0 引言

冬季铁路煤炭运输受气温变化、煤炭属性、车型车种、防冻液质量、喷洒作业程序、装车组织、运输卸车组织等因素影响，易发生冻结，难以卸车，严重影响企业效益和车辆周转[1]。多年来，铁路相关部门和装车企业主要通过提前组织部署、强化设备整治、严控防冻液质量、规范作业程序、抓好卸车组织、优化运输组织、严格责任考核等措施开展防冻车工作。准能煤炭经销公司所属肖家煤炭集运站主要担负准能集团外购煤和力量煤业大饭铺煤矿自产煤装车发运任务，因其煤炭含水量高（平均13%）、煤泥分离不彻底、万吨单元列车分批装车、待取待挂待送时间长、配空不当，防冻车任务艰巨。通过探索和实践，本文主要从我站防冻液配比质量和喷洒工艺优化两个关键环节入手，论述如何解决高风险货源的防冻车问题。

1 装车企业面对冻车高风险煤种的管控难点

1.1 防冻液配制没有统一的技术标准，产品性能相差较大

目前，防冻液已成为煤炭在铁路运输过程中防冻车的重要手段。合格的防冻液不但具有优良的防冻效果，而且无毒或低毒、对车辆无腐蚀、避免造成环保问题[2]。随着防冻液在山西、陕西和内蒙古等地的大范围推广使用，通过市场调研由于没有统一的配制标准，大多数防冻液产品原料单一，配比不合理，单一追求冰点指标，忽略粘度、金属腐蚀性及皮肤刺激度要求，金属腐蚀性强、环境污染严重，产品性能相差较大，极易造成环境污染、冻车，影响运输效率，成本居高不下[3]。

1.2 防冻液喷洒成套设备工艺陈旧，对高含水、高煤泥掺比煤种防冻效果不明显

《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》（TB/B 3208-2008）规定：散装颗粒货物装车前，要将防冻液喷洒于空车底部、四面车帮内侧；装车时向货物中喷洒足量的防冻液[4]。经调研山能重装泰安煤机公司，其在国内自主建设的200余座快速定量装车站均采用空车车厢内壁和缓冲仓入料口喷洒工艺，尤其分布于新疆、陕西、山西、内蒙古等北方严寒地区的装车站占120余座，占比近60%。

空车车皮均匀喷洒位距溜槽装车位约有24m间距，车辆行进用时约94s，在此期间车厢内壁已喷洒的防冻液因挂壁效果不佳滑落并从车底排水孔流出，侧帮内壁与煤层端面间的防冻有效率不足70%，极易形成兜状冻结板块；车底板无汇水功能，C80车辆底板前端约有8m2区域受瞬时落煤急速冲击将原已脆弱的防冻液覆盖层再次冲散向后延展，该区域成为无防冻功能的空白区，极易形成约30mm厚冻结板块，如图1所示。此类问题，绝大多数防冻液喷洒成套设备均无法有效解决。

图1 煤炭车厢内粘帮粘底图

2 采用的研究方法及技术路线

铁路运输防冻液具有降低溶液冰点的作用，可以使冻煤间冰晶溶解热降低、结晶力减弱，使冰晶呈针状、丝状的多晶集合体，使冰块的坚固性大幅降低，在运输过程中使煤和煤、煤和车厢内表面的冻结力度减少，即使在很低的温度下运输只需翻车机正常的振动频率作用即可翻卸干净煤炭[5]，也解决了冬季煤炭冻车的困难，提高生产效率。

2.1 高性能防冻液配制方法研究

防冻液主要由降凝剂、缓蚀剂及辅料等组成。根据使用条件和沿途预设最低温度不同，按照一定的比例将其与水充分混合、溶解、搅拌并沉淀。降凝剂的主要作用为降低溶液的冰点，分为有机型和无机型两种，也是防冻液最主要的溶质；缓蚀剂的主要作用为减少溶液对配制设备、储液设备、喷洒设备、输液管路、火车车厢和钢轨等的腐蚀，延长设备使用周期；辅料的主要作用为微调pH值、粘度等指标。

本次配制方法探究通过理论研究、实践总结、实验对比分析、检验检测、现场应用的模式开展工作。

①考虑到生产成本的关系，选用价廉易得的无机型CaCl2为降凝剂，试验过程如表1。由该表可以看出随着氯化钙含量的增加冰点也随之降低，其降低冰点的能力是特别明显的，当氯化钙含量达到40%左右时冰点在-50℃左右，效果最佳。当氯化钙含量继续增大时冰点却随之上升，呈相反态势，溶质随之析出，所以并不是氯化钙含量越高越好，同时也要综合考虑沿途最低温度，控制好氯化钙占比，避免造成成本上的浪费。采用氯化钙作为防冻液溶质存在的主要弊端是对金属具有一定的腐蚀性，需要进一步添加缓蚀剂等材料。

表1 CaCl2冰点测试表氯化钙（%） 冰点（℃） 氯化钙（%） 冰点（℃）25 35 37 40 42 44

文章来源：《煤炭高等教育》 网址: http://www.mtgdjy.cn/qikandaodu/2021/0510/444.html