礦石碼頭卸船機(jī)料斗系統(tǒng)堵料落料的改進(jìn)措施

李萬莉 代 祥

1 上海同濟(jì)大學(xué) 2 寧波舟山港集團(tuán)教培中心

1 引言

寧波舟山港股份有限公司北侖礦石碼頭分公司是一家專門從事鐵礦石裝卸中轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)的大型港口企業(yè)。公司主要機(jī)械設(shè)備包括卸船機(jī)、裝船機(jī)、斗輪機(jī)和皮帶機(jī)。公司碼頭接卸作業(yè)的工作流程是：礦石經(jīng)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船運(yùn)至碼頭后，卸船機(jī)抓斗從船艙抓取礦石并通過主小車拖運(yùn)至料斗上方；隨后，抓斗打開，礦石落入大料斗內(nèi)。進(jìn)入大料斗內(nèi)的礦石由料斗出口處的振動(dòng)給料器槽口排出再經(jīng)由可移動(dòng)的分叉漏斗送到安裝在碼頭上的2條或3條皮帶機(jī)中的1條，再通過其他皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到堆場或進(jìn)行裝船[1]。卸船機(jī)作為整個(gè)接卸作業(yè)流程中最前沿的設(shè)備，其料斗系統(tǒng)的堵料落料問題對碼頭接卸效率、貨運(yùn)質(zhì)量、碼頭環(huán)境和機(jī)容機(jī)貌有較大的影響。近年來，隨著卸船機(jī)設(shè)備使用年限的增加和環(huán)保要求的不斷提高，需對卸船機(jī)現(xiàn)有的料斗系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，減少卸船機(jī)的堵料落料。

2 原因分析

2.1 影響卸船機(jī)料斗系統(tǒng)落料的主要原因

通過觀察卸船機(jī)料斗系統(tǒng)的現(xiàn)場落料情況，發(fā)現(xiàn)在大料斗兩側(cè)、振動(dòng)給料器側(cè)面以及振動(dòng)給料器與直流槽連接處落料較多。針對這兩個(gè)部位的落料情況進(jìn)行重點(diǎn)分析。

2.1.1 大料斗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

北侖礦石碼頭分公司北侖分部現(xiàn)有卸船機(jī)7臺(tái)。其中，5臺(tái)為振華卸船機(jī)，編號(hào)分別為UL5、UL6、UL7、UL8和UL9。UL5、UL6和UL7分別于2004年和2006年投入使用，UL8和UL9于2008年投入使用。通過觀察落料情況，發(fā)現(xiàn)UL5、UL6和UL7在大料斗處的落料明顯多于UL8和UL9。對比卸船機(jī)大料斗結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，UL8和UL9的大料斗東、西側(cè)和陸側(cè)斜面傾斜角度分別為65°和63°，而UL5、UL6和UL7只有37°和32°，導(dǎo)致抓斗打開后物料容易在料斗四周堆積，造成物料灑落。

2.1.2 振動(dòng)給料器出口底板較短

通過對落料位置和卸船機(jī)料斗結(jié)構(gòu)圖紙進(jìn)行對照分析，認(rèn)為卸船機(jī)振動(dòng)給料器出口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理。振動(dòng)給料器出口底板伸入直溜筒的部分靠近直溜筒海側(cè)筒壁，在卸船作業(yè)過程中，流動(dòng)性較差的物料經(jīng)振動(dòng)給料器進(jìn)入直溜筒后，容易在直溜筒海側(cè)筒壁直角處堆積。隨著堆積物料的增加，部分物料從振動(dòng)給料器與直溜筒相接的部位溢出，灑落到振動(dòng)給料器平臺(tái)以及下料斗平臺(tái)處。

2.2 影響卸船機(jī)料斗系統(tǒng)堵料的因素

由于碼頭接卸礦種種類較多，礦種的物料特性差異較大。在接卸流動(dòng)性較差的物料時(shí)，司機(jī)若不注意觀察料斗內(nèi)的物料輸送情況，時(shí)常會(huì)發(fā)生抓取物料速度較快，料斗物料不能及時(shí)輸送至振動(dòng)給料器，導(dǎo)致大料斗堆積過多，進(jìn)而堵塞料斗系統(tǒng)的情況。一旦大料斗發(fā)生堵塞，為盡快恢復(fù)作業(yè)，保證卸船效率和流程效率，一般通過沖水方式來疏通料斗。沖出的物料灑落到料斗平臺(tái)甚至碼頭面上，嚴(yán)重影響貨運(yùn)質(zhì)量以及碼頭的環(huán)境。

3 改進(jìn)措施

3.1 增大大料斗斜面的傾斜角度

由于UL5、UL6和UL7的大料斗斜面傾斜角度較小，物料容易堆積，選擇在大料斗斜面加裝斜板、面板以及加強(qiáng)筋，從而增大大料斗斜面的傾斜角度，使其傾斜角度由原來的37°和32°變?yōu)?0°和65°。圖1為大料斗斜面改進(jìn)示意圖，圖中剖面線部位為改進(jìn)的位置。

圖1 大料斗斜面改進(jìn)示意圖

大料斗斜面延伸后，對料斗大格柵也進(jìn)行了修整。通過修整格柵側(cè)邊的傾斜角度，以適應(yīng)改造后的大料斗，同時(shí)減少格柵在料斗四角處的橫檔，減少物料的堆積。改進(jìn)前，因大料斗部位積料，平均每月需安排人員清理16.3次；改進(jìn)后，清理次數(shù)降至平均每月4.75次。

3.2 振動(dòng)給料器出口延長

原振動(dòng)給料器出口較短，導(dǎo)致物料容易從振動(dòng)給料器出口與直溜筒連接處灑落[2]。為此設(shè)計(jì)并制作振動(dòng)給料器出口底板延伸板，將其與原出口處底板焊接在一起并進(jìn)行加固(見圖2)。同時(shí)，為延長延伸板的使用壽命，在延伸板上安裝耐磨板。此外，為了進(jìn)一步防止物料的溢出，在延伸板上加裝了耐磨橡皮，物料無法從振動(dòng)給料器接口位置灑落。

圖2 振動(dòng)給料器出口延伸板設(shè)計(jì)圖

改進(jìn)后，振動(dòng)給料器出口更深入直溜筒內(nèi)部，物料不容易在直溜筒的四角堆積。同時(shí)，由于在延長板的兩側(cè)和振動(dòng)給料器與直溜筒連接處均加裝耐磨橡皮，物料不易從出口處灑落出來，該位置的落料明顯減少。改進(jìn)前，因振動(dòng)給料器出口落料，平均每月需安排人員清理19次；改進(jìn)后，清理的次數(shù)降低至平均每月5次。

3.3 加裝空氣炮

振華卸船機(jī)大料斗部位安裝有斗壁振動(dòng)器，但由于斗壁振動(dòng)器振動(dòng)幅度過大，對料斗結(jié)構(gòu)有一定影響，因此很少使用，這也導(dǎo)致料斗容易發(fā)生堵塞。一旦發(fā)生堵塞，使用水沖方式疏通料斗會(huì)對貨運(yùn)質(zhì)量和碼頭環(huán)境造成較大的影響。因此，提出了加裝空氣炮的改進(jìn)方案，在大料斗的東西面和南面按螺旋狀分布加裝了6個(gè)空氣炮[3](見圖3)。

圖3 大料斗空氣炮安裝示意圖

空氣炮是利用高速噴出的壓縮空氣產(chǎn)生的沖擊力直接作用于靜止不動(dòng)的物料上，使其散開或塌落，再在重力的作用下重新流動(dòng)[4]。空氣炮安裝后，司機(jī)可以在司機(jī)室通過遙控器對6個(gè)空氣炮分別進(jìn)行操作。當(dāng)接卸流動(dòng)性較差的物料或司機(jī)發(fā)現(xiàn)大料斗上方積料較多時(shí)，司機(jī)可以操作空氣炮進(jìn)行疏通。經(jīng)過一段時(shí)間的應(yīng)用驗(yàn)證，使用空氣炮進(jìn)行物料疏通效果顯著。

4 結(jié)語

目前，所設(shè)計(jì)的增大大料斗斜面的傾斜角度和延長振動(dòng)給料器出口的改進(jìn)措施已在部分卸船機(jī)上應(yīng)用。改進(jìn)后，卸船機(jī)料斗系統(tǒng)落料情況有很大的改善，料斗落料清理次數(shù)明顯減少。同時(shí)，在UL6卸船機(jī)上加裝空氣炮后，至今未發(fā)生大料斗堵塞現(xiàn)象。卸船機(jī)料斗系統(tǒng)落料的減少，使得卸船效率和貨運(yùn)質(zhì)量有了顯著提高，同時(shí)改善了碼頭的作業(yè)環(huán)境。