集装箱运输焦炭在马钢的应用实践

高 军，高 鹏，张 洪

(1.马钢股份公司制造部 安徽马鞍山 243000;2.马钢股份公司第三炼铁总厂 安徽马鞍山 243000)

马钢焦炭产能不足，采购外购焦炭将长期存在。传统的铁路敞车运输焦炭的物流方式，在运输、卸车过程中，已无法满足环保要求，同时存在焦炭摔损大、倒运成本高的缺点。2016年二铁总厂4#高炉投产，马钢对外购干焦运输、接卸的物流组织上进行创新，采用专用集装箱、并按照专列开行的方案，创造了国内散装物料标准化一体化(装、运、卸各环节紧密衔接、相互配套)、环保(运输过程无扬尘、无抛洒)运输之先河。在2017年年末三铁总厂A#高炉中修期间，也采用集装箱倒运自产富裕干焦，运行效果良好。为国内钢铁冶金企业的铁路运输焦炭方式创造了典范，极具推广价值。

1 马钢焦炭平衡情况简介

马钢炼焦总厂现有8座焦炉，日产焦炭12400 t；炼铁厂现有8座高炉，高炉炉容在400 m3-4000 m3之间，生铁年产能达到1530万t。焦炭是高炉生产过程中最主要的燃料，马钢日消耗量达到17200 t，由于自产焦炭产能不足，长期以来通过采购外购焦补充生产需要；同时，由于产能匹配问题，每天需要火车调运1800 t二炼焦干熄焦补充三铁总厂高炉，详细平衡情况见表1。

通过表1可以看出，马钢每日需要补充5800 t外购焦炭，其中外购干焦3200 t供应二铁总厂2#、4#高炉，外购湿焦2600 t供应二铁总厂3#、9#、13#高炉；同时，每天通过内部铁路线调运1800 t老区干焦供应新区的三铁总厂高炉。

表1 马钢高炉用焦炭平衡情况 t/d

2 马钢焦炭的物流组织模式

1.长期以来，自产焦炭质量稳定，主要供应大型高炉使用，全部采用皮带供料。皮带通廊全程封闭，具有运行稳定、环保高效的优点。

2.由于新区焦炭产能不足，需要通过内部铁路线调运1800 t老区干焦供应新区的三铁总厂高炉，运输距离约9.5 km。采用干熄工艺生产的干熄焦，水分在0.5%以下，且含有焦粉，在放焦、运输、卸焦过程中，粉尘外溢，对环境造成影响。

3.二铁总厂3#、9#、13#高炉使用外购湿焦，全部采用铁路运输。路局焦炭接入马钢线路后，一部分直上料台，人工卸入料仓，供应9#、13#高炉；另一部分进入一铁焦炭库，人工配合机械卸车、堆存，筛分后皮带供应3#高炉。焦炭在卸车、堆存过程中，摔损达到3-5%，同时对环境也会有影响。

4.2016年9月二铁总厂4#高炉(3200 m3)投产，日消耗焦炭3200 t，由于马钢没有新建焦炉，外购焦采购量进一步增加。外购干焦采用集装箱运输，在马钢专用卸车线卸车，存储在全密封的焦炭库中，皮带供应2#、4#高炉，实现了稳定、高效、环保的生产物流组织。

3 集装箱运输外购干焦在马钢的应用实践

3.1 采用集装箱运输外购干焦的背景

2014年底，马钢决定实施新建二铁4#高炉(3200 m3)项目，高炉所需焦炭采用外部直供方式保供。经过相关单位对外部焦炭企业生产能力、物流保障条件等情况的充分调研分析，公司最终确定与淮北矿业临涣焦化合作，使用临涣焦化生产的定制焦炭供应4#高炉。具体的外部运输条件为：临涣与马鞍山间铁路运距约390 km，年均运量115万t，日均3200 t。

现代大型高炉生产对焦炭质量的要求较高，采购的定制焦为干熄焦，采用外部直供，因此根据定制焦的性能特点，要求装运方案应满足下述条件：

3.1.1 防水：干熄焦水分含量很低，运输途中不能进水受潮。

3.1.2 防尘：干熄焦焦粉颗粒在运输、装卸过程中极易形成扬尘，应避免上述情况造成的环保问题。

3.1.3 高效：日均约3200 t的保供量，不仅需要安全、高效地装卸及运输，还应做好运输到达的均衡与稳定。

鉴于上述情况，本着“绿色、安全与高效”的保供要求，马钢与相关设计、生产、运输单位一起，集思广益、创新思维，决定采用集装箱、按照专列模式运输定制干焦。

3.2 集装箱运输临涣定制干焦的方案设计

铁路集装箱运输焦炭属于国内首创，没有成熟经验可供借鉴。参考采用铁路集装箱为海螺水泥装运水泥熟料，昆钢采用铁路集装箱与汽车自卸车相结合的焦炭装运案例，进行多次实地考察、调研与分析。最终，马钢与相关设计、生产、运输单位合作，充分考虑放焦、运行、卸焦、存储等环节特点，逐步形成、完善集装箱运输临涣定制干焦的方案。

3.2.1 确定集装箱箱型，满足焦炭装运需求

在集装箱箱型设计时充分考虑了焦炭堆比重小(仅为0.53 t/m3)及铁路车辆限界等因素，先后两次在临焕焦化和马钢间组织进行了集装箱装车、卸车试验工作。最终确定了马钢焦炭专用集装箱的设计标准：自重2760 kg，外部尺寸6058*2550*3000 mm。此箱型较路局20英尺普通集装箱容积增加约22%，最大限度利用集装箱运力，相应减少集装箱的投运数量，降低了投入和运营成本。

每车平板上两个专用集装箱，顶部为移动式篷布，放焦时打开，放焦结束关闭，保证运输过程中防雨、防尘；集装箱一端开门，可实现机械自动开门、卸焦，提升卸车效率。

3.2.2 集装箱运行采用专列开行，确保焦炭到达的均衡与稳定。

4#高炉投产，日消耗焦炭3200 t，约为75车150箱外购干焦，做好铁路到达的均衡、稳定与正常接卸，对高炉保产至关重要。马钢与上海铁路局经过磋商，最终确定在临涣—马钢之间开行集装箱焦炭专列，以满足马钢生产需要：专列按2天3个列组织开行，每列编组50车100箱，在临涣焦炉和马钢高炉之间建立一条“铁路绿色通道”。

为了组织好焦炭专列的开行，马钢与上海路局等单位一起，将集装箱专列的一个装卸循环周期按临涣装车发运、铁路重车送达、马钢重车接卸及铁路空车返回划分为四个主要环节，对每个环节的作业时间进行调研、推演与模拟，最后确定每列专列总周转时间为72小时(具体时间分布见下图)，以保证集装箱专列高效运行。

3.2.3 建设集装箱卸车线及焦炭库，满足卸车、堆存条件。

为做好集装箱焦炭的接卸、存储，在4#高炉建设的同时，专用卸车线、焦炭库也在同步实施。卸车线分为两股道，一次性可对位25节平板；配备三台行车，两用一备；四个卸车台位、可同时运行。集装箱进入卸车线，行车使用吊具将集装箱吊到卸车台位，机械自动打开端门、尾部顶升、焦炭落入焦炭斗，通过下部皮带运输至焦炭库，上部除尘罩保证卸焦过程中没有粉尘外溢；在卸焦过程中，行车可调运第二个集装箱，落位后再将第一个空箱吊回铁路平板，依次交替运行。整条卸车线运行组织稳定、高效，日卸车能力最大可达100节，满足运行时间、卸焦量的要求。

焦炭库设计为全封闭，库容2.4万吨，可实现无人值守。焦炭经仓底的振动给料器，皮带供应高炉。

图1 集装箱干焦专用卸车线、全封闭焦炭库

3.2.4 集装箱运输外购干焦的实际运行情况

2016年8月集装箱运输外购干焦正式运行以来，过程受控，经历了极端恶劣天气、铁路运力阶段性紧张、临涣焦化和马钢高炉检修造成的资源不平衡等各种考验，圆满完成了外购干焦的运输、保供任务，为马钢高炉的长周期稳定顺行、经济技术指标不断提升提供了支撑。2016年8月至2017年期间，集装箱累计运输外购干焦110.7万t，当前正常生产情况下月均调运9.6万t。

集装箱采用专列的运输方式确保了列车运行稳定、高效，为焦炭的均衡到达创造了良好外部运输条件，尤其是在铁路运力紧张、线路繁忙的情况下，专列运输始终得到保障，凸显出其保供优势。外购干焦采用集装箱封闭运行，不仅解决了干熄焦的防水问题，也从根本上解决了运输及装卸过程中产生的扬尘、抛洒问题，实现了绿色环保运输；同时公司内部优化了保供流程，减少了外购干焦在厂内的二次装卸作业，节省了卸、装、倒运费用，也降低了焦炭运输过程中的损耗，散车运输焦炭至少会产生1%-2%的损耗。而采用集装箱运输时，焦炭入箱运输后，运输过程中焦炭无需倒装，避免了装卸过程中的损耗。同时，全程封闭运输方式最大化降低了对焦炭粒度、水分、灰份等指标的影响，保持了焦炭出厂时的品质，实现运输过程零损耗[1]。

4 集装箱运输自产干焦在马钢内部倒运的生产实践

马钢新区三铁总厂两座4000 m3高炉日均消耗7400 t焦炭，而新区焦化的两座7.63 m焦炉日产只有5600 t，缺口需要从老区焦化补充，日均1800 t通过火车敞车调运至三铁总厂。2017年公司决定对已运行10年的A#高炉进行为期30天的中修，期间新区焦炭从紧缺变为富裕，在停止调运老区干焦的前提下，仍需将新区富裕的1500 t干焦调运至老区，供应二铁南区高炉使用。通过对汽车、敞车、集装箱这三种运输方式的比较，集装箱运输具有环保、焦炭质量好、供料灵活、焦炭摔损小、物流成本低等诸多优点，在三种物流方式中优势明显。

4.1 准备阶段

2017年3月10日，在炼焦总厂召开专题会，讨论对闲置近10年之久的火车放焦线进行功能恢复及完善，使之在A#高炉中修期间具备集装箱放干焦条件。为解决放焦过程中，扬尘大的问题，研究决定利用原筛焦除尘风机，仅需铺设一段除尘管道，不再新增除尘风机，以节约投资。

在马钢内部使用集装箱调运自产干焦，是从未尝试过的运输方式，涉及放焦、运输、卸车、保供、环保等相关问题。2017年11月份，先后组织了五次集装箱运输试验，针对过程中出现的问题，分析原因、制定对策，放焦、运输、卸焦进程中出现的问题一一得到解决。

4.2 实际运行情况及效果

2017年12月7日至2018年1月8日，在三铁A#高炉中修期间，新区富裕干焦采用集装箱运输，累计放焦1349车4.54万t，日均调运量1375吨。在历时33天的运行过程中，生产组织高效、物流运输顺畅，及时将新区富裕的干焦资源调运至二铁总厂，供应4#高炉生产。

二铁总厂4#高炉把握住焦炭质量改善、保供稳定的有利时机，操作上积极进取、不断提升高炉冶炼强度，焦炭负荷5.0 t/t、煤比160 kg/t、全月铁产量24.61万t、日均产量稳定在8000 t之上等各项技术经济指标均创造历史最高水平，在2017年末为马钢大型高炉实现长周期稳定顺行1300天画上圆满的句号。

5 经验与总结

1.马钢焦炭产能不足，采购外购焦炭将长期存在。在二铁总厂4#高炉筹备、设计阶段，创新思维，采用集装箱运输外购干焦，焦炭运输、卸车、储存过程全封闭，实现了防水、防尘、高效的目标，自2016年运行至今效果良好。

2.2017年12月，马钢三铁总厂A#高炉中修期间，在马钢内部采用集装箱运输自产干焦，累计调运4.54万t，生产组织高效、物流运输顺畅。目前马钢正在进行方案设计，计划将敞车调运新区的1800 t老区干焦改为集装箱运输。

3.随着环保要求的逐步提高，散装料在接卸、运输、堆存过程中，必须符合环保规范，铁路集装箱运输具有运行高效、运输量大、环保达标等诸多优点，值得在钢铁冶金企业推广。

参考文献

[1] 左巨龙.山西省焦炭铁路焦装箱运输研究[J].铁道货运，2018,1