港口化肥裝卸工藝裝備集成研究應(yīng)用

姚常鵬 李瑋 曹傳紅

（山東省日照港集團(tuán)有限公司，山東日照 276826）

1 項(xiàng)目背景

日照港股份有限公司第三港務(wù)分公司位于日照港石臼港區(qū)西區(qū)，地理區(qū)位獨(dú)特優(yōu)越，集疏運(yùn)方便快捷，是日照港從事大宗件散雜貨流通、存儲、裝卸中轉(zhuǎn)等服務(wù)為主的主力港埠公司之一，主要貨種有煤炭、焦炭、石油焦、鋼材等，年貨物吞吐量約3000多萬噸。2015年，為應(yīng)對全球經(jīng)濟(jì)下行帶來的經(jīng)營壓力，公司積極進(jìn)行新貨種的開發(fā)，作為重點(diǎn)貨種的出口化肥，年吞吐量可達(dá)100萬噸。

化肥具有吸濕性強(qiáng)，易結(jié)塊、潮解的特點(diǎn)，其裝卸作業(yè)方式多為“件入散出”，即袋裝棚車車皮集港、割包散貨裝船.為保證集港化肥成組運(yùn)輸、多層堆碼、理貨數(shù)字清晰，公司采用1800mm×1800mm專用網(wǎng)絡(luò)貨兜，每片網(wǎng)兜碼50包，每袋化肥50公斤，標(biāo)準(zhǔn)勾2.5噸，裝車、落垛時成組起吊，既能保障效率又能保證貨運(yùn)質(zhì)量。裝船時，在船舶艙口處架設(shè)割包平臺，由裝卸人員進(jìn)行割包、破碎作業(yè)，破碎后的顆粒狀化肥通過割包平臺柵網(wǎng)自由落體進(jìn)入船艙。這種作業(yè)方式存在以下幾個弊端：（1）化肥港區(qū)內(nèi)牽引車水平運(yùn)輸時滿載率較低，運(yùn)輸效率較低，單噸貨物運(yùn)輸成本過高；（2）化肥庫內(nèi)落垛作業(yè)率低，下碼垛高度只能達(dá)到4層，庫房利用率較低；（3）化肥吸潮易板結(jié)的特性，在艙口割包破碎作業(yè)時，需要裝卸工人使用重錘敲打，勞動強(qiáng)度大，作業(yè)效率低，且存在較大安全風(fēng)險。

鑒于以上情況，為提高化肥裝卸效率，提高了作業(yè)人員安全作業(yè)系數(shù)，縮短了船舶作業(yè)停時，降低公司裝卸管理成本，公司針對化肥重點(diǎn)裝卸流程節(jié)點(diǎn)，對相關(guān)工藝設(shè)備進(jìn)行了研制和改造。

2 項(xiàng)目研究的意義

本項(xiàng)目通過對牽引車拖盤加寬技術(shù)研究改造，充分發(fā)揮了80T牽引車工作效能，提高了牽引車港內(nèi)水平運(yùn)輸滿載率。通過對叉車化肥專用吊臂屬具的研制，在原有叉車吊臂的基礎(chǔ)上，根據(jù)化肥標(biāo)準(zhǔn)勾的尺寸，研制一個框型結(jié)構(gòu)，均勻設(shè)置6個掛點(diǎn)，并連接自動脫鉤器，實(shí)現(xiàn)叉車起吊能力和堆高能力的提升。通過對集化肥割包、破碎、輸送和堆高的流程作業(yè)線等機(jī)構(gòu)的研究設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從袋裝板結(jié)化肥到化肥顆粒輸送、堆高的一體化作業(yè)；通過改造二十尺集裝箱，實(shí)現(xiàn)化肥運(yùn)輸裝船過程的“散改集”，極大地提高了作業(yè)效率和貨運(yùn)質(zhì)量。

該項(xiàng)目的實(shí)施大大提高了作業(yè)安全性，提高了作業(yè)人員安全作業(yè)系數(shù)，保證作業(yè)人員的人身安全。有效縮短了船舶作業(yè)停時，縮短了船舶、車輛在港?？繒r間，大大提高了化肥作業(yè)效率。為公司客戶提供了更好的服務(wù)，吸引更多的客戶來港合作，為公司生產(chǎn)帶來較為長遠(yuǎn)的收益。

3 項(xiàng)目研究內(nèi)容

3.1 牽引車托盤加寬裝置的研究

在牽引車兩側(cè)分別設(shè)置3組4000mm×500mm翼板，通過高強(qiáng)度合頁焊接在托盤邊梁上，翼板展開角為15°，托盤寬度達(dá)到4米，牽引車單次運(yùn)載袋裝貨物從原來的15噸/車提升至40噸/次，滿載率提升至50%。

3.2 叉車化肥專用吊臂屬具的研究

在原有叉車吊臂的基礎(chǔ)上研制了2800mm×1250mm化肥專用吊架，加裝6組自動脫鉤器，起吊重量達(dá)到7.5噸，碼垛高度達(dá)到5米，效率提高2倍。

3.3 化肥割包破碎工藝作業(yè)線的研究

由割包作業(yè)平臺、25米輸送皮帶機(jī)、擋板、地面破碎篩、20米堆高皮帶機(jī)等機(jī)構(gòu)組成，其中割包作業(yè)平臺焊接在25米輸送皮帶機(jī)上，板結(jié)化肥通過皮帶機(jī)輸送到破碎篩中，破碎篩利用電機(jī)驅(qū)動渦桿齒刀旋轉(zhuǎn)進(jìn)行化肥破碎，破碎后的顆粒狀化肥再通過堆高皮帶機(jī)完成庫房內(nèi)堆高或裝箱，單條作業(yè)線效率可達(dá)150噸/小時。

3.4 化肥運(yùn)輸箱的研究

利用二十尺集裝箱改造，箱容可達(dá)25噸，并可通過門機(jī)開閉繩吊鉤進(jìn)行整體傾倒。

4 項(xiàng)目研究設(shè)計(jì)

4.1 牽引車托盤加寬裝置的研究

充分利用牽引車托盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過加裝可調(diào)節(jié)翼板，既提高了牽引車滿載率，又能兼顧其余件貨的運(yùn)輸。

由于港口普遍采用長度為12米，寬度3米的半掛牽引車，額定載重量為80噸，而化肥標(biāo)準(zhǔn)勾靜態(tài)尺寸為1.6米×1.2米×1米，受托盤寬度限制，為防止運(yùn)輸過程化肥掉袋，只能單排放置6組標(biāo)準(zhǔn)勾，總重量約為15T,滿載率僅為15.75%。

為了解決牽引車滿載率較低的問題，我們對牽引車拖盤實(shí)施加寬改造，在牽引車兩側(cè)分別設(shè)置3組4000mm×500mm翼板，通過高強(qiáng)度合頁焊接在托盤邊梁上，翼板展開角為15°，托盤寬度達(dá)到4米，使化肥裝車可達(dá)2層16組標(biāo)準(zhǔn)勾，牽引車單次運(yùn)載袋裝貨物從原來的15噸/車提升至40噸/車，滿載率提升至50%，且翼板展開后于盤面呈15°夾角，化肥向托盤內(nèi)側(cè)傾斜，避免了化肥運(yùn)輸當(dāng)中的掉袋現(xiàn)象。

在作業(yè)其余件貨時，支撐桿收起，翼板自然下垂，不影響其他貨物的運(yùn)輸。

4.2 叉車化肥專用吊臂屬具的研究

研制了框型吊臂結(jié)構(gòu)，均勻設(shè)置6個掛點(diǎn)，并連接自動脫鉤器，實(shí)現(xiàn)起吊能力和堆高能力的雙提升。

傳統(tǒng)的叉車吊臂作業(yè)受到吊臂結(jié)構(gòu)及叉車起升能力的限制，庫內(nèi)作業(yè)單次只能起吊1勾化肥，碼四層高，否則就會出現(xiàn)載荷中心距的變化引起超載，給生產(chǎn)帶來一定的安全隱患。而由于化肥在車皮碼兜時使用攔腰繩2勾一捆扎，因此在庫內(nèi)卸車碼垛時還需要先解攔腰繩，作業(yè)效率低下，同時因碼垛高度只能達(dá)到4層，也造成了庫房利用率較低?；谏鲜銮闆r，我們對化肥作業(yè)用叉車吊臂進(jìn)行了研制改造。

根據(jù)叉車載荷曲線和化肥標(biāo)準(zhǔn)勾的尺寸，在原有叉車吊臂的基礎(chǔ)上使用Q235方鋼研制了2800mm×1250mm化肥專用吊架，并加裝6組自動脫鉤器，減少人機(jī)配合環(huán)節(jié)。為防止吊臂發(fā)生折彎現(xiàn)象，吊臂采用兩段式結(jié)構(gòu)，并加裝抗彎裝置。新型叉車吊架可吊起2組標(biāo)準(zhǔn)勾5噸化肥，效率提高1倍。同時，碼垛高度可達(dá)5米，充分提高了庫房利用率。

4.3 化肥割包破碎工藝作業(yè)線的研究

研制了基于化肥割包、破碎、輸送和堆高集成的工藝作業(yè)線，實(shí)現(xiàn)從袋裝板結(jié)化肥到顆粒化肥的輸送、堆高、裝箱運(yùn)輸?shù)囊惑w化作業(yè)。

打破原船舶艙口割包、人工重錘破碎工藝，研究設(shè)計(jì)一種集化肥割包、破碎、輸送和堆高的流程作業(yè)線，由割包作業(yè)平臺、25米輸送皮帶機(jī)、擋板、地面破碎篩、20米堆高皮帶機(jī)等機(jī)構(gòu)組成，其中割包作業(yè)平臺固定在25米輸送皮帶機(jī)上，板結(jié)化肥通過皮帶機(jī)輸送到破碎篩中，破碎篩利用電機(jī)驅(qū)動渦桿齒刀旋轉(zhuǎn)進(jìn)行化肥破碎，破碎后的顆粒狀化肥再通過堆高皮帶機(jī)完成庫房內(nèi)堆高或裝箱，單條作業(yè)線效率可達(dá)150噸/小時。

同時，改造二十尺集裝箱，將箱頂整體切除，同時在箱體一側(cè)焊接45°外延交，保證箱體空間的有效利用，箱容可達(dá)25噸，并可通過門機(jī)開閉繩吊鉤進(jìn)行整體傾倒，實(shí)現(xiàn)化肥運(yùn)輸裝船過程的“散改集”，極大地提高了作業(yè)效率和貨運(yùn)質(zhì)量。

5 項(xiàng)目應(yīng)用情況

目前，該項(xiàng)目已成功應(yīng)用到公司化肥裝卸作業(yè)，使其裝卸作業(yè)的方式更加靈活，可根據(jù)船舶計(jì)劃情況，提前進(jìn)行化肥庫內(nèi)和碼頭前沿割包、破碎和堆高、散裝化肥集裝箱化運(yùn)輸?shù)取?/p>

該項(xiàng)目能夠充分發(fā)揮各環(huán)節(jié)作業(yè)機(jī)械的效能，作業(yè)效率得到了顯著提升，大大提高了裝船效率，縮短船舶在舶停時，同時降低了人員在船舶艙口割包作業(yè)的安全風(fēng)險。

同時，由于叉車碼垛能力的提升，庫房利用率顯著提升，使化肥庫容得到了明顯提高，為化肥貨種的接卸提供了有力的保證，也為客戶貨物的倉儲提供了較為安全、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

6 取得成效

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

自研制改造化肥裝卸工藝設(shè)備以來，公司年度完成化肥作業(yè)量為110萬噸，經(jīng)測算，每年可為公司創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益149.77余萬元。

（1）在化肥作業(yè)水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)，改造前水平運(yùn)輸牽引車作業(yè)油耗約為1058.1升/萬噸，改造后油耗為729.4升/萬噸，按照0#柴油5.55元/升計(jì)算，燃油消耗費(fèi)用節(jié)約：（1068.1-729.4）升/萬噸×220萬噸（操作噸）×5.55元/升=40.98萬元。

（2）庫內(nèi)落垛環(huán)節(jié)，改造前叉車作業(yè)油耗為2318.5升/萬噸，改造后油耗將至1669.3 升/萬噸, 燃油消耗費(fèi)用節(jié)約：（2318.5-1669.3）升/萬噸×5.55元/升×110萬噸=39.63萬元。

（3）化肥割包作業(yè)環(huán)節(jié)，門機(jī)作業(yè)費(fèi)用節(jié)約110萬操作噸×0.53元/操作噸=58.3萬元，人力成本年度節(jié)約費(fèi)用（20人-6人）×5萬元/年=70萬元。

6.2 社會效益

該項(xiàng)目的實(shí)施大大提高了作業(yè)安全性，提高了作業(yè)人員安全作業(yè)系數(shù)，保證作業(yè)人員的人身安全。有效縮短了船舶作業(yè)停時，縮短了船舶、車輛在港停靠時間，大大提高了化肥作業(yè)效率。為公司客戶提供了更好的服務(wù)，吸引更多的客戶來港合作，為公司生產(chǎn)帶來較為長遠(yuǎn)的收益。

[1]梅小冬,朱德龍,叉車用集裝箱內(nèi)貨物裝卸吊臂的研制應(yīng)用[J].港口科技,2007,(06):26-27.