2022年11月14日
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作为将钢板转化为冷轧和热轧高强度钢卷材和板材的副产品,位于瑞典宝林的SSAB带钢轧制厂要产生大量重型废钢。该钢厂收集了这些重型废钢,并用铁路开顶货箱运输——一种重型开顶货箱。最终列车将废料运送到位于瑞典北部Luleå的SSAB工厂,回收制成新的钢板。
SSAB物流部门希望改进Luleå钢厂的废钢卸料过程。现有的方法需要一台起重机将废料从铁路货车转移到翻斗车(自卸货车)上,然后将货物运到工厂的废料场。该过程每周花费33个工时。
新方法目的是避免使用起重机和翻斗车,转而使用工厂现有的叉车卸下车载式废料集装箱,然后可以直接倾倒到Luleå废料场。
制造设计是关键。必须尽量减少焊缝和所需零件的数量。该设计还需要优化每块钢板的使用,以减少废料。而且设计必须坚固、经济。
SSAB产品工程部的任务是提供包含详细信息的制造和装配图纸,这些图纸用于集装箱钢制造的报价(RFQ)。
在铁路货车两节车皮长度相同的情况下,每节车皮三个集装箱的设计比四个集装箱的方案能容纳更多的废钢。
与所有项目一样,无论是对于内部客户还是外部客户,产品工程部都使用自己独创研讨会方法,基于SSAB ONE精益原则,全面收集并整理所有利益相关者的意见。其中包括在如下场合进行作业的操作人员:废料产生、收集和铁路货车装车,以及废料接收,将集装箱从铁路货车上卸下并在废料场倾倒。Green Cargo,铁路公司,也是设计过程的关键参与者。
SSAB产品工程部探索了两种不同的设计方法:1)制造三个尽可能大的铁路货车集装箱 2)制造四个同样适用于相同长度铁路货车的集装箱。双方都决定采用三集装箱方案,因为这样可以最大限度地提高载重能力。
产品工程部的第一个概念经历了多次迭代,以满足项目的所有要求,包括四种不同负载工况的有限元方法(FEM)分析。
在四种不同载荷工况下废钢集装箱的有限元分析。
改变集装箱的前壁以优化倾倒过程。接着,集装箱框架根据Green Cargo的铁路车厢规格进行了调整。迭代之后,产品工程部选择了矩形管组成的框架结构,以简化结构并降低重心。
在最终设计确定前探讨的两个框架概念——请见下列图片。
左图:最终框架设计。右图:集装箱叉车插槽局部视图。
为了承受重型废钢的冲击,集装箱的壁板选用了Hardox® 500 Tuf耐磨板。该设计针对其所有部件采用8 mm钢板,减少了制造每个集装箱所需的板材数量,并简化了订购和库存环节。
最终组装好的废钢重型集装箱的图纸。
背板和侧板视图。经济型集装箱最大限度地提高了工厂和铁路的货运处理效率。
从集装箱的初始草图到用于制造报价的完整技术文件的工程设计,整个过程用时不到六周。通过与所有利益相关者的持续双向沟通,SSAB PDE能够全面收集所有必要的细节,从而节省了时间和避免工程返工。
产品工程部保证了原型制作的库存供应,还在报价过程和集装箱制造期间向采购团队提供了技术支持。
集装箱套件由波兰Oborniki的SSAB钢铁服务中心制造。产品工程部详尽的制造文件,加上Oborniki中心的高水平专业经验和最先进的制造设备,使所有组件都能在严格的公差范围内及时制造。然后将集装箱套件送至波兰的制造商,使用产品工程部的组装文件进行最终组装和焊接。
"从铁路货车到Luleå废料场的废钢处理过程从每周33小时变成每周7小时,同时不再需要使用起重机和翻斗车,"SSAB采购 / 战略部的Hans O. Andersson说道。" 估计每年可节省140,000 美元。该新型自卸车还将一台Luleå的起重机腾出来用于其他用途。"
“因为卸下废钢要快得多,所以早上到达的货车可以在当天晚上重新返回,从而最大限度地减少往返时间。”
"运输集装箱概念可用于废料以外的材料,"Andersson说道。"它同样适用于运输用于回收的电热塞和SSAB宝林钢厂的许多其他副产品。"