论文部分内容阅读
焦炭码头公司是天津港焦炭出口装船的专业企业，作为一种重要的冶金原料，不同的冶炼设备对焦炭粒度范围有着严格的要求。其中焦炭的粒度在30—120mm范围的称为常规粒度焦炭。采用连续化装船系统或30／40t门机抓斗装船，均可以达到很高的效率。但焦炭粒度在120mm以上时，我们称为大粒度焦炭，由于大粒度焦炭耐受冲击、挤压能力低，容易发生破碎影响货运质量，因此生产工艺要求禁止使用抓斗进行抓取作业。我公司根据生产需要采用铁货斗进行装船。但传统的大粒度贷斗采用倾斜卸料方式，为保证大粒度货斗卸料时能够倒净，贷斗要有倾斜斗底，型深受到限制，水平截面较大，从而使货斗在进出舱口和倾倒焦炭时容易与船机发生碰撞，并且由于货斗宽度大，造成运输极其困难；作业时回转、卸抖动作缓慢，严重影响装卸效率。
一、研制新型大粒度装船属具的基本思路
几年前，对大粒度焦炭装船作业过程进行过跟踪测试。从统计结果看，采用传统大粒度作业方式，每个循环用时约为246秒，装载机喂料环节平均约100秒占40.65％、舱内倒料约35秒占14.27％，回转时间约96秒占39％、其它约15秒占6.1％。由于门机技术性能的固有性，因此，要想提高大粒度焦炭装船效率，就必须从装载机喂料，舱内倒料两个环节入手，研制一种全新的适应大粒度焦炭装船作业的属具。
传统的大粒度焦炭装船工艺所采用的铁货斗如图1所示，
斗体为四棱台型，一般使用槽钢做骨架，面板为Q235钢板。斗体边框长边一设四只吊点，借助两根吊杠连接门机的两根开闭绳或两根起升绳。装卸作业时，装载机由斗体长边方向喂料。装载后四绳同时起吊，到达卸料位置时，单绞两根开闭绳，使斗体倾斜卸空。使用中存在着不少影响效率的问题。如：铁货斗采用倾斜卸料方式，为保证货斗卸料时能够倒净，短边边框必须具有较大倾角，一般斗侧边框与斗底延长线的夹角在30°左右。为保证大吨位门机的装卸效率，要求货斗具有足够的斗容，但由干边框倾角的限制，斗容增加使货斗的水平截面尺寸增加较多，进出舱口时容易发生磕碰。
此外，由于卸料时焦炭向一侧倾倒，货斗要保持动量守恒，将产生反方向运动，从而产生较大晃动，更增加了发生磕碰的机会，并造成作业中回转、卸料动作缓慢，严重制约装卸效率的提高。此外货斗一般宽度较大，搬运极其困难。
为提高大粒度焦炭装船效率，我们设计出一种活底结构装船属具，利用装载机喂料，但采用打开底部活门进行舱内卸料，选种方案由于从倾斜倒料改为垂直卸料，所以不存在为保证货斗正常卸空而对货斗倾斜侧梆角度、型深等的限制，只要满足装载机喂料要求，可以增加型深，减小其水平截面尺寸。从而提高其回转、卸料速度，减少进出舱口发生磕碰的可能性，并且增加了装载机喂料的工作面，有利于提高喂料效率。以此为突破点组织技术研讨，最终从多种初步设计中筛选出最佳方案，采用活底开闭卸料原理，研制新型开闭卸料大粒度焦炭装船属具。(见图2)
二、新型大粒度焦炭装船属具的研制
(一)新型大粒度装船属具的设计要点
1、保证属具框架结构有足够的刚度，斗体内可采用厚壁无缝管网状支撑，槽钢框架间距缩短到600mm，井采用钢板加强或对焊成箱型。
2、斗梆与水平面夹角达到75°。以减小属具的水平截面尺寸。
3、所有起重吊链选用＞6倍安全系数吊链，以提高使用安全性。
4、货斗系数选取m货／m斗＝3左右，保证新型大粒度装船属具具有良好的使用效能。
(二)新型属具的工作原理
在确定了新型属具的研究方向后，我们从双颚抓斗的工作原理中得到启发，创造性地在斗底板的活门上直接设四只吊耳，使用高强度起重链连接在周一根吊杠上，通过门机开闭绳收放斗体活门结构，实现货斗开闭卸料。如图3所示。
它省去了笨重的连杆装置，结构简单，自重鞍轻，还可以节约制造成本，装载机喂料时不受货斗摆放方向的限制，可以全方位进行喂料。其次，它将斗底吊点设在斗门中间部位，有利于改善活门结构的受力状态，降低活门强度和刚性的要求，减轻重量。并通过增加链条的安全系数，加强使用管理完全可以保证使用安全。其主要特点为：
1、在满足货斗有教容积和装载机喂料方便的基础上，减小斗体水平截面的尺寸，便于进舱操作。将原两个方向喂料，改进为全方位喂料，增大了装载机喂料的工作面，提高装载机喂料效率。
2、在斗体底部增设开闭斗门，将原传统倾斜卸料方式改进为水平垂直卸料方式，减少船具相撞。方便司机操作，提高回转操作和卸料操作效率。
3、在满足斗体强度的条件下，斗门面板选用格栅形式，侧面板选用钢板网形式，即减轻了斗体的自重，又可以将部分粉末筛滤出来，最大限度的满足货主要求。沿用四棱台结构。为减轻自重，货斗全部使用14#、J8#槽钢焊接成框架加钢板网的结构。委托经验丰富的工属具专业制造厂家进行制作，具有良好的可靠性。
三、新型大粒度装船属具的使用效果跟踪
新型大粒度装船属具制做完成后，按照装卸作业过程对新型大粒度装船属具使用的“装载机喂料——貨斗起吊——货斗到舱口——货斗倒料出舱口——贷斗落地”进行分解测试。
从统计结果看，大粒度作业每个循环用时为3.2分钟，装载机喂料环节占54％，回转时间和舱内倒料占44％，与使用传统盘斗相比，每作业周期平均节省0.9分钟，占单个循环作业周期的22％，由于新型大粒度属具自重增加很少，所以生产效率可以得到大幅提高。单机效率最高达到304t／h。使甩常规盘斗进行大粒度焦炭装船作业，单机作业效率但为200t／h从跟踪结果看，使用新型大粒度装船属具平均可提高生产效率30％。
新型大粒度装船属具通过实现满负荷作业、提高装载机的装料效率、提高回转操作和卸料操作效率，有效提高大粒度焦炭装卸效率。并且解决了传统大牲度炭斗倾斜卸料所受舱口较小船泊的限制。对小型船泊装卸无需更换小型货斗。制做此种属具的资金投入极其有限。就可以有效提高大粒度焦炭装卸效率。每台一年可以节电超万度，进行推广后其经济，社会效益将会非常巨大。
一、研制新型大粒度装船属具的基本思路
几年前，对大粒度焦炭装船作业过程进行过跟踪测试。从统计结果看，采用传统大粒度作业方式，每个循环用时约为246秒，装载机喂料环节平均约100秒占40.65％、舱内倒料约35秒占14.27％，回转时间约96秒占39％、其它约15秒占6.1％。由于门机技术性能的固有性，因此，要想提高大粒度焦炭装船效率，就必须从装载机喂料，舱内倒料两个环节入手，研制一种全新的适应大粒度焦炭装船作业的属具。
传统的大粒度焦炭装船工艺所采用的铁货斗如图1所示，
斗体为四棱台型，一般使用槽钢做骨架，面板为Q235钢板。斗体边框长边一设四只吊点，借助两根吊杠连接门机的两根开闭绳或两根起升绳。装卸作业时，装载机由斗体长边方向喂料。装载后四绳同时起吊，到达卸料位置时，单绞两根开闭绳，使斗体倾斜卸空。使用中存在着不少影响效率的问题。如：铁货斗采用倾斜卸料方式，为保证货斗卸料时能够倒净，短边边框必须具有较大倾角，一般斗侧边框与斗底延长线的夹角在30°左右。为保证大吨位门机的装卸效率，要求货斗具有足够的斗容，但由干边框倾角的限制，斗容增加使货斗的水平截面尺寸增加较多，进出舱口时容易发生磕碰。
此外，由于卸料时焦炭向一侧倾倒，货斗要保持动量守恒，将产生反方向运动，从而产生较大晃动，更增加了发生磕碰的机会，并造成作业中回转、卸料动作缓慢，严重制约装卸效率的提高。此外货斗一般宽度较大，搬运极其困难。
为提高大粒度焦炭装船效率，我们设计出一种活底结构装船属具，利用装载机喂料，但采用打开底部活门进行舱内卸料，选种方案由于从倾斜倒料改为垂直卸料，所以不存在为保证货斗正常卸空而对货斗倾斜侧梆角度、型深等的限制，只要满足装载机喂料要求，可以增加型深，减小其水平截面尺寸。从而提高其回转、卸料速度，减少进出舱口发生磕碰的可能性，并且增加了装载机喂料的工作面，有利于提高喂料效率。以此为突破点组织技术研讨，最终从多种初步设计中筛选出最佳方案，采用活底开闭卸料原理，研制新型开闭卸料大粒度焦炭装船属具。(见图2)
二、新型大粒度焦炭装船属具的研制
(一)新型大粒度装船属具的设计要点
1、保证属具框架结构有足够的刚度，斗体内可采用厚壁无缝管网状支撑，槽钢框架间距缩短到600mm，井采用钢板加强或对焊成箱型。
2、斗梆与水平面夹角达到75°。以减小属具的水平截面尺寸。
3、所有起重吊链选用＞6倍安全系数吊链，以提高使用安全性。
4、货斗系数选取m货／m斗＝3左右，保证新型大粒度装船属具具有良好的使用效能。
(二)新型属具的工作原理
在确定了新型属具的研究方向后，我们从双颚抓斗的工作原理中得到启发，创造性地在斗底板的活门上直接设四只吊耳，使用高强度起重链连接在周一根吊杠上，通过门机开闭绳收放斗体活门结构，实现货斗开闭卸料。如图3所示。
它省去了笨重的连杆装置，结构简单，自重鞍轻，还可以节约制造成本，装载机喂料时不受货斗摆放方向的限制，可以全方位进行喂料。其次，它将斗底吊点设在斗门中间部位，有利于改善活门结构的受力状态，降低活门强度和刚性的要求，减轻重量。并通过增加链条的安全系数，加强使用管理完全可以保证使用安全。其主要特点为：
1、在满足货斗有教容积和装载机喂料方便的基础上，减小斗体水平截面的尺寸，便于进舱操作。将原两个方向喂料，改进为全方位喂料，增大了装载机喂料的工作面，提高装载机喂料效率。
2、在斗体底部增设开闭斗门，将原传统倾斜卸料方式改进为水平垂直卸料方式，减少船具相撞。方便司机操作，提高回转操作和卸料操作效率。
3、在满足斗体强度的条件下，斗门面板选用格栅形式，侧面板选用钢板网形式，即减轻了斗体的自重，又可以将部分粉末筛滤出来，最大限度的满足货主要求。沿用四棱台结构。为减轻自重，货斗全部使用14#、J8#槽钢焊接成框架加钢板网的结构。委托经验丰富的工属具专业制造厂家进行制作，具有良好的可靠性。
三、新型大粒度装船属具的使用效果跟踪
新型大粒度装船属具制做完成后，按照装卸作业过程对新型大粒度装船属具使用的“装载机喂料——貨斗起吊——货斗到舱口——货斗倒料出舱口——贷斗落地”进行分解测试。
从统计结果看，大粒度作业每个循环用时为3.2分钟，装载机喂料环节占54％，回转时间和舱内倒料占44％，与使用传统盘斗相比，每作业周期平均节省0.9分钟，占单个循环作业周期的22％，由于新型大粒度属具自重增加很少，所以生产效率可以得到大幅提高。单机效率最高达到304t／h。使甩常规盘斗进行大粒度焦炭装船作业，单机作业效率但为200t／h从跟踪结果看，使用新型大粒度装船属具平均可提高生产效率30％。
新型大粒度装船属具通过实现满负荷作业、提高装载机的装料效率、提高回转操作和卸料操作效率，有效提高大粒度焦炭装卸效率。并且解决了传统大牲度炭斗倾斜卸料所受舱口较小船泊的限制。对小型船泊装卸无需更换小型货斗。制做此种属具的资金投入极其有限。就可以有效提高大粒度焦炭装卸效率。每台一年可以节电超万度，进行推广后其经济，社会效益将会非常巨大。