我国铁路发展“提速”推动钢铁产业升级
2007-08-03 来源:《冶金管理》 作者:中国钢铁工业协会市场部 董志洪 浏览次数:笔者在包钢轨梁厂工作期间,参加了我国的第一支60公斤/米钢轨的试制和钢轨的全长淬火实验研究,该厂生产的50公斤/米、60公斤/米钢轨和钢轨的全长淬火实验研究曾获得国家金奖和部级成果二等奖。为超前研究我国高速铁路用钢轨生产技术,鞍钢、攀钢、包钢和武钢的大型厂克服了国外对我国技术封锁造成的困难,成功地进行技术改造,引进万能轧机和长尺工艺。现在这些生产线,除武钢在建外,均已顺利建成投产,为我国高速铁路的建设提供了大量合格钢轨。这些年来我感到欣慰的是我国钢轨生产,通过我们几代人的努力,终于赶上了当今世界水平,我国也终于有了自己的高速铁路。
一、世界高速铁路的发展情况
高速铁路我认为也应称为高技术铁路,因为高速铁路是个庞大的系统工程,它是集钢铁冶金、机械加工、车辆制造、电子技术、自动化控制技术、电力牵引技术等学科的成果,是一个国家技术经济综合实力的代表。
自1825年9月27日世界上第一条铁路诞生以来,在长达180年里,几乎所有国家在实现工业化的进程中,普遍重视铁路建设。目前,全世界铁路营业里程达130万公里,遍及100多个国家。
上个世纪六十年代,以日本新干线、法国TGV为代表的高速铁路投入运营以来,以安全可靠、技术创新、优质服务为标志的高速铁路开创铁路发展新局面,其突出特点是:高速、高效、安全和舒适。高速铁路的成功,有力地促进了世界经济的增长和社会进步,高速铁路的技术已被世界所认可,也认识到它对经济发展的巨大作用,使高速铁路不仅在欧洲、亚洲得到迅速发展,而且在美洲和澳大利亚也在建设中。
1964年10月1日日本建成了世界上第一条高速铁路——东海道新干线,其后相继完成了山阳、东北、上越、北陆、山形、秋田等新干线,形成了2325km的新干线网,并且还有新建新干线和改造既有线的计划;韩国、中国台湾正在建设高速铁路,将投入运营;印度也在开展高速铁路建设的前期工作。
截至2005年末,欧洲高速铁路已有3925km投入运营,预计2010年将达到6000km。欧洲高速铁路始于法国1981年开通的巴黎—里昂(410km)线,接着1989年开通TGV大西洋线(280km),1993年开通TGV北方线(332km),正在建设中的TGV东方线将于今年完工。在德国,汉诺威—维尔茨堡(327km)和曼海姆—斯图加特(100km)于1991年投入运营,汉诺威—柏林(263km)1998年投入运营(其中有170km的高速区段),从科隆—法兰克福开通ICE高速运营后,大大缩短了法兰克福—科隆的运行时间。意大利的罗马—那不勒斯(210km)始建于1994年,米兰—博洛尼亚于2006年开通,同时意大利已制定了一项高速铁路网长期发展计划,将用2条重要的T型轴线构建路网。西班牙在新建马德里—塞维利亚(471km)高速线取得巨大成功后,又建设马德里—巴塞罗那(620km)第二条高速线。比利时和荷兰等国也正在建设高速铁路。除了西欧各国正在建设高速铁路网,东欧、南部欧洲各国也在积极进行中。美国也开始制订发展高速铁路的规划:美国加利福尼亚州已决定在州内建设1131.3km长的高速铁路;佛罗里达州则通过立法准备在州内建设匹兹堡—坦帕—奥兰多的高速铁路。到2005年底,全世界已经建成并投入运营的高速铁路国家有10个,线路总长6393km;在建高速铁路 16条,总长度达到3165km。
日本高速铁路设计时速一般为250—260km,实际运营时速为220—240km,法国早期高速铁路设计时速为300km,实际运营速度270—300km,近期修建的北方线和东方线设计时速为350km,实际运营速度已突破300km。西班牙、韩国、中国台湾高速铁路的设计时速都是350km,为运营速度突破300km作准备。
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二、世界重载铁路发展情况
随着世界经济的快速发展,对大宗货物的运输问题,成为各国提高竞争力的主要途径。各国纷纷研究重载铁路和发展重载运输。在重载运输方面,美国、加拿大、澳大利亚、南非、巴西、瑞典等国早在上个世纪初就开发了有关专有技术和机车,极大地提高了铁路劳动生产率。俄罗斯、印度等一些大国在重载运输方面并已取得良好的效果。
目前世界上重载铁路最大轴重已达35.7t,正在积极研究39t轴重的可行性。目前美国、加拿大、澳大利亚等重载铁路的轴重普遍达到32.5t-35.7t;瑞典、巴西的重载列车轴重已提高到30t;南非重载列车轴重提高到了26t(窄轨);俄罗斯正在将重载货车轴重提高到 27t,并加紧研究35t轴重的轨道部件。
重载列车牵引质量普遍在2万t左右。美国、加拿大等重载单元列车牵引质量普遍由1.5万t向1.8万t发展。南非、澳大利亚的重载单元列车牵引质量已超过 2万t。澳大利亚BHP重载铁路已进行重载8.2万t铁矿石的重载单元列车试验。
三、我国铁路的基本情况
至2005年末,全国铁路营业里程75438km,其中国家铁路62200km,按国土面积计算的每万平方公里路网密度为75.58km;复线里程25566km,复线率 33.9%;电气化铁路里程2015lkm,电气化率26.7%;重载铁路里程8830km。
按照我国铁路发展规划预计到2020年,将建成京沪高速铁路、北京—沈阳—哈尔滨(大连)、北京—广州—深圳、上海—杭州—长沙、徐州—郑州—兰州、青岛—太原客运专线;建成以客为主的上海—武汉—成都和杭州—宁波—厦门快速客运通道,初步形成以北京、上海、广州、武汉为中心,以京沪、京广、京哈、陇海、浙赣、青太、沪汉蓉及杭甬厦“四纵四横”客运通道为骨架,以相关客货混跑线路为连接线,总规模达到3万公里的快速客运网。此外,以环渤海圈、长江三角洲、珠江三角洲为重点地区,建设城际客运铁路,逐步形成城际快速客运系统。
根据我国铁路中长期铁路发展规划:规划“四纵四横’’铁路快速客运通道以及三个城际快速客运系统,建设客运专线1.2万公里以上,客运速度目标值达到每小时200km及以上。
“四纵”:北京—上海高速铁路,北京—武汉—广州—深圳客运专线,北京—沈阳—哈尔滨客运专线,杭州—宁波—福州—深圳客运专线。
“四横”:徐州—郑州—兰州客运专线,杭州—南昌—长沙客运专线,青岛—石家庄—太原客运专线,南京—武汉—重庆—成都客运专线。
三个客运系统:环渤海地区、长三角、珠三角城际客运系统。
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四、我国铁路用钢情况
1.钢轨、道叉用钢
我国的钢轨通过多年的技术改造和设备更新,已具备为高速铁路供货能力,根据我国高速铁路的设计要求,主要采用60公斤/米钢轨和专用道叉。我国的重载铁路采用的是75公斤/米钢轨。
2.机车车辆用钢情况
走行部分主要是车轮、轮箍、侧架、摇枕、车轴及轴承用钢,对性能的基本要求是高强度、高韧性、高纯净度、高耐磨性和高加工精度。
车体用钢主要是耐候钢板、乙字钢、冷弯型钢。车体用钢重点解决高强度、高耐蚀性、高焊接性能和轻型化问题。
轻型化问题应视为造车用材采用耐大气腐蚀钢之后的又一次技术革命,比较有成效的是采用冷弯型钢,用H型钢代替普通工字钢也是有效的途径。车辆用耐候钢板系低合金耐大气腐蚀钢,含碳量小于0.12%,合金元素主要有铜、磷等。
3.铁路桥梁用钢
铁路桥梁用的H型部件均采用中厚钢板、工字钢和角钢铆焊而成,约占桥梁构件的80%。
目前正在建设的客运专线和拟建中的高速铁路将大量使用动力分散型的动车组,我国采取技术引进和国产化相结合的方针:第一步从国外引进整车,主要来自加拿大的庞巴迪公司、日本的川崎重工、德国西门子和法国阿尔斯通公司等;第二步从国外引进全部零部件在国内组装整车;第三步从国外引进国内还没有能力制造的零部件,国产其他配套零部件,在国内组装整车;第四步引进少量关键零部件,大部分零部件国产,部件国产化先易后难,逐步提高国产化率。
动车组使用轻型化的铝合金结构车体。车体用铝合金型材有:大型挤压型材、大型中空挤压型材、铝合金蜂窝板等。目前德、法以及日本的高速列车均广泛采用中空铝合金挤压型材,并通过各种措施降低客室内装饰材料及各种部件的重量,从而大大降低列车的重量,使得高速列车能够速度更高、载客量更大、对轨道的作用力更小。
五、铁路提速后对钢铁行业提出了哪些问题
铁路提速标志着我国铁路运输迈进了世界高速铁路运输的行列,随着我国铁路的发展,给我国钢铁行业提出的问题是:1.能否在最短的时间内,使高速铁路车辆和线路所用钢铁部件国产化。如空心车轴、低噪音车轮、高强度轻量化车体结构用型钢;2.国产的钢轨如何保证性能和质量的稳定性,保证高速列车的行车安全;3.根据铁路车辆轻型化的要求,我们钢铁行业能否开发出比铝合金强度更高更轻的车辆专用钢种,这对钢材生产技术的要求很高。车辆轻型化是铁路高速发展的要求,据有关资料介绍,车辆自重减少10%,可节约能耗3%—5%,提高运力6%左右,对提高铁路运输效率和效益潜力很大。
铁路用钢是一个巨大市场,今后几年又是我国铁路大发展的关键时期,我们能及时抓住机遇,加快研究开发铁路用钢,就能占领高速铁路用钢这块市场,为国民经济发展做出贡献。