專利名稱：準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)與工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)與工藝，適用 于大型鋼鐵廠鐵鋼間鐵水運輸。
背景技術：
傳統(tǒng)鐵水運輸方式可歸納為以下四種模式
(1) 高爐一受鐵溝一混鐵爐一兌鐵包一轉爐模式
(2) 高爐一受鐵罐一混鐵爐一兌鐵包一轉爐模式
(3) 高爐一受鐵罐一兌鐵包一轉爐模式
(4) 高爐一魚雷罐車一兌鐵包一轉爐模式
第一、二種模式都適用中小轉爐流程，如承德鋼廠、濟鋼等。
該模式存在以下問題
(1) 降低鐵水溫度達50。C;
(2) 鐵水在爐內(nèi)一般平均等待時間為lh，不僅增加了熱量損失，
而且容易
出現(xiàn)鐵水回硫現(xiàn)象，如濟鋼的平均回硫達0.005%;
(3) 環(huán)境污染大，煙塵搜集困難；
(4) 混鐵爐需要加熱保溫，燃料為煤氣、天然氣等，能源消耗 較大。
第三種模式是受鐵罐和轉爐容量不匹配時，需要將鐵水從受鐵
罐倒入兌鐵包。如日本JFE福山廠，我國也有類似情況， 一般屬于
老廠改造。由于該模式缺少緩沖調(diào)節(jié)功能，因此屬于淘汰模式。
第四種模式是目前大中型高爐一轉爐流程較為普遍采用的傳統(tǒng) 模式，如寶鋼等。
魚雷罐車運輸方式是在普通敞口罐運輸方式的基礎上發(fā)展起來 的一種先進的運輸方式。由于該方式具有機動性能好、操作連貫、 靈活、保溫性能好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，而且還具有鐵水預處理、調(diào) 整鐵水溫度、成分、重量以及緩沖等功能，取消了混鐵爐，因此受 到了冶金界的青，。盡管該運輸方式有很多優(yōu)點，但與現(xiàn)代冶金工 藝所追求的高效益、低能耗目標比仍然存在差距。 一方面，魚雷罐 車運輸方式雖具有三脫，脫硫、脫磷、脫硅的功能，但不能實現(xiàn)全 量三脫，三脫效果較差，效率低。另一方面，需建設倒灌坑，增加 倒包工序環(huán)節(jié)，工序環(huán)節(jié)多，投資大，生產(chǎn)效率低。再則是環(huán)境條 件沒有得到根本的改善，能耗仍然較高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)準軌鐵水運輸環(huán)節(jié)多、生產(chǎn)效率低、熱損失大、 能耗高、三脫效果較差、 一次性投資大、運行成本高等問題，本發(fā) 明提供一種準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)及其工藝。
本發(fā)明涉及一種大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)，其特征在于1)，運 輸鐵水線與煉鋼車間平行布置，2)、高爐與煉鋼車間緊密布置，直線 距離900-IOOO米，3)、高爐與煉鋼車間設置有運輸鐵水的鐵水罐車， 4)、煉鋼車間與鐵水鐵路調(diào)車場之間設有檢罐間，5)、在出鐵場接鐵 位置的軌道上安裝連續(xù)稱量的軌道衡，6)、設置有智能運輸調(diào)度系統(tǒng)。
鐵水罐車的大車架采用車體的重心較低外包式框架結構并采用 二軸標準軌距轉向架，設12-16根軸。
鐵水罐設為矮胖型平底鐵水罐，罐口平面采用拋物線型，鐵水 罐采用可滿足脫硫扒渣和向轉爐兌鐵的要求大小嘴，設軟連接副鉤 提柄用包帶連接鐵水罐底，并從大車架內(nèi)側穿出。鐵水罐容量200-350噸，鐵水罐上設置一罐蓋。 智能運輸調(diào)度系統(tǒng)包括車號、罐號識別系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)、
鐵水罐、車檢測系統(tǒng)、機車無線遙控系統(tǒng)、道岔微機控制系統(tǒng)、計
算機模擬調(diào)度和監(jiān)控系統(tǒng)。
一種使用大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)的工藝，包括高爐出鐵水、
鐵水運輸、鐵水預處理，轉爐煉鋼，其特征在于本發(fā)明采用如下
1) 、利用該鐵水罐采用KA法脫硫工藝進行鐵水脫硫、脫硅 處理；
2) 、采取專用脫磷轉爐與脫碳轉爐雙聯(lián)冶煉工藝。
本發(fā)明的有益效果是該技術實際應用后至少提高鐵水溫度30 °C。按提高溫度3(TC計算，降低能耗為7.22kg標煤/噸鋼。1000萬 噸規(guī)模的鋼鐵廠每年可降低生產(chǎn)運營費約6355. 79萬元，并節(jié)約一 次性投資約4103. 87萬元。由于避免了鐵水倒灌作業(yè)；每年可減少 煙塵排放約4700t，基本解決煉鋼廠內(nèi)的石墨飛塵污染。環(huán)保效益好。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。 圖l為本發(fā)明的系統(tǒng)平面圖； 圖2為鐵水罐車立剖面圖； 圖3為鐵水罐車側剖面圖
圖中1、鐵水運輸線、2、煉鋼車間8、高爐，9、高爐鐵水計 量裝置，10、智能運輸調(diào)度系統(tǒng)，11、車號、罐號識別系統(tǒng)，12、 無線遙控機車，13、調(diào)車場，14、檢罐間，15、罐、車檢測系統(tǒng)，
16、鐵水罐車，18、加蓋、卸蓋裝置，19、脫硫間，20、脫磷、脫
硅轉爐，21、修罐間，22、脫碳爐，24、異型大容量鐵水罐，25、
鐵水罐耳軸，26、外包式框架結構大車架，27、軸承，28、操作室，
29、 二軸轉向架，30、小底架，31、車鉤，32、軟連接副鉤提柄，
33、支座，34小嘴，35大嘴。
具體實施例方式
由圖l所示，
1、 鐵水運輸線1平行直線進煉鋼車間2
經(jīng)對鐵水運輸線1進煉鋼車間2的方式進行分析，鐵水運輸線1 垂直進煉鋼車間2的方式需機車摘、掛作業(yè)，不利于煉鋼生產(chǎn)組織 運輸，且運輸作業(yè)不安全，故確定短界面技術必須采用鐵水運輸線1 平行直線進煉鋼車間2的方式。
2、 高爐8緊靠煉鋼車間2布置
短界面技術要求鐵水運輸線路平直、短捷.，以確保鐵水罐安全 可靠運行，并加速鐵水罐的周轉，減少鐵水和空罐的溫降。根據(jù)大 敞口罐溫降曲線分析，鐵水運輸線1與煉鋼車間2直線距離在900m 1000m之間比較合適，因此要求高爐8緊靠煉鋼車間2布置。
3、 在煉鋼車間2與鐵水鐵路調(diào)車場13之間設一座約1000012的檢罐 間14
檢罐間的主要功能是對返回的空罐進行檢查和處理，其目的是 為了防止罐位不正、空罐粘渣、灌嘴掛渣、罐底積存殘渣、罐襯超 標運用等。同時采取在罐嘴噴涂防粘渣劑或在滿足鐵水預處理及兌 鐵要求的前提下，盡量縮小罐嘴及罐容等措施，預防粘渣。
4、 在出鐵場接鐵位的軌道上安有進行連續(xù)稱量高爐鐵水計量裝置9
為確保鐵水定量裝入轉爐，除在轉爐兌鐵水之前進行計量外， 還應在高爐出鐵過程中進行準確計量和控制。具體方案是在高爐下 每一條鐵路線的受鐵位安設應力傳感式軌道衡，計量精度控制在士2 %。范圍之內(nèi)，計量信息由鋼廠統(tǒng)一管理和控制。為了避免高爐出鐵 超出標定鐵水重量或溢出鐵水罐，在高爐出鐵口設置液位計。
5、 高爐平臺適量加寬、抬高，高爐主膠帶通廊延長
為了適應大容量鐵水車的運輸要求，高爐下鐵路線間距由6. 2m 加寬到7.0m，高爐平臺加寬，鐵口標高加高，確定高爐平臺凈高為 6700mm。
6、 設置智能運輸調(diào)度系統(tǒng)
為了科學管理，快速周轉鐵水罐，鐵水運輸設置了智能運輸調(diào) 度系統(tǒng)IO，包括車號、罐號識別系統(tǒng)ll， GPS定位系統(tǒng)、鐵水罐、 車檢測系統(tǒng)15、機車無線遙控系統(tǒng)12、道岔微機控制系統(tǒng)、計算機 豐莫擬調(diào)度和監(jiān)控系統(tǒng)等。
7、 設置在敞口鐵水罐上加蓋的加、卸蓋裝置18
為減少鐵水的溫降，以獲得最大的溫降效益，需在敞口鐵水罐 上加蓋，力n、卸蓋裝置18設在煉鋼車間內(nèi)，卸蓋采用磁吊方式。
8、 適當增加鐵水罐數(shù)量
短界面技術實現(xiàn)了鐵-鋼間的短界面連接。為具備緩沖功能，則 采取增加鐵水罐數(shù)量的方式來調(diào)節(jié)高爐的生產(chǎn)節(jié)奏。鐵水罐數(shù)量按 調(diào)節(jié)4小時出鐵的鐵水量計算。若煉鋼連鑄車間檢修或事故狀態(tài)超
過4小時，則通過采取高爐休風措施來解決。
9、 優(yōu)化運輸組織方案，加快鐵水罐的周轉
為加快鐵水罐的周轉，鐵水運輸組織方式采取成組固定循環(huán)運 輸，重罐按每列1罐，空罐按每列2罐組織。
10、 設計新型鐵水罐
新型鐵水罐具備高爐受鐵容器、儲運容器、預處理容器和兌入 容器的"四位一體"功能，通過優(yōu)化轉爐布置方案，將傳統(tǒng)鐵水罐 的大小包嘴減小lOOOram，使鐵水罐的總高度控制在6150mm，比傳統(tǒng) 的300t鐵水罐矮lOOOmm。
11、 設計新型300t鐵水罐車
新型300t鐵水罐車按標準軌距設計，在國內(nèi)外尚無先例。為降 低鐵水罐車合成重心高度，新型300t鐵水罐車支撐采用外包式框架 結構，前后支撐，以取代傳統(tǒng)轉向架心盤上支撐式結構，該方案使 鐵水罐外底面距軌面高只有200 300mm，其合成重心高度比上支撐 式結構低700mm。新型300t鐵水罐車總高度為6450mm，總寬度為 6100mm，總長度為24700mm，罐車加長對集中載荷分布更有利，可大 大減輕鐵水罐車隊軌道結構的影響。
根據(jù)煉鋼工藝布置、主要工藝參數(shù)和高爐平臺的設計，選擇圖2 中異型大容量鐵水罐24，鐵水罐采用碳素鋼板焊接而成，經(jīng)過計算， 耳軸25采用20MriMo鍛鋼焊接而成；經(jīng)計算，鐵水罐車大車架26采
用外包式框架結構，選用高強度碳素鋼板焊接而成；為減少維護量， 選擇進口軸承27;為便于瞭望，設操作室28;根據(jù)現(xiàn)場條件，選擇
二軸轉向架8個，共設16根軸，設小底架30連接轉向架；采用C 級鋼13A型下作用小間隙車鉤；鐵水罐24設軟連接副鉤提柄32，設 支座33。
一種使用準軌異型大容量罐，運輸鐵水系統(tǒng)的工藝，包括高爐 出鐵水、鐵水運輸、鐵水預處理，轉爐煉鋼，其中
1) 、利用鐵水罐24采用KA法脫硫工藝進行鐵水脫硫、脫硅 處理，
2) 、采取專用脫磷轉爐20與脫碳轉爐22雙聯(lián)冶煉工藝。
異型大容量鐵水罐受鐵一鐵水計量一鐵水罐加蓋一鐵水罐車運 行一煉鋼車間鐵水跨鐵水罐摘蓋一吊車吊起鐵水罐至鐵水扒渣車一 在罐內(nèi)脫硫扒渣一吊車吊起鐵水罐將鐵水兌入轉爐一空罐返回鐵水 車一加蓋一到檢罐間檢罐一運行一高爐下開始受鐵
鐵水離線三脫，設有專用脫磷、脫硅轉爐的雙聯(lián)工藝。
為了既能降低鐵水罐車的合成重心，以確保罐車運行穩(wěn)定，又 能提高三脫效率，則采取脫磷、脫硅轉爐與脫碳轉爐雙聯(lián)冶煉工藝， 鐵水罐離線在煉鋼車間內(nèi)進行三脫，構筑高效、低成本的潔凈鋼生 產(chǎn)平臺。
權利要求
1、一種準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)，其特征在于1)，運輸鐵水線(1)與煉鋼車間(2)平行布置，2)、高爐(8)與煉鋼車間(2)緊密布置，直線距離900-1000米，3)、高爐(8)與煉鋼車間(2)設置有運輸鐵水的鐵水罐車(16)，4)、煉鋼車間(2)與鐵水鐵路調(diào)車場(13)之間設有檢罐間(14)，5)、在出鐵場接鐵位置的軌道上安裝連續(xù)稱量的計量裝置(9)，6)、該系統(tǒng)設置有智能運輸調(diào)度系統(tǒng)(10)。
2、如權利要求l所述的準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)，其 特征在于鐵水罐車(16)的大車架(26)采用車體的重心較低外包 式框架結構并采用二軸轉向架(29)，設12-16根軸，采用標準軌距轉 向架(29)。
3、 如權利要求1所述的準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)，其 特征在于鐵水罐為矮胖型平底鐵水罐(24)，罐口平面采用拋物線 型，鐵水罐采用可滿足脫硫扒渣和向轉爐兌鐵的要求大小嘴(35、 34)，設軟連接副鉤提柄(32)用包帶連接鐵水罐(24)底，并從大 車架(26)內(nèi)側穿出。
4、 如權利要求l所述的準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)，其 特征在于鐵水罐容量200-350噸。
5、 如權利要求l所述的準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)，其特征在于鐵水罐上設置一罐蓋。
6、 如權利要求1所述的準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)，其特征在于智能運輸調(diào)度系統(tǒng)包括車號、罐號識別系統(tǒng)(11)、 GPS定位系統(tǒng)、鐵水罐、車檢測系統(tǒng)(15)、機車無線遙控系統(tǒng)(12)、 道岔微機控制系統(tǒng)、計算機模擬調(diào)度和監(jiān)控系統(tǒng)。
7、 一種使用準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)的工藝，包括高爐出鐵水、鐵水運輸、鐵水預處理，轉爐煉鋼，其特征在于1) 、利用鐵水罐(24)采用KA法脫硫工藝進行鐵水脫硫、 脫硅處理，2) 、采取專用脫磷轉爐(22)與脫碳轉爐(20)雙聯(lián)冶煉工藝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種準軌異型大容量罐車運輸鐵水系統(tǒng)與工藝，適用于大型鋼鐵廠鐵鋼間鐵水運輸。其特征在于1)鐵水運輸線與煉鋼車間平行布置，2)高爐與煉鋼車間緊密布置，直線距離900-1000米，3)高爐與煉鋼車間設置有運輸鐵水的鐵水罐車，4)煉鋼車間與鐵水鐵路調(diào)車場之間設有檢罐間，5)在出鐵場接鐵位置的軌道上安裝連續(xù)稱量的計量裝置，6)設置有智能運輸調(diào)度系統(tǒng)。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)準軌鐵水運輸環(huán)節(jié)多、生產(chǎn)效率低、熱損失大、能耗高、三脫效果較差、一次性投資大、運行成本高、環(huán)境條件差等問題。
文檔編號B22D41/12GK101108419SQ20071012009
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月9日 優(yōu)先權日2007年8月9日
發(fā)明者巍 何, 蘭新輝, 向春濤, 唐曉進, 張德國, 張福明, 彬 文, 勇 李, 楊春政, 濤 王, 高善武, 鋼 魏 申請人:首鋼總公司;首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司