)奏生產(chǎn)的關(guān)鍵。煉鐵、煉鋼冶煉中偶爾出現(xiàn)生產(chǎn)的不均衡性,有可能發(fā)生不能及時取重(空)配空(重)的運(yùn)輸作業(yè),影響生產(chǎn)。由于受綜合機(jī)械運(yùn)輸設(shè)施連接布置的制約,限制了總平面布置模式的多樣性;雖“品”字型總平面布置是最佳模式,可以實(shí)施分期建設(shè),形成最終規(guī)模的總體布局;但生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步發(fā)展時,該方式存在適應(yīng)性較差,布置難度較大的缺點(diǎn)。2.3鐵水罐車輛運(yùn)輸方式專用道路(汽車)方式是在國內(nèi)外配有小、中型高爐的鋼鐵廠較普遍采用的運(yùn)輸鐵水方式,其取消了常規(guī)的鐵路線路、鐵路運(yùn)輸設(shè)備、維修設(shè)施和起重機(jī)+過跨車方式中車間內(nèi)起重機(jī)、過跨車,具有節(jié)約用地、布局緊湊、布置靈活、一罐到底等特點(diǎn)。專用道路(汽車)方式運(yùn)輸鐵水具有如下特點(diǎn)和不足:1)一輛牽引車一次只牽引一輛熱鐵水罐掛車;2)專用汽車熱鐵水罐運(yùn)輸最適于多座小容積高爐和二處以上的電爐煉鋼廠,便于滿足煉鋼、煉鐵過程中的取重(空)送空(重)運(yùn)輸作業(yè),減少運(yùn)輸過程中的等待時間和車輛調(diào)度上的不均衡性;3)專用道路(汽車)方式,具有運(yùn)輸調(diào)度和運(yùn)行操作靈活;不受軌道和場地寬窄的制約;運(yùn)行過程中折返和迂回運(yùn)輸作業(yè)少,運(yùn)距相對短捷。只要設(shè)置專用道路,并裝備完善的道路交通信號和嚴(yán)格的交通管理,熱鐵水罐車運(yùn)輸是安全可靠的;4)由于受牽引車和掛車成一對一的限制,存在著運(yùn)輸作業(yè)次數(shù)多;專用牽引汽車設(shè)備多、價格高,一次性投資大;設(shè)備維修量大;駕乘人員多等缺點(diǎn)。只要解決牽引車與鐵水罐掛車連接自動掛、脫設(shè)備的專利技術(shù),上述缺點(diǎn)就能改善和克服。專用道路運(yùn)輸方式才能更有市場競爭力