港口散貨裝車工藝優(yōu)化

阮勇濤

連云港港口股份有限公司

1 引言

近年來，連云港港口股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱公司)的鋁礬土、煤炭、有色礦等散貨增長(zhǎng)較快，現(xiàn)有的流動(dòng)機(jī)械，特別是水平運(yùn)輸機(jī)械出現(xiàn)運(yùn)力緊張局面。另外，隨著環(huán)保要求及檢查標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高，碼頭消耗大量的人力物力進(jìn)行清掃維護(hù)作業(yè)環(huán)境，成本壓力加大[1]。為了解決分公司機(jī)械運(yùn)力緊張和環(huán)保壓力的問題，必須對(duì)散貨裝火車的工藝進(jìn)行優(yōu)化。

2 裝車現(xiàn)狀現(xiàn)狀分析

現(xiàn)散貨裝車工藝主要為：裝載機(jī)-自卸車-計(jì)量裝載機(jī)-平車機(jī)，配作業(yè)工人8～10名，清掃車1臺(tái)。這種工藝主要存在以下不足：

(1)污染較重。計(jì)量裝載機(jī)裝車作業(yè)面大，貨種切換頻繁，作業(yè)面清掃困難，易產(chǎn)生貨物交叉污染及二次揚(yáng)塵；同時(shí)，備料過程中貨物難免拋灑，對(duì)環(huán)境造成污染。

(2)成本較高?，F(xiàn)計(jì)量裝載機(jī)裝車工藝，需備貨、作業(yè)面清掃等環(huán)節(jié)，占用機(jī)械、勞力資源大，每個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)都要消耗大量的人力成本。

(3)貨損較大。由于自卸車后蓋嚴(yán)密性不穩(wěn)定，時(shí)常發(fā)生灑漏;同時(shí)作業(yè)環(huán)節(jié)多，作業(yè)面粘帶，增大貨損，特別是貴重貨物，貨主利益受到一定影響。

(4)安全風(fēng)險(xiǎn)高。裝車備料過程中，道邊計(jì)量裝載機(jī)和自卸車需要同時(shí)作業(yè)，大型機(jī)械集中交叉作業(yè)存在安全風(fēng)險(xiǎn)；由于計(jì)量裝載機(jī)作業(yè)半徑大，根據(jù)道邊條件，需要經(jīng)常移動(dòng)火車，這過程中也存在安全風(fēng)險(xiǎn)[2]。

3 工藝優(yōu)化探索

根據(jù)前期的調(diào)研掌握的情況，應(yīng)用高位側(cè)面自動(dòng)卸料車(以下簡(jiǎn)稱高位車)工藝方式，對(duì)現(xiàn)有散貨裝車工藝進(jìn)行優(yōu)化提升，以期在環(huán)保、成本、效率方面有所突破。

3.1 高位車工藝特點(diǎn)

ST3001型高位車，具有自帶計(jì)量、雙環(huán)自動(dòng)調(diào)平、智能防傾翻保護(hù)、故障自動(dòng)化檢測(cè)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、遠(yuǎn)程無線控制等核心技術(shù)(見圖1)。高位車裝車工藝流程為：計(jì)量裝載機(jī)(1臺(tái))→高位車(4臺(tái))→平車機(jī)(1臺(tái))，配作業(yè)工人4～5名。該高位車?yán)碚撦d荷30 t，實(shí)際載荷15～20 t，由于貨物比重輕，鋁礬土作業(yè)料斗滿載也只有25 t左右?；疖?0 t車型需要裝3車次，耗時(shí)30 min左右，70 t車型需要裝4車次，耗時(shí)40 min左右。而傳統(tǒng)裝載機(jī)同貨種斗容滿載只有5～6 t，裝滿1節(jié)火車需要來回10余車次。

圖1 高位車裝車作業(yè)圖

3.2 貨種適應(yīng)性測(cè)試

目前分公司散貨裝火車主要貨種為鋁礬土、鐵礦砂、煤炭、有色礦等。測(cè)試以鋁礬土為主，除了料斗較小外，其他性能基本適合。鐵礦砂比重較大，現(xiàn)料斗大小也適合，其他性能良好。有色礦測(cè)試了鋅精礦、鉛精礦，均有粘斗現(xiàn)象，防粘性能方面需要進(jìn)一步改良。按照測(cè)試實(shí)際及物料特征來看，鉻礦及錳礦也適合高位車工藝，只是有色礦大部分現(xiàn)已按照散改集模式走集裝箱發(fā)運(yùn)，實(shí)際直接裝敞口車的量不大。從測(cè)試情況來看，高位車工藝適合公司現(xiàn)有大部分散貨裝車貨種，后期經(jīng)過機(jī)型的技術(shù)不斷改進(jìn)后，高位車工藝有望進(jìn)一步適用其他有色礦貨種。

3.3 場(chǎng)地適應(yīng)性情況

高位車的型寬只有3.23 m，遠(yuǎn)低于600型裝載機(jī)17.5 m的作業(yè)半徑，適合場(chǎng)地狹窄的區(qū)域裝車作業(yè)。且在場(chǎng)地凹凸不平工況下，由于環(huán)保要求，不允許裝載機(jī)裝車，利用高位車裝車符合環(huán)保要求，加上該車配有自平衡系統(tǒng)，裝車效果較好。

3.4 工藝配機(jī)測(cè)算

經(jīng)過試裝情況初步測(cè)算，1條作業(yè)線配機(jī)3～4臺(tái)高位車能滿足連續(xù)作業(yè)要求，1條線每小時(shí)能裝6節(jié)火車，3條線3 h能裝車54節(jié)火車，略高于現(xiàn)在計(jì)量裝載機(jī)工藝的效率。后期高位車工藝經(jīng)過不斷完善后，還可逐步減少派工線數(shù)。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

以我公司H16、17道整體改造成高位車工藝為例，分析了該工藝與傳統(tǒng)裝載機(jī)工藝的經(jīng)濟(jì)性，暫不考慮高位車工藝運(yùn)行在維修保養(yǎng)、貨損貨差方面的優(yōu)勢(shì)，只對(duì)比兩種工藝改造主要投入成本方面的差異。具體工藝優(yōu)化經(jīng)濟(jì)性對(duì)比見表1。

從表1可以看出，高位車工藝較傳統(tǒng)裝載機(jī)工藝投入成本低135萬元。經(jīng)過進(jìn)一步測(cè)算，日常運(yùn)行成本優(yōu)勢(shì)也很明顯。由于高位車工藝省去了道邊計(jì)量裝載機(jī)，實(shí)際散貨裝車成本平均能節(jié)省0.5元/t，1節(jié)火車按照60 t計(jì)算，每節(jié)火車能節(jié)省成本3元。H16、17道日均裝車按照150節(jié)計(jì)算，1年按照360天作業(yè)時(shí)間，1年就能節(jié)省直接成本162萬元。加上投入成本節(jié)省135萬元，采用高位車工藝裝車1年可節(jié)省成本297萬元。

表1 工藝經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

5 工藝優(yōu)點(diǎn)分析

經(jīng)過一段時(shí)間的測(cè)試，高位車工藝主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)環(huán)保效果明顯。由于該工藝不需要道邊備貨，采取貨物不落地方式直接裝車，道邊環(huán)境得到根本性地保障，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔。傳統(tǒng)裝載機(jī)工藝現(xiàn)場(chǎng)散落貨物較多，清掃難度大。

(2)成本優(yōu)勢(shì)大。該工藝實(shí)現(xiàn)了水平運(yùn)輸與裝車作業(yè)的工序融合，3條線節(jié)省3臺(tái)計(jì)量裝載機(jī)，機(jī)械隊(duì)能減少9名裝載機(jī)司機(jī)；在維修成本和油耗成本方面，高位車維修配件和油耗都是按照汽車標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)，其實(shí)際維護(hù)運(yùn)行成本和油耗明顯低于計(jì)量裝載機(jī)；節(jié)省了大量的清掃工人和清掃車成本，工班可減少清掃工5名。

(3)有效減少貨損。高位車工藝貨物在道邊不需要落地，減少了一次損耗，同時(shí)高位車的料斗沒有邊門，整體嚴(yán)密無縫，運(yùn)輸沿途能做到無灑漏。

(4)降低安全風(fēng)險(xiǎn)。高位車工藝由于省去備貨和推車等中間環(huán)節(jié)，從根本上避免了現(xiàn)場(chǎng)大型機(jī)械集中交叉作業(yè)，避免了火車在專用線上放氣松剎后的移動(dòng)，大大降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

6 改良提升建議

根據(jù)公司現(xiàn)場(chǎng)條件，通過測(cè)試分析，制定了高位車二代車型及相關(guān)工藝改良提升措施。

6.1 改進(jìn)高位車重心高度

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)在道路情況較差時(shí)，司機(jī)感覺車體擺動(dòng)明顯，且起升時(shí)車架和駕駛室同時(shí)起升，駕駛員感覺不安全。針對(duì)此問題提出改進(jìn)建議：改進(jìn)舉升方式，采取料斗與車架及駕駛室分離的模式，只舉升料斗，可降低液壓承重，同時(shí)降低整車重心高度，提高車體的平穩(wěn)性。

6.2 料斗容積、結(jié)構(gòu)和防粘性改進(jìn)

在鋁礬土裝貨時(shí)，由于貨物比重較輕，為1.4 t/m3左右，現(xiàn)料斗滿載只有20 t左右，裝火車需要3～4車次。如果增加斗容，重點(diǎn)考慮鋁礬土和煤炭比重，使載重能達(dá)到35 t以上，裝火車各類車型只需要2車次，能顯著提高作業(yè)效率。

目前裝車倒料時(shí)貨物容易偏向火車廂一側(cè)，不利于平車作業(yè)，一定程度影響安全。需要加長(zhǎng)倒料嘴，優(yōu)化側(cè)翻角度，使貨物落于車廂橫向1/3～1/2處。

高位車工藝適合公司大部分散貨種，但是在鋅精礦、鉛精礦等有色礦測(cè)試中存在粘斗現(xiàn)象，但粘斗貨物量不是太大。建議改進(jìn)料斗內(nèi)壁材料，優(yōu)化料斗倒貨角度和力度，探索采用電動(dòng)振錘等技術(shù)，使之避免粘斗，適應(yīng)更多的貨種。

6.3 完善輔助配套設(shè)施

目前裝1節(jié)火車需要30～40 min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期目標(biāo)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，實(shí)際1個(gè)動(dòng)作周期(起升-倒貨-回斗-落腿)耗時(shí)在3 min以內(nèi)，符合預(yù)期值。測(cè)試中大部分時(shí)間消耗在對(duì)準(zhǔn)車位、等待來貨等輔助環(huán)節(jié)，約占總耗時(shí)的70%。建議采取在H16、17道邊施劃標(biāo)線、車體加裝360°倒車影像及支腿反光標(biāo)識(shí)等輔助措施，改善司機(jī)識(shí)別的技術(shù)條件，后期通過提高熟練程度、加強(qiáng)銜接等措施可進(jìn)一步提高裝車效率。

7 結(jié)語

應(yīng)用高位車的散貨裝火車工藝優(yōu)勢(shì)突出，在保障作業(yè)效率的同時(shí)，減少揚(yáng)塵、節(jié)能減排、有利環(huán)保，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得在散貨裝火車作業(yè)中推廣使用。