废钢装卸工艺技术论述

2016-12-15北京瀚川鑫冶工程技术有限公司张建国

资源再生 2016年4期

文 / 北京瀚川鑫冶工程技术有限公司张建国

废钢装卸工艺技术论述

文 / 北京瀚川鑫冶工程技术有限公司张建国

本文论述了废钢装卸存在的主要问题，并分析指出废钢的容重和外形差别大、装卸机械及其属具性能上的不适应和能力上的不足是造成装卸效率低的两个主要原因。同时提出了解决装卸效率低的主要办法是选择大型、专用装卸机械，配置成套的机械属具和在有可能的情况下可配置必要的监视、称重装置。

废钢装卸装卸机械机械属具

我国虽然是世界第一的产钢大国，但是由于工业化成长期短，废钢的积蓄还处于发展阶段，是一个废钢资源贫乏的国家，废钢产出率相对较低，不能满足钢铁生产，尤其是电炉钢生产发展的需要。

目前我国废钢来源主要有3个方面：企业自产、社会采购和国外进口。

企业自产废钢：由于近些年来国内钢铁企业大力发展连铸技术，特别是全连铸技术和连轧技术的采用，综合成材率大幅提高，使得钢铁企业自产废钢率逐年减少。

社会采购废钢：社会废钢的产生取决于钢铁积累量，尽管由于工业化起步晚，目前我国废钢积蓄量不多，但随着我国钢铁消费的迅猛增长，社会采购废钢逐年增加，已成为钢铁业废钢来源的一个主要渠道。

国外进口废钢：由于我国钢铁工业的快速增长，国内废钢资源不能满足钢铁生产的需要，每年需要大量进口国外废钢，进口废钢是我国废钢资源的一个重要补充。进口废钢基本都是未进行过分类的，成分复杂、外形尺寸各异、品质差异大、密度不均匀、夹有非金属材料等，这些都是影响废钢的装卸效率的主要因素。

本文针对进口废钢的装卸进行了效率分析及工艺探讨并提出一些建议。

一、废钢装卸中存在的主要问题及原因分析

对于海运进口废钢，其装卸工艺大多为门机配抓斗或电磁吸盘卸船、装车，装载机（或抓钢机、抓斗轮胎吊）装车，火车或汽车输运。有些港口还增加了挖掘机扒舱、装载机修整车等环节。

进口废钢本身的多样性使其存在许多不确定因素，影响废钢装卸的效率和经济性，使装卸机械和属具损坏严重，轮胎、电能、钢丝绳等的消耗也明显高于其他货种。目前存在的主要问题是装卸效率低。

1. 废钢的容重和外形差别大造成装卸效率低的原因

一般情况下，废钢按容重和外形的不同，可分为重型料（I类、II类）、中型料（I类、II类）、轻薄料三类五种，见表1。

废钢容重和外形的差别，以及成分的复杂性给装卸作业带来很多不确定的因素，给装卸效率的提高带来了很多困难。往往进口生活废钢中还夹带有较多的生活垃圾，更是给废钢的装卸带来不小的难度，如图一是某破碎现场的进口废钢，从中可以看出不仅废钢形式各异，而且有较多的非金属生活废品及生活杂质。

（1）对电磁吸盘来说，由于磁阻等原因，电磁吸盘对废钢的容重和外形十分敏感，容重和外形的变化直接影响它的效率。同一块电磁吸盘，吸大块废钢的能力是吸中块废钢的1.75倍，吸中块废钢的能力是吸小块废钢的2倍。

表1 废钢分类及外形尺寸要求

（2）对抓斗来说，不一定是这种比例，但废钢的容重和外形会对装卸效率产生重大影响却是肯定的。以普通多瓣抓斗为例，抓取小块废钢时，斗常常抓满，效率较高；但对大块废钢，斗往往抓不满。

（3）对大块废钢，往往要用钢丝绳将废钢捆扎后，单个或切割成小块吊出，效率很低。

（4）附着性强的废钢在卸船时，往往形成一个角度很大的坡，使清舱量加大，从而影响装卸效率。

（5）由于道路运输的要求，废钢装车后要进行修整，不同种类废钢的修整量差别很大。

图1 某破碎现场的进口废钢

2. 装卸机械及其属具性能不适应和能力不足

进口废钢是港口装卸的一个老货种，但港口适用于废钢装卸的设备却不多。除电磁吸盘外，全液压抓料机（抓钢机）、电动液压废钢抓斗和多瓣废钢抓斗都是近些年在国内快速发展起来的专业性较强的机械或属具。其他机械和属具的主要服务对象大多不是废钢，用于废钢作业时，往往表现出性能上的不适应。

例如，挖掘机扒舱效果好，但在废钢堆里作业，挖掘机履带常由于废钢的夹入而被别断；装载机清舱能力强，但由于废钢洒落难于完全避免，而且装载机轮胎常因为废钢的扎、割而报废；电动液压废钢抓斗和电磁吸盘是装卸废钢最常用的属具，但其上电缆的收放却是一个一直未能很好解决的问题；火车车厢允许的满厢容重为0.8～0.9t/m3，轻薄料容重小于0.4t/m3，因此，运输轻薄料时，欠重较多；汽车港内倒运时，由于废钢洒落，常常扎破轮胎等。

另外，起重能力不足是影响废钢装卸效率提高的另一个因素，主要表现在大块废钢的卸船上。由于大块废钢交叉错乱、相互牵连，非强大动力难以提起，而目前港口配备的大多是16t以下门机，吊大块废钢时，常常显得力不从心，因而不得不将大块废钢肢解。每种机械或属具都有它特定的经济、高效使用范围，超出该使用范围，则不是性能或能力不适应，就是经济上不合算。

图2 某港口使用液压抓钢机卸船（废钢）

二、解决废钢装卸效率低下的方法措施

1. 选择大型专用装卸机械

就机种而言，挖掘机扒舱效果明显优于其他机械；全液压抓料机（抓钢机）抓取力强，工作幅度大，是目前最好的场地装车机械；带大容积、耐撞击货箱的全挂车或半挂车最适于废钢的输运；卸船设备目前大多是门机，但装卸桥已经开始介入卸废钢作业，并表现出强大的能力。

机械的起重量宜大不宜小，对接卸结构型废钢较多的港口尤其是这样。卸船机械的起重量、工作幅度和效率要与船型相适应，但由于废钢的容重和外形对装卸效率影响太大，因此，与其他货种相比，废钢卸船机械尤其要考虑起重量的选择。换句话说，起重量大，一些大块废钢就可以直接吊出；起重量小，则往往要先切割成小块，然后吊出。

所以，如果所接卸的废钢品种多、容重和外形变化大，则采用大起重量、大抓取力的起重机械更便于提高装卸效率。

另外，由于挖掘机和电动液压废钢抓斗等下舱机械和属具的大型化，小吨位（例如16t以下）岸边起重机受到的限制较多，对沿海大港口来说已不宜将其作为废钢装卸的主选机型。

2. 成套配置机械属具

废钢装卸属具主要是与起重机相配的抓斗、电磁吸盘、钩、绳，以及与挖掘机相配的斗、钳，与叉车相配的叉，与装载机相配的斗等。目前，最受关注的是与起重机相配的抓斗。

某港口在废钢卸船作业中，曾对1台4m3轻型电动液压废钢抓斗与普通多瓣抓斗进行过效率比较，结果表明，在同等条件下，电动液压废钢抓斗的效率是普通多瓣抓斗的3倍，表现出良好的抓取效果和防漏效果。

而作为普通多瓣矿石抓斗的改进型，采用球铰和窄颚板，并在斗形上有所改进的多瓣废钢抓斗，其耐用性和抓取能力比普通多瓣矿石抓斗有较大的提高。

另外还有人认为，用电磁吸盘装卸废钢效率低，其实不然，电磁吸盘装卸废钢的效率其实并不像人们想象的那么低，关键是要选对电磁吸盘的种类。电磁吸盘有多种，电磁吸盘装卸效率的高低，主要取决于装卸货物的种类是否与电磁吸盘的种类相配。装卸废钢应该采用椭圆形的废钢电磁吸盘。

3. 配置必要的监视器和称重仪

在条件允许下，如能在岸边起重机上安装电视监视器和电子称重仪也是提高装卸效率的一项有效措施。

电视监视器安装在起重机头部，对舱内情况进行连续观测，可使司机对舱内货物情况有直观的了解，从而与指挥手形成更好的配合。在起重机上安装称重仪器，一方面可以掌握装载量，另一方面可以消除由于装车超重而被监管部门退回的情况，提高装车的有效性。