李萬(wàn)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(mén)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(guò)主小車拖運(yùn)至料斗上方；隨后，抓斗打開(kāi)，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(guò)其他皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到堆場(chǎng)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(wèn)題對(duì)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(lái)，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(duì)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(guò)觀察卸船機(jī)料斗系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(guò)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(duì)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(kāi)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(guò)對(duì)落料位置和卸船機(jī)料斗結(jié)構(gòu)圖紙進(jìn)行對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)沖水方式來(lái)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(lái)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(duì)料斗大格柵也進(jìn)行了修整。通過(guò)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(zhǎng)

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(jiàn)圖2)。同時(shí)，為延長(zhǎng)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(wú)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(zhǎng)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(lái)，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(guò)大，對(duì)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(duì)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(jiàn)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(kāi)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(guò)遙控器對(duì)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(guò)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(yǔ)

目前，所設(shè)計(jì)的增大大料斗斜面的傾斜角度和延長(zhǎng)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。