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镍矿抓斗的研究与兼容改造(转载)

焦炭码头公司非矿泊位配置40t-33m门机5台、30t-33m门机2台。近年来,随这货源市场的变化,非矿泊位由以焦炭装船为主变为兼顾多货类,装、卸船作业。但如果对每种新货类都配置专用属具,不仅要占用大量资源,企业难以承受,此外重新调整配置实现起来也需要过程,不可能一蹴而就。

在新增货类中,进口镍矿卸船作业最具代表性,镍矿是一种较高附加值货类,可以给公司带来较好的收益,但装卸作业对装卸属具要求高,因此探索一条具有自身特色的兼容改造之路势在必行。

一、镍矿抓斗的兼容性

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1.抓斗的兼容

根据抓斗的管理经验,每增加一个品种,就需要按照门机数量和配置比例添置抓斗,这是前期投入,然后需要包括准备备件、定置场地等一系列使用中的资源投入,都会占用公司大量的资源,因此在满足生产使用的前提下,应该努力压缩抓斗品种。

抓斗兼容就是打破原先一种抓斗对应一个货类、一种门机的限制,提高抓斗的利用率,将有限的资源利用效果最大化,将一种抓斗的用于多个货类作业,配置抓斗的目的是要为生产服务,因此抓斗的兼容性好坏主要看能否确保各货类作业效率并且使用可靠。这需要突破效率和耐用性这两个障碍。抓斗的结构只有兼顾效率和耐用性才能用得好、用的住,抓斗就实现了兼容。

2.镍矿的特点

2.1镍矿比重特殊,抓斗斗容不同于煤、炭、矿,兼容性差。

镍矿的比重为1.1~1.6,介于煤与铁矿之间,使用煤斗(按1.0比重设计)会出现超重,而使用矿斗(按2.2比重设计)则亏重,严重影响作业效率。

2.2镍矿粘性较大,粘斗严重。

进口镍矿主要来自热带国家,受当地气候的影响,一般含水较多、粘性大。采用常规抓斗装卸作业时,一部分货物会粘结在斗内无法倒出,而且经常粘结得极为牢固,作业后需要进行人力清扫抓斗内残存的厚厚一层货物。据统计货物粘斗占货物重量10%左右,严重影响作业效率。

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3.镍矿抓斗的特点

为保证作业效率,减少货物粘斗,通常镍矿抓斗一般要采用货物比重1.6左右进行斗容设计,并采用光滑的小曲率弧线无内筋斗形,使货物与抓斗接触面积较小、减少挤压、易于滑动卸料。由于以上特点,通常难以兼容于煤、矿等其它货类抓斗。

二、 镍矿斗的兼容性改造

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1.兼容对象的选取

为解决镍矿抓斗的兼容性难题,必须选取斗容相近的兼容对象,公司多年来积累形成的较完整的焦炭、煤炭、矿石属具配置,其中包括:30吨及40吨焦炭抓斗、两瓣煤斗、六瓣煤斗、矿石抓斗。其基本参数如表一。从中不难看出,30吨煤斗斗容17立方米,自重13.5吨,如果用于40吨门机有效载荷26.5吨,适用货物比重1.59左右,指标接近40吨镍矿斗;而40吨常规矿斗斗容10.6立方米,自重14吨,如用于30吨门机,有效载荷16吨,适用货物比重1.5左右,指标接近30吨镍矿斗,可以以此为基础进行兼容性改造的探索。

由于镍矿含水较多,在舱内经常会压实板结而难以抓取,经过现场试验,采用4—5倍率的煤、矿抓斗可以满足兼容条件。

附表一:抓斗基本参数

 

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2. 镍矿斗的改造方案

2.1改造抓斗的选取和准备:

首先对备选抓斗进行结构技术状态检查,选取结构完好的抓斗进行改造,由于需要将抓斗负荷由30吨升级为40吨,抓斗钢丝绳由37mm更换为40吨抓斗使用的40mm;此外为保证抓斗得可靠性,根据抓斗具体情况,选择薄弱位置进行加固,包括检查加固滑轮组耳板,对称加三角筋板进行加固等。

2.2两瓣抓斗的改造:

两瓣煤斗和矿斗属于两瓣抓斗,改造方案为:

a.筋板改造

我们深入分析了镍矿专用斗的设计思想从中汲取灵感。现有抓斗、矿斗全部采用斗内筋板设计,此种抓斗结构紧凑但遇到粘稠的货物时,会更容易粘结在斗内筋板之间,加重粘斗现象。因此需要将斗体内筋板全部移除,并根据抓斗强度和刚度要求,在抓斗外侧安装多组外筋板,确保斗体的强度和刚度要求。

b.抓斗倍率改造

利用抓斗解体维修机会,对抓斗下承梁滑轮组进行改造,增设下承梁滑轮,并在上承梁部位重新安装钢丝绳死首,从而将原先的3倍率抓斗改成4倍率抓斗。

c.斗内圆弧过度

通过对斗内货物的抓斗进行测量,记录各个位置粘结货物厚度,从而勾勒出斗内圆弧弧的形状为采用内边角平滑球面圆弧过度。使用10mm钢板现场压制成型贴附在抓斗内,

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2.3六瓣抓斗的改造:

对于30吨六瓣煤斗的镍矿兼容改造主要进行结构和受力的检查改造。

a. 抓斗倍率改造(与两瓣抓斗相同),由3倍率改为4倍率。

b. 在加粗钢丝绳、滑轮支架加固等升级改造的基础上,筛查发现斗体的薄弱位置在斗体上沿位置。为此,使用10mm钢板做成箱型结构,对抓斗主筋板内侧斗体上沿进行附近1000mm进行加强。 

三、抓斗兼容改造效果

 

对部分现有煤斗和矿斗进行兼容性改造后,为了评估改造效果,我们进行了跟踪和比对,以40吨矿斗为例,用于30吨门机作业,改造前自重14吨,但作业中空斗自重变成16吨,而改造后的抓斗自重为14.2吨,基本保持不变,而货物重量15—16吨,基本实现改造目的。

通过跟踪表明,改造后的抓斗未出现结构变形及裂纹,单斗连续作业量已经超过5万吨,故障率没有出现增高,抓斗使用可靠。而货物粘斗现象明显减少,粘斗货物重量由10%减少到1%以下。通过兼容改造,不仅提高装卸生产效率而且实现节能降耗,公司在原有抓斗配置的基础上,不添置1台抓斗,就实现了公司镍矿作业效率稳步提高,满足了镍矿装卸生产的需要。

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