首钢国际工程公司多年来一直致力于铁水运输新技术的研究，注重理论联系实际，成功研发了拥有自主知识产权的准轨异型大容量罐车运输铁水系统与工艺（专利号zl200710120096），经过首钢京唐钢铁厂近半年的运行，生产实践表明该系统在节能减排、环境保护、经济效益等方面效果优良，具有广泛的推广价值。
1“一包到底”铁水运输新技术研究背景
作为钢铁厂生产大动脉的铁水运输系统，按照其发展的历程，主要经历以下几个典型过程：1）高炉—>受铁罐—>混铁炉—>兑铁包—>转炉的模式；2）高炉—>受铁罐—>兑铁包—>转炉的模式；3）高炉—>鱼雷罐车—>兑铁包—>转炉的模式。第三种模式是目前大中型钢铁厂较为普遍采用的生产组织模式。
鱼雷罐车铁水运输是在普通敞口罐铁水运输方式的基础上发展起来的一种先进的铁水运输方式。由于该方式具有机动性能好、操作连贯、灵活、保温性能好、稳定性好等优点，而且还具有铁水预处理、调整铁水温度、成分、重量以及缓冲等功能，同时取消了混铁炉及其配套设施，因此，得到了普遍的推广。尽管该运输方式有很多优点，但与现代冶金工艺所追求的高效益、低能耗目标比仍然存在差距。一方面，鱼雷罐车运输方式虽具有三脱(脱硫、脱磷、脱硅)的功能，但不能实现全量三脱，三脱效果较差、效率低。另一方面，需建设倒罐坑，增加倒罐工序环节，工序环节多，投资大，生产效率低。再者，环境条件没有得到根本改善，能耗仍然较高。
为了克服鱼雷罐车铁水运输环节多、生产效率低、热损失大、能耗高、三脱效果较差、一次性投资大、运行成本高等问题，首钢京唐钢铁厂采用了在1435mm标准轨距上运输铁水的“一包到底”工艺技术。
2“一包到底”铁水运输技术的研究过程
2.1“一包到底”的定义
采用一种具备铁水的承接、运输、缓冲贮存、铁水预处理、转炉兑铁、铁水保温等功能的包（罐），将高炉出来的铁水，在经过必要工艺流程处理后，以不更换铁水包的生产组织模式，直接兑入转炉内，该冶金流的工艺过程称为“一包到底”铁水运输技术。
2.2“一包到底”铁水运输技术的研究过程
根据首钢京唐钢铁厂炼钢采用300ｔ转炉、炼铁采用5500ｍ3高炉，铁水运输设备必须与转炉匹配，确定采用额定载重300ｔ铁水包车运输最为经济合理，为此，首钢国际工程公司经过考察调研国内标准轨和国外宽轨铁水运输的包车情况，通过温降分析、投资分析、运营成本分析、效益分析以及铁水车、铁水包和轨道的优化研究和测试，提出在首钢京唐钢铁厂采用在1435mm标准轨距上运输最大直径5190mm、最大高度6150mm，额定载重300t异型大容量铁水包的“一包到底”铁水运输方案。
首钢京唐钢铁厂铁水运输包车图
3“一包到底”铁水运输技术的应用
截止到2009年9月22日，京唐钢铁厂1号高炉累计出铁1170次，共运输铁水4412罐次，目前采用一包一拉的生产运输组织模式，铁水包车从高炉向该包出铁完毕到将铁水包车运输至炼钢铁水跨，周期为15-18min，根据大量统计数据，采用计算机软件拟合出重铁水包温降曲线函数显示，在该过程中的铁水温降为10-15℃，最大限度的提高了铁水脱硫扒渣前的温度。为铁水的后续处理提供了先天性条件，特别是铁水包增加保温盖以后，铁水的温度在较长的时间内得到有效的保持。
首钢京唐钢铁厂重铁水包温降曲线函数
先进的信息管理系统为铁水运输系统安全、稳定运行提供后勤保障。一包到底信息化主要包括车站、道口信号控制系统、铁路机车无线作业系统、信号电缆绝缘测试系统、调车作业计划智能编排系统、车号自动识别系统、铁水包车实时跟踪系统等，各子系统信息在统一的平台上进行处理、决策、记录、分析和管理，使得日常操作更加简单，管理更加方便。
首钢京唐钢铁厂铁水包实时跟踪系统界面
4“一包到底”铁水运输技术主要技术特点
在铁水车、路基、轨道、道岔均能满足生产的情况下，对运输生产组织和无线遥控机车开展细致的分析，特别是在线脱硫、脱磷、脱硅工艺，在铁水包进入炼钢车间后，直接在铁水包里进行脱硫、脱磷、脱硅，减少了生产环节。
因此，采用高炉铁水罐和炼钢铁水包共用的“一包到底”技术，将高炉铁水的承接、铁水运输、铁水预处理等几大功能集为一体，与传统的鱼雷罐车运输相比，其创新点如下：
1）省去铁水倒罐作业工序、简化生产作业，缩短工艺流程；可使炼钢车间布置紧凑合理，与混铁车倒罐相比，减少炼钢厂房占地面积约1150m2。缩短大型天车的吊运距离，加快生产节奏；
2）减少一次混铁车在倒罐站里向铁水包注铁的倒运过程，避免了该过程铁水损耗和铁水温度损失、节约了注铁过程的能源消耗，对双联炼钢有利于脱磷炉多吃废钢和块矿。
3）采用“一包到底”铁水运输技术，可避免混铁车在倒罐站里向铁水包注铁的倒运过程产生的烟尘污染，按照其它钢铁厂倒罐站除尘量计算，可减少烟尘量960000m3/h，每年可减少烟尘排放约4700t，基本解决炼钢厂内的石墨飞尘污染，环保效益好，有利于钢铁厂清洁生产。
4）由于取消了从倒罐坑内吊运铁水包，炼钢厂房加料跨450t铸造天车主钩吊运铁水的起升高度可减少10m左右，缩短了调运时间，加快了生产节奏。
5）采用“一包到底”代替鱼雷罐运输铁水，不但可降低倒罐站一次建设投资，同时可降低生产运行费用。
6）从运输设备（原鱼雷罐、倒罐站和铁水包，统一采用铁水包）的角度比较，同比320t鱼雷罐车，至少减少10个铁水包，节约投资大约1000万元。
采用“一包到底”铁水运输技术也充分体现了短界面衔接、在线运输、在线生产的理念。
5“一包到底”铁水运输技术的经济效益和应用前景
首钢京唐钢铁厂总图运输技术经过近半年的生产实践验证，总图布置经济合理，设备运行稳定可靠，其各种运输设备的性价比均非常经济，“一包到底”铁水运输技术同与鱼雷罐车运输比较，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
1）工程投资，采用“一包到底”工艺取消了炼钢倒罐站、抬高高炉台面、减少铁路运输设备、铁路线路等方面进行系统比较，一次性节约工程投资大约1500万元。
2）生产运行费用，采用铁水“一包到底”技术，炼钢车间减少鱼雷罐旋转、铁水包提升，以及倒罐站除尘风机运行等设施，每年减少生产运营费用约4220万元。
3）减少定员，取消倒罐站和采用无线遥控机车，减少定员72人。
4）环境效益，根据实测数据，“一包到底”运输技术，脱硫之前铁水温度约为1430±20℃，同比迁钢鱼雷罐运输铁水，经倒罐站注入铁水包的铁水温度约1360±10℃，提高铁水温度70℃。按照898万t/a铁水量计算，每年可节约16.85万t标煤。
5）由于避免了铁水倒罐作业，每年可减少烟尘排放约4700t，基本解决炼钢厂内的石墨飞尘污染，环保效益好。
“一包到底”铁水运输技术可在新厂建设、旧厂改造中大力推广应用。
6“一包到底”铁水运输技术的研发团队
首钢国际工程公司在首钢京唐钢铁厂“一包到底”铁水运输技术设计研究过程中，形成了以公司副总经理、教授级高工张福明为核心，以文彬、向春涛、范明皓、王金美、李勇、张德国等首钢技术专家为支撑的研发设计团队。该团队拥有雄厚的理论积淀和丰富的实践经验，系统掌握了铁水运输工艺技术，为“一包到底”铁水运输技术的研发提供了坚实的基础。
该团队成员在项目立项、调研、研制等各个环节都兢兢业业，做了大量细致入微的工作。特别是铁水包车运行的稳定性，是本项目研发的重点，也是难点。项目攻关团队根据300t铁水包的外形尺寸，开展对铁水车2种方案的设计，分别为配置12轴和16轴铁水车，其结构、尺寸各有优缺点。最后，通过利用计算机模拟技术，分别对2种车型进行模拟计算、受力分析、运行稳定性分析等，结果显示配置16轴铁水车各种主要指标优于12轴铁水车。另外，铁水运输系统的轨道、路基、道岔的研究过程非常复杂，团队成员加班加点解决问题，攻克了难关，实现了系统创新的全面成功。（撰稿人：范明皓）
