Промышленная добыча полезных ископаемых неразрывно связана с железными дорогами. Начиная с самых ранних стадий развития горнодобывающей отрасли, проблема транспортировки больших объемов тяжелого материала показала, что ее решения развиваются в инфраструктуру железнодорожного транспорта, которую мы знаем сегодня.
Но если основные принципы железнодорожного транспорта остаются неизменными с момента их принятия на заре индустриальной революции, то обработка грузов, и особенно сыпучих находится в постоянном движении. Для ускорения разгрузки материала с разной степенью успеха были разработаны вагоны со сторонами или днищами, которые могут быть открыты, чтобы сбросить груз.
В настоящее время шведская специализированная компания по перевозке сырой нефти Kiruna Wagon разработала универсальный легкий грузовой вагон и метод разгрузки, который максимизирует полезную нагрузку, повышает эффективность транспортировки, ускоряет время выгрузки и снижает затраты на доставку на целых 15 процентов.
Kiruna Wagon использовала сверхвысокопрочные и износостойкие стали от шведского производителя SSAB для разработки своей системы Helix Dumper.
Мы разрабатываем систему с 2010 года, объясняет Фредрик Кангас, управляющий директор Kiruna Wagon.
«Нашему клиенту нужна была система, которая могла бы транспортировать железную руду со своего терминала в Швеции в Норвегию. Мы хотели, чтобы система была максимально эффективной и экономичной. Мы не могли бы поставлять это сырье без высокопрочных сталей», рассказал Фредрик Кангас.
Kiruna Wagon разработала концепцию роторной системы разгрузки, представляющую собой штопорный механизм опрокидывания вагона с автоматизированным отделением грузового отсека от шасси.
«Колесо захвата» на верхней части каждого вагона соединяется со штопором или «спиральной» конструкцией и постепенно наклоняет вагон до 148 градусов. Это позволяет раздавать полезную нагрузку из изогнутого кузова вагона, когда поезд продолжает движение через разгрузочную станцию, не теряя первоначальной скорости.
Механизм опрокидывания автоматически определяет полное опорожнение вагона и устанавливают его обратно на шасси. Нет необходимости останавливать поезд, что резко увеличивает скорость разгрузки, которая по утверждению Kiruna Wagon, может достигать 25 000 тонн в час - вдвое больше, чем у более обычных вагонов и разгрузочных систем.
Дизайнеры разгрузочной системы и вагонного парка использовали стали продвинутых высокопрочных марок Strenx и Hardox, разработанные SSAB. Обе марки закалены путем повторного нагрева, а затем быстрое охлаждены в воде, маслах или инертных газах под жестким контролем. Затем их отпускают, нагревая их чуть ниже их критической температуры в течение заданного периода времени и позволяя им остывать в неподвижном воздухе. В зависимости от продолжительности и интенсивности термических операций, определяется их окончательная твердость и пластичность.
Strenx и Hardox обычно используются там, где требуются более тонкие, более прочные стали и те, которые обладают высокой устойчивостью к истиранию - например, ковши экскаватора, дробилки минеральных пород, оборудование для сноса, мобильные краны и вагоны для перевозки грузов.
Strenx - это передовая высокопрочная конструкционная сталь и используется как для изготовления спиральной конструкции, так и для самого вагона, в ребрах жесткости, которые окружают корпус транспортного средства. Стальная плита Hardox использовалась при формировании криволинейной структуры самого вагона. Это обеспечивает значительно повышенную износостойкость без увеличения толщины листа, что позволяет команде дизайнеров обеспечить легкий, но надежный универсал.
Мы не могли бы реализовать это решение без высокопрочных сталей, говорит Кангас.
«Это было бы просто невозможно. При вращении между вагоном и шасси существуют огромные динамические и крутильные нагрузки. Нам нужна высокая прочность для этого уровня несущей способности и износостойкости при абразивности грунта. В нашем дизайне очень мало ребер жесткости и совсем немного сварных швов».
Разработав инновационную систему Helix Dumper, Kiruna Wagon выиграл Международную шведскую стальную премию 2017 года, которую Кангас описывает как реализацию «мечты».
И это решение вовсе не связано с теми, кто работает в горнодобывающей и горнодобывающей промышленности. Вагон-самосвал Helix может быть столь же эффективным в любом предприятии, где большие, абразивные, сыпучие грузы транспортируются по железнодорожной сети.
«Большой интерес к системе был проявлен со всего мира. Существует много разных приложений, но мы ожидаем большего количества заказов от горнодобывающих и горнодобывающих отраслей», - резюмировал Кангас.