轨道转盘车在高铁用钢技术改造中的应用

郑 涛 王英群 霍继宏

(1:中冶京诚工程技术有限公司 北京100176;2:太原钢铁(集团)有限公司 山西太原030003)

1 前言

轨道转盘在钢铁行业，特别是采矿业应用广泛［1－3］。太钢高速铁路用钢技术改造项目是在部分利旧原有厂房的基础上进行改建、扩建的项目，在原厂房东、西两侧均是太钢厂区铁路主干线，因此炼钢连铸主车间由南到北呈长条形布置，改造后的厂房南北轴线距离439m，东西轴线距离67m，由南到北依次布置电转炉冶炼区、LF 精炼区、VD精炼区、连铸区和模铸区、连铸坯缓冷区。模铸区完全利旧原有设施，模铸跨和连铸跨垂直布置，连铸紧挨模铸的东侧布置。LF 精炼区和VD 精炼区远离连铸和模铸区布置，钢水经钢包车运送到连铸区和模铸区进行浇注。

由于精炼区距离连铸区距离远，经核算，需要建设两条过跨线才能满足连铸/模铸对钢水运输的要求，其中一条过跨线专门负责给连铸运输钢水，并将连铸浇注完成的空钢包带回，只到钢水接受跨，另一条需要经钢水接受跨去往模铸跨。由于模铸跨天车走行方向与LF 精炼区、VD精炼区和连铸区的天车走行方向垂直，运送到模铸跨的钢水包需要旋转(+90°或－90°)才能满足模铸浇注的要求。本项目模铸作为连铸的补充，经计算只需建设一条去往模铸的过跨线即可满足模铸对钢水包运输的要求。

2 轨道转盘设计

2.1 轨道转盘车设计思路

2.1.1 轨道转盘旋转角度的确定

太钢高速铁路用钢改造项目共有3 条纵向车载式模铸线，模铸跨共有两台铸造起重机用于模铸，采用起重机吊运钢包直接往钢锭模里浇注，浇注后直接在浇注跨内缓冷一段时间，然后外送至脱模和修模车间进行处理。太钢高速铁路用钢技术改造项目连铸和模铸车间布置见图1 所示。

钢包车轨道转盘车布置在连铸钢水接受跨内，当自旋转钢包车为连铸运输钢水时，无需轨道转盘旋转，钢水接受跨的起重机能够直接吊运钢包为连铸所用，当需要往模铸运输钢水时，自旋转钢包车开上轨道转盘上，此时轨道转盘根据需要进行旋转。

图1 连铸及模铸车间布置

设计时考虑本钢包车既为连铸提供钢水，也考虑为模铸送钢水，并将连铸和模铸浇注完的钢包运回钢包维修跨进行维护水口或炉衬。往模铸送钢水的钢包也考虑自旋转(0 ～180°)。

自旋转钢包车在VD 与连铸之间运行时，车上的转盘总是处于0°位。轨道转盘旋转角度根据模铸线在L 列还是K’列有所不同，存在以下几种状况:

1)若模铸在L 列进行浇注，轨道转盘处于0°位，此时自旋转钢包车直接开上轨道转盘，停稳后，轨道转盘车顺时针旋转90°(－90°)，自旋转钢包车直接开往模铸跨，轨道转盘处于－90°位不动。模铸跨靠1 线侧的起重机将钢包吊运到地面重包位上临时存放。然后将地面上的空包吊运到自旋转钢包车上，此时也存在两种状况，一种是若空包的水口朝向L 列，此时可以直接将空包吊放到自旋转钢包车上;另一种状况是空包水口朝向K’列，此时自旋转钢包车转盘从0°位旋转到180°位，然后将空包吊放到自旋转钢包车上，自旋转钢包车转盘从180°位转回0°位。将载有空包的自旋转钢包车开到轨道转盘车上，轨道转盘车由－90°位回转到0°位，自旋转钢包车开往钢包维修跨方向。

2)若模铸线在K’侧，此时轨道转盘处于0°位，自旋转钢包车开上轨道转盘，停稳后，轨道转盘逆时针旋转90°(+90°)，自旋转钢包车直接开往模铸跨，轨道转盘处于－90°位不动。模铸跨靠1 线侧的起重机将钢包吊运到地面重包位上临时存放。然后将地面上的空包吊运到自旋转钢包车上，此时也存在两种状况，一种是若空包的水口朝向L 列，此时自旋转钢包车转盘从0°位旋转到180°位;然后将空包吊放到自旋转钢包车上，自旋转钢包车转盘从180°位转回0°位;另一种状况是空包水口朝向K’列，此时可以直接将空包吊放到自旋转钢包车上。将载有空包的自旋转钢包车开到轨道转盘车上，轨道转盘车由+90°位回转到0°位，自旋转钢包车开往钢包维修跨方向。

2.1.2 轨道转盘车基本参数

根据轨道转盘车旋转角度要求，以轨道转盘车上轨道与LF/VD 方向的轨道一致为0°，确定轨道转盘车共设置3个旋转位，即:0°位、+90°位(逆时针旋转)、－90°位(顺时针旋转)。

轨道转盘车运转时，最大的净载荷为2200kN，轨道转盘车自重455kN，确定轨道转盘车驱动机构所需的最小功率为33kW，因此，驱动机构采用“三合一”(电机、减速机、联轴器)型式，其特点是占用空间小，安装简单，维护量小。考虑到故障因素，本次设计采用4 台11kW 的电机减速机。

本次轨道转盘车共有设计有8 个车轮，其中4 个为驱动轮，另4 个为从动轮，车轮为无轮缘设计。轨道转盘中心部位设有4 组导向轮组，成90°分布。驱动机构采用“三合一”(电机、减速机、联轴器)型式，其特点是占用空间小，安装简单，维护量小。轨道转盘定位锁定采用3 套电液推杆装置，分别用于0°、+90°、－90°三个位置的机械锁定，以保证钢包车在开进、开出轨道转盘车时，转盘准确定位，不偏离，电液推杆安装在转盘旁边的基础上。

轨道转盘车在设计时，正常情况下转盘直径应大于车辆的外形轮廓，以避免在转盘旋转时，由于地面不平或转盘变形，车辆框架剐蹭地坪，给事故埋下隐患。本次设计，由于整个主车间比较紧凑，根据工艺布置，两条过跨线中心距仅为6m，而车辆最大轮廓半径为7.8m，在布置如此紧张的情况下，轨道转盘车设计时无法满足转盘直径大于车辆最大外形的要求。因此本次设计时，仅考虑车辆的4个车轮全部落在轨道转盘车上，而4 个车轮全部落在轨道转盘车上需要的最小轨道转盘直径为6500mm，预留部分富余量，综合考虑轨道转盘车基础与相邻钢包车轨道基础设计，确定本次设计的轨道转盘车转盘直径为7m。

轨道转盘车采用的是地坑型式，其上轨道及盘面标高与地坪一致，采用环形轨道，轨道转盘车的主要技术参数如表1。

2.2 轨道转盘车走行控制

在轨道转盘车的运行过程中，为了保证设备运行安全，设计时需要考虑限位开关，通过限位开关的控制来实现定位和联锁功能。

2.2.1 旋转限位开关设置

轨道转盘车旋转走行设有3 组限位开关，分别为:

－90°位限位开关2 个，一个反馈停止位信号;另一个限位开关，当轨道转盘车往－90°方向旋转时反馈为减速信号，当从－90°往0°位方向旋转时，反馈为加速信号。

表1 轨道转盘车主要技术参数

0°位设置3 个限位开关，中间一个为停止位，左、右两侧各自都具有加速、减速功能。当从0°位往两侧旋转时，两个限位开关都反馈加速信号;当从两侧往0°位旋转时，两个限位开关都反馈减速信号。

+90°位限位开关2 个，一个反馈停止位信号;另一个限位开关，当轨道转盘车往+90°方向旋转时反馈为减速信号，当从+90°往0°位方向旋转时，反馈为加速信号。

2.2.2 转盘定位锁定系统限位开关设置

设置3 套转盘定位锁定系统，每个停止位1 套，采用电液推杆进行锁定。每套锁定系统设置2 个限位开关，一个反馈锁定信号，一个反馈解锁信号。

2.2.3 轨道转盘车旋转联锁功能说明

本次设计采用现场和远程两种操作方式，设置现场操作箱1 个，操作箱配置如下:

1)“操作权限选择”二位旋钮，用于就地和远程操作选择;

2)绿色指示灯:数量2 个，分别对应远程操作和就地操作，对应那种操作那个指示灯就亮;

3)红色蘑菇头“事故急停”按钮，用于事故时紧急停止。当按下时，对轨道转盘车的其它操作均无效。向外拉出解除;

4)带指示灯的“事故急停恢复”按钮，事故状态时指示灯亮;

5)轨道转盘车处于“0°位”绿色指示灯;

6)轨道转盘车处于“－90°位”绿色指示灯;

7)轨道转盘车处于“+90°位”绿色指示灯;

8)电液推杆推出到位绿色指示灯，3 套锁定定位系统共用1 个，显示轨道转盘车锁定状态;

9)电液推杆缩回到位绿色指示灯，3 套锁定定位系统共用1 个，显示轨道转盘车解锁状态;

10)“2 向5 位”操作摇杆:“慢速向－90°位方向”、“快速－90°位方向”、“0°位——停止位”、“慢速向+90°位方向”、“快速向+90°位方向”。

当轨道转盘车上无钢包车时，3 套锁定定位系统电液推杆收回到位，此时显示为解锁状态，允许对轨道转盘车进行旋转操作，否则，操作无效。

当轨道转盘车上有钢包车时，显示钢包车停止到位，3 套锁定定位系统电液推杆收回到位，此时显示为解锁状态，允许对轨道转盘车进行旋转操作，否则，操作无效。

轨道转盘车操作功能具体要求如图2 所示。

2.3 需要注意的几点事项

图2 轨道转盘车控制功能框图

1)为了尽可能减少钢包车对轨道转盘的冲击，轨道转盘车的环形轨道安装所要求的平整度比较高，本设计为±1mm。

2)轨道转盘车车轮采用无轮缘设计，在中心部位设计有固定立柱，转盘上设计4 组旋转轮组，旋转轮组在固定旋转柱上走行。

3)轨道转盘采用滑环供电，滑环安装在中心部位的固定立柱中。为了保证轨道转盘旋转时的安全，建议在转盘上设计钢包车限位装置，当钢包车到达预定位置时才允许轨道转盘车旋转。

4)为了降低钢包车开上轨道转盘车时对其的冲击，钢包车应在上轨道转盘车前减速至低速。

5)钢包车供电电缆卷筒建议布置在钢包车上，在钢包车旋转的近点侧的轨道转盘车基础外设置一个电缆导向装置，导向装置能跟随电缆的旋转而转动。

3 结束语

轨道转盘车在冶金企业中，由于受到总图布置的限制，冶炼区和连铸区或模铸区在垂直布置时，能安全地完成钢水转运，通过介绍太钢高铁用钢技术改造项目中所使用的轨道转盘车设计，希望能给设计人员提供一下有价值的参考信息。

［1］王成钊，滕炳娟，刘云岗等.井下运输762mm 轨道转盘的技术改造.有色设备，2012(1):38－40.

［2］郭金海.矿车转盘的设计和应用.山东煤炭科技，2015(9):118－119.

［3］段谦.轻型轨道变向转盘的结构改进.机械制造，1993(8):5－7.