铁路铁水运输罐车加盖保温技术的运用

铁路铁水运输罐车加盖保温技术的运用

王忠清、简海山

广东中南钢铁股份有限公司物流部

摘要：铁水罐是钢铁厂必备的承接铁水和冶炼反应的容器，由于铁水罐车与外界环境存在巨大的温度差，承接铁水的铁水罐车不断对外辐射散热造成铁水热量损失。特别是高炉出铁采用铁水罐车直接受铁水的钢铁厂，铁水罐车对外散热占铁水在运输过程热量损失的绝大部分。铁水罐车增加保温盖后可以显著减少这种辐射散热，减少铁水温降，同时可以减少铁水罐车内冷渣沉淀，而且铁水罐车内衬温度稳定能够提供耐材寿命，可以节省炼钢时铁水升温所需的升温合金用量和吹氧量，最终达到节能降耗的目的。铁水罐加盖保温运输技术，主要用于高炉铁水罐转运过程的全程保温、能够做到节能及防雨等效果。特别对空载铁水罐车进行保温效果更佳。由于铁水罐车一般运行距离比较长，因此铁水罐保温、节能及防雨效果非常明显。

关键词：一罐到底；自动化控制系统；温降

前言

韶钢高炉至炼钢一、二分厂，采用敞开式120t铁水罐车，铁水罐车73包，铁水车架66辆，平均在线52辆，运输组织采用一罐到底运作模式。高炉出铁到炼钢厂的铁水温降约-130℃，雨水天铁水温降约-200℃，为减少运输温降现在高炉受铁口加入保温剂，但铁水运抵炼钢厂时的温降仍旧明显。铁水温降每1℃，减少废钢0.5kg/t，同时在运输过程中会造成铁水罐车的结壳、结瘤等现象，直接影响正常生产作业。在铁水罐车上安装内衬耐材的保温盖，可使钢铁企业在铁水转运的过程当中最大限度的降低温降，提高炼钢起始温度，实现节能降耗，降低生产成本。

1现状分析

目前，韶钢高炉至炼钢一、二分厂，采用敞开式120t铁水罐车，铁包73包，铁水车架66辆，平均在线52辆。运输组织采用一罐到底运作模式。高炉出铁到炼钢厂的铁水温降约-130℃，雨水天铁水温降约-200℃，为减少运输温降现在高炉受铁口加入保温剂，但铁水运抵炼钢厂时的温降仍旧明显。铁水温降每1℃，减少废钢0.5kg/t，同时在运输过程中会造成铁水罐车的结壳、结瘤等现象，直接影响正常生产作业。造成铁水罐中温降的主要原因有：

A.铁水在运输过程中损失的热量大致分为三部分：第一部分为铁水上表面(罐口)的辐射热损失；第二部分为铁水罐外壳表面的综合散热损失；第三部分为铁水罐内衬的蓄热损。

B.铁水罐周转时间长，现铁包周转率在4.08次/包.日,每周转一次约6h左右，空包3.5小时,每小时温降29.71℃,空包温降104℃；重包2.5小时, 每小时温降10.4℃，重包温降26℃。

C.罐衬保温不好，铁水罐结底。

D.雨水天铁水温降约-200℃。

2铁水罐车加盖

铁水罐车加盖系统安装与铁水包车上，一车一盖，对车上铁水包全程加盖；由剖分式保温盖、保温盖旋转架、主机架、机载液压系统及高温油缸、配管（含高温金属软管）、机车车辆连接件、机载电控系统及航空插接件、机载操作件等组成设备整机嵌装在铁水车上，并与铁水车用机车车辆连接件安装固定。并保证铁水包包盖打开时，铁水包包盖最高位置低于在线铁水包包口上沿。除高炉受铁、炼钢起罐时铁水罐必须敞口外，铁水罐在运输中、空罐途中，保温盖始终扣在铁水罐口上。保温盖的开、闭通过液压装置完成。液压动力由加盖装置自带的液压站提供，不影响正常的生产节奏及额外增加行车作业。

2.1 电控系统

电控系统分一级主控柜和二级从控柜（车上电控系统）两部分，所有需要经常插拔的电气连接全部采用航空插头方式连接；其中操作面板或遥控器均设在一级主控柜上，一级主控柜的操作系统视需要可设成多车单开单闭的单独操作模式或多车单开、单闭、 一键全开全闭（可切换）两种功能的操作模式。

在内燃机车隔离车上加装柴油机，随车接电。在包盖开、关操作提前5秒启动柴油机，可在运行中进行开、关盖操作。

2.1.1为保证接插电人员安全，设置三层防护措施

在电源接插箱外侧设电源开关，用于在插电/拔电之前先关闭电源开关，然后再进行插拔连接插头的操作（插电完毕后打开主电源，系统供电），以达到不带电操作的安全防护作用（电源接插箱设电源指示灯，显示电源接插箱得电状态）。

A.系统设置的插头中接触芯控制电压为24V，在操作人员忘记关闭主电源在进行插电、拔电操作时，也不会产生安全事故；只有在启动开盖/闭盖操作时（按下开盖/闭盖按钮时）方才产生380V电压（此时插头已插入插座，人机处于分离状态）。

B.电源接插箱设置漏电保护装置，如果发生漏电，系统会自动跳闸。

C.铁水罐加揭盖装置需满足电气化铁路铁路界限要求，满足顺利通过各类铁路道岔及线路共辅设施要求及车辆车轴载重要求。

2.2 软件系统

铁水车编组运行的控制系统，可实现指定停车位开闭盖操作和编组行进中开闭盖操作，可实现近车操作和远程操作的任意转换。铁水车编组时，可将前后加盖装置的电控系统通过航空插接件进行连接，在对任意一台车的任意一个插座进行插电后可以实现对整列编组的加盖装置进行控制的目的，以减少操作位地面供电的插接次数，并需满足遥控控制及控制柜控制，可单车及多车开闭盖。相邻铁水车铁水包盖处于打开状态时保障安全距离，确保作业过程安全可靠，互不影响。

2.2.1在铁水车编组停稳后，将地面电控柜的插接电缆用其自带的航空插头插入离其最近的一辆铁水车的一个插座上，即可满足整列编组控制（随便和任意一台铁水车相连即可）。控制时，编组中铁水车的控制方向永远是从车载电控箱向安装车与车连接插头方向为控制方向，按此方向，从第一辆车开始，编号从1#、2#，以此类推。

2.2.2满足远程控制及遥控、控制柜操作，可单车及多车开闭盖且需满足后续所有铁水罐车加盖后此 4 台车能编组控制。

3 运用效果

铁水罐加盖运作复杂，韶钢进行分步实施，先对6号高炉至炼钢一工序实施，根据效果情况再推广至其他高炉至炼钢工序6号高炉至炼钢一工序实施，第二步根据效果情况推广至其他高炉到炼钢工序。为对比铁水罐加盖后单位时间温降速率变化情况，以明确加盖对于铁水的体温效果，三个阶段。一阶段进行小罐不加盖试验，二阶段进行小罐加盖和不加盖对比试验，三阶段进行大罐加盖和不加盖对比试验。

3.1剔除异常数据后，一阶段有效数据共20组，二阶段加盖6组，二阶段不加盖9组。

（1）一阶段由于废钢的加入，温降变化波动大，二阶段温降波动较小；

（2）对比未加盖一阶段和二阶段翻罐后待罐时间90min内的温降，一阶段平均温降7.8℃/min（等待时间49min），二阶段平均温降7.6℃/min（等待时间39min），废钢的加入对空罐温降的影响不大，只是加入废钢后，铁水罐温降变化波动大，影响铁水罐自身状态的稳定；

（3）从所有结果可以看到，无论是否加盖，铁水罐温降前期快后期减慢；

（4）二阶段加盖情况下平均温降为5.0℃/min，平均等待时间51min，最长等待时间70min，最短等待时间25min；

（5）计算50min等待时间条件下，加盖空罐温降250℃，不加盖空罐温降380℃，加盖有130℃保温效果，加盖后空罐的温降大大降低，通过铁水罐加盖，可以大大提高空罐的温度。

4 结束语

铁水罐加盖在铁水运输对铁水保温具有较大效益是不争的事实，国内大部分钢企都在紧锣密鼓的推进。我公司铁水运输线路长，最长达4.2公里(6号高炉至炼钢一分厂距离最短，仅1.5公里)，且铁钢阶段性经常失衡，铁水在线滞留时间长，铁包加盖后有利于铁水减少温降。

参考文献

【1】 王海彦.《铁路轨道工程》【M】. 北京：中国铁道出版社，2017年8月1日

【2】 孙志才，李原福.《铁道车辆技术》.北京：中国铁道出版社.2010年2月1日