焦炭碼頭公司是天津港焦炭出口裝船的專業(yè)企業(yè)，作為一種重要的冶金原料，不同的冶煉設(shè)備對焦炭粒度范圍有著嚴(yán)格的要求。其中焦炭的粒度在30—120mm范圍的稱為常規(guī)粒度焦炭。采用連續(xù)化裝船系統(tǒng)或30／40t門機(jī)抓斗裝船，均可以達(dá)到很高的效率。但焦炭粒度在120mm以上時(shí)，我們稱為大粒度焦炭，由于大粒度焦炭耐受沖擊、擠壓能力低，容易發(fā)生破碎影響貨運(yùn)質(zhì)量，因此生產(chǎn)工藝要求禁止使用抓斗進(jìn)行抓取作業(yè)。我公司根據(jù)生產(chǎn)需要采用鐵貨斗進(jìn)行裝船。但傳統(tǒng)的大粒度貸斗采用傾斜卸料方式，為保證大粒度貨斗卸料時(shí)能夠倒凈，貸斗要有傾斜斗底，型深受到限制，水平截面較大，從而使貨斗在進(jìn)出艙口和傾倒焦炭時(shí)容易與船機(jī)發(fā)生碰撞，并且由于貨斗寬度大，造成運(yùn)輸極其困難；作業(yè)時(shí)回轉(zhuǎn)、卸抖動作緩慢，嚴(yán)重影響裝卸效率。

一、研制新型大粒度裝船屬具的基本思路

幾年前，對大粒度焦炭裝船作業(yè)過程進(jìn)行過跟蹤測試。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，采用傳統(tǒng)大粒度作業(yè)方式，每個(gè)循環(huán)用時(shí)約為246秒，裝載機(jī)喂料環(huán)節(jié)平均約100秒占40.65％、艙內(nèi)倒料約35秒占14.27％，回轉(zhuǎn)時(shí)間約96秒占39％、其它約15秒占6.1％。由于門機(jī)技術(shù)性能的固有性，因此，要想提高大粒度焦炭裝船效率，就必須從裝載機(jī)喂料，艙內(nèi)倒料兩個(gè)環(huán)節(jié)入手，研制一種全新的適應(yīng)大粒度焦炭裝船作業(yè)的屬具。

傳統(tǒng)的大粒度焦炭裝船工藝所采用的鐵貨斗如圖1所示，

斗體為四棱臺型，一般使用槽鋼做骨架，面板為Q235鋼板。斗體邊框長邊一設(shè)四只吊點(diǎn)，借助兩根吊杠連接門機(jī)的兩根開閉繩或兩根起升繩。裝卸作業(yè)時(shí)，裝載機(jī)由斗體長邊方向喂料。裝載后四繩同時(shí)起吊，到達(dá)卸料位置時(shí)，單絞兩根開閉繩，使斗體傾斜卸空。使用中存在著不少影響效率的問題。如：鐵貨斗采用傾斜卸料方式，為保證貨斗卸料時(shí)能夠倒凈，短邊邊框必須具有較大傾角，一般斗側(cè)邊框與斗底延長線的夾角在30°左右。為保證大噸位門機(jī)的裝卸效率，要求貨斗具有足夠的斗容，但由干邊框傾角的限制，斗容增加使貨斗的水平截面尺寸增加較多，進(jìn)出艙口時(shí)容易發(fā)生磕碰。

此外，由于卸料時(shí)焦炭向一側(cè)傾倒，貨斗要保持動量守恒，將產(chǎn)生反方向運(yùn)動，從而產(chǎn)生較大晃動，更增加了發(fā)生磕碰的機(jī)會，并造成作業(yè)中回轉(zhuǎn)、卸料動作緩慢，嚴(yán)重制約裝卸效率的提高。此外貨斗一般寬度較大，搬運(yùn)極其困難。

為提高大粒度焦炭裝船效率，我們設(shè)計(jì)出一種活底結(jié)構(gòu)裝船屬具，利用裝載機(jī)喂料，但采用打開底部活門進(jìn)行艙內(nèi)卸料，選種方案由于從傾斜倒料改為垂直卸料，所以不存在為保證貨斗正常卸空而對貨斗傾斜側(cè)梆角度、型深等的限制，只要滿足裝載機(jī)喂料要求，可以增加型深，減小其水平截面尺寸。從而提高其回轉(zhuǎn)、卸料速度，減少進(jìn)出艙口發(fā)生磕碰的可能性，并且增加了裝載機(jī)喂料的工作面，有利于提高喂料效率。以此為突破點(diǎn)組織技術(shù)研討，最終從多種初步設(shè)計(jì)中篩選出最佳方案，采用活底開閉卸料原理，研制新型開閉卸料大粒度焦炭裝船屬具。(見圖2)

二、新型大粒度焦炭裝船屬具的研制

(一)新型大粒度裝船屬具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、保證屬具框架結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，斗體內(nèi)可采用厚壁無縫管網(wǎng)狀支撐，槽鋼框架間距縮短到600mm，井采用鋼板加強(qiáng)或?qū)赋上湫汀?/p>

2、斗梆與水平面夾角達(dá)到75°。以減小屬具的水平截面尺寸。

3、所有起重吊鏈選用＞6倍安全系數(shù)吊鏈，以提高使用安全性。

4、貨斗系數(shù)選取m貨／m斗＝3左右，保證新型大粒度裝船屬具具有良好的使用效能。

(二)新型屬具的工作原理

在確定了新型屬具的研究方向后，我們從雙顎抓斗的工作原理中得到啟發(fā)，創(chuàng)造性地在斗底板的活門上直接設(shè)四只吊耳，使用高強(qiáng)度起重鏈連接在周一根吊杠上，通過門機(jī)開閉繩收放斗體活門結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)貨斗開閉卸料。如圖3所示。

它省去了笨重的連桿裝置，結(jié)構(gòu)簡單，自重鞍輕，還可以節(jié)約制造成本，裝載機(jī)喂料時(shí)不受貨斗擺放方向的限制，可以全方位進(jìn)行喂料。其次，它將斗底吊點(diǎn)設(shè)在斗門中間部位，有利于改善活門結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，降低活門強(qiáng)度和剛性的要求，減輕重量。并通過增加鏈條的安全系數(shù)，加強(qiáng)使用管理完全可以保證使用安全。其主要特點(diǎn)為：

1、在滿足貨斗有教容積和裝載機(jī)喂料方便的基礎(chǔ)上，減小斗體水平截面的尺寸，便于進(jìn)艙操作。將原兩個(gè)方向喂料，改進(jìn)為全方位喂料，增大了裝載機(jī)喂料的工作面，提高裝載機(jī)喂料效率。

2、在斗體底部增設(shè)開閉斗門，將原傳統(tǒng)傾斜卸料方式改進(jìn)為水平垂直卸料方式，減少船具相撞。方便司機(jī)操作，提高回轉(zhuǎn)操作和卸料操作效率。

3、在滿足斗體強(qiáng)度的條件下，斗門面板選用格柵形式，側(cè)面板選用鋼板網(wǎng)形式，即減輕了斗體的自重，又可以將部分粉末篩濾出來，最大限度的滿足貨主要求。沿用四棱臺結(jié)構(gòu)。為減輕自重，貨斗全部使用14#、J8#槽鋼焊接成框架加鋼板網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。委托經(jīng)驗(yàn)豐富的工屬具專業(yè)制造廠家進(jìn)行制作，具有良好的可靠性。

三、新型大粒度裝船屬具的使用效果跟蹤

新型大粒度裝船屬具制做完成后，按照裝卸作業(yè)過程對新型大粒度裝船屬具使用的“裝載機(jī)喂料——貨斗起吊——貨斗到艙口——貨斗倒料出艙口——貸斗落地”進(jìn)行分解測試。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，大粒度作業(yè)每個(gè)循環(huán)用時(shí)為3.2分鐘，裝載機(jī)喂料環(huán)節(jié)占54％，回轉(zhuǎn)時(shí)間和艙內(nèi)倒料占44％，與使用傳統(tǒng)盤斗相比，每作業(yè)周期平均節(jié)省0.9分鐘，占單個(gè)循環(huán)作業(yè)周期的22％，由于新型大粒度屬具自重增加很少，所以生產(chǎn)效率可以得到大幅提高。單機(jī)效率最高達(dá)到304t／h。使甩常規(guī)盤斗進(jìn)行大粒度焦炭裝船作業(yè)，單機(jī)作業(yè)效率但為200t／h從跟蹤結(jié)果看，使用新型大粒度裝船屬具平均可提高生產(chǎn)效率30％。

新型大粒度裝船屬具通過實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷作業(yè)、提高裝載機(jī)的裝料效率、提高回轉(zhuǎn)操作和卸料操作效率，有效提高大粒度焦炭裝卸效率。并且解決了傳統(tǒng)大牲度炭斗傾斜卸料所受艙口較小船泊的限制。對小型船泊裝卸無需更換小型貨斗。制做此種屬具的資金投入極其有限。就可以有效提高大粒度焦炭裝卸效率。每臺一年可以節(jié)電超萬度，進(jìn)行推廣后其經(jīng)濟(jì)，社會效益將會非常巨大。