1、我国铁路正在实现跨越式大发展
为了加快我国铁路交通现代化的进程,铁道部提出了跨越式大发展的思路。中国铁路在1997、1998、2000和2001年先后4次大规模列车提速的基础上,2004年4月18日又进行了第5次大提速,提速网络基本覆盖了全国铁路主要干线,提速线路里程新增3000km,时速160km以上线路里程增加到6400多公里,其中新增的最高时速200km线路达到1812km。铁道部还计划在2005年进行第6次大提速,届时,部分干线的列车平均运行时速将超过200km。同时,我国时速在200~300km之间的高速轮轨铁路的建设也在积极筹划。
另一方面,我国铁路的投资规模也大幅上升,仅2004年,铁道部计划安排大中型续建项目35项,计划新线铺轨859km,投产1680km;复线铺轨290km,投产140km;电气化投产559km。宁西线西合段、宁启线、粤海通道、胶新线、宝兰复线、朔黄线等16个项目将建成。已经开工建设的铁路中,有青藏铁路、渝怀铁路等。与此同时,铁道部还将加大既有线改造力度。加快推进大秦线扩能改造,实现今年1.5亿t的输送目标。加快胶济电化、徐郑电化、浙赣电化、武九线扩能改造、兰武复线等项目建设,如期高质量完成技改任务。抓紧满洲里、绥芬河、二连浩特等口岸站扩能改造收尾工程,为口岸运输“大进大出”创造条件。
铁路建设跨越式发展必然造成新造铁道车辆的增加,根据铁道部2003年铁道统计公报显示,全年机车车辆购置投资完成167.55亿元,购置机车805台,客车1431辆,货车26991辆。
作为机车车辆关键部件的车轮产品,在列车运行中起承载、传递动力以及制动等作用。新造机车车辆的增加加大了对车轮产品的需求。
2、目前我国车轮产品供需矛盾突出
根据铁路物资部门提供的数据统计,2005年我国新造机车车辆预计对车轮产品的需求约为70~80万件。由于历史原因,按平均时速不超过80km设计制造的带辐板孔840D货车车轮,是我国铁路目前在役数量最多的车轮,约为350多万件。铁道部组织的调查表明,在役带辐板孔840D货车车轮中,至少有50多万件存在不同长度的裂纹,对铁路货车运输安全构成严重威胁。所以,在我国铁路不断提速的形势下,为确保行车安全,在役带辐板孔840D货车车轮必须逐步淘汰。按每年替换30万件计算,需10年左右才能完成。
所以,从2005年开始,我国铁道机车车辆对车轮产品年需求量在100~llO万件以上。
我国目前客货列车车轮的生产厂家有3家:马钢车轮轮箍分公司、大同爱碧玺铸钢车轮厂、太重车轮厂。马钢是我国车轮的主要生产厂,并且是我国唯一的时速超过120km的客车车轮生产厂,是由邓小平同志决策,于20世纪60年代初建成的我国第一家、且规模最大的火车辗钢车轮轮箍制造厂。40年来,马钢车轮轮箍公司向国家提供了1500余万件火车车轮轮箍产品。近lO年马钢车轮轮箍生产线进行了大规模技术改造,建成了世界最先进的车轮生产线,公司拥有世界先进水平的产品设计技术,目前其生产能力约为40~50万件。大同爱碧玺公司是大同机车厂和美国合资建设的年产20多万件的铸钢车轮厂,其产品仅用在平均时速不超过lOOkm的货车上。太重车轮厂是太原重型机器厂从加拿太引进二手设备建设的辗钢车轮厂,其生产能力不超过10万件。
我国目前客货列车车轮的3个生产厂家年生产能力不超过80万件,而我国铁路机车车辆对车轮产品年需求超过100万件。虽然铁路物资部门加大了进口车轮的力度,各车轮制造厂也在努力扩大产能,并且马钢正在准备花3年时间再建设一条车轮生产线,但远水解不了近渴,当前我国车轮产品供不应求的矛盾仍然十分突出。
3、我国车轮产品急需技术创新
随着我国铁路现代化进程的加快,铁路运输的高速重载将是铁路发展的主要方向。研究结果表明,列车运行速度超过120km/h后,列车的动力学条件发生显著变化,另外随着列车载荷和运行速度不断提高,列车运行的噪音特别是车轮和钢轨接触摩擦的噪音也越来越大。现在人们的环保意识日益加强,解决铁路噪声污染的要求变得越来越迫切,安装低噪声车轮、降低铁路噪声被认为是投资少、效果好、易于维护的一种有效方法,应用最为广泛。铁路大提速对提速车轮尤其是时速超过200km的高速车轮、重载车轮、低噪音车轮需求越来越迫切。
高速车轮、重载车轮和低噪音车轮属于典型的高技术含量高附加值产品,国际市场售价是普通车轮的3倍以上。专家估计,5年以后,我国高速车轮、重载车轮和低噪音车轮年需求量将超过1万件。如此大批量消耗性产品,不可能也不应该大规模依赖进口。高速车轮、重载车轮和低噪音车轮是尖端科研产品,各国对此方面的技术研究高度保密,所以如何适应铁路大提速,开发自有知识产权的高速车轮、重载车轮和低噪声车轮是摆在我国车轮制造业和有关研究人员面前急迫的任务。
经过近40年的车轮生产技术的研究,以及马钢、北京科技大学、铁道科学研究院、钢铁研究总院等单位的产学研合作,马鞍山钢铁股份有限公司已经基本掌握了时速200km以下客货列车车轮的制造技术和应用特性,但以现有的技术储备制造时速200km以上的高速车轮和重载车轮还有许多研究工作要做。低噪音车轮的研发,在我国更是尚处于起步阶段,有更长的路要走。
随着铁路提速战略的不断实施,高速轮轨铁路技术也将以其高速度、低成本、技术成熟、兼容性好、国产化程度高等众多的优势成为我国未来高速铁路网规划和建设的骨干技术。所以必须加快高速车轮、重载车轮和低噪音车轮的研发,以满足我国铁路现代化建设越来越大的需求。