論板鉤在寬厚板裝船作業中的應用

夏燁平 XIA Ye-ping

（上海交通大學 機械與動力工程學院，上海 200030）

(College of Mechanical and Power Engineering,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200030,China)

寬厚板是寶鋼股份的拳頭產品之一，主要應用于船舶、集裝箱和汽車等制造行業，目前有股份厚板廠和股份浦鋼4.2米和5米兩條產線，年出廠量自2007年起穩步增長，由2007年的78.3萬噸增長至2009年的139.5萬噸，在寶鋼各類產品所占比例也由13%增長至27%。

寬厚板在寶鋼產品中占較大比重，而寬厚板的出廠運輸95%以上都是通過水運，則水運裝船的速度決定了寬厚板物流環節的效率，這是寶鋼廠內物流的關鍵所在。本文將重點介紹寬厚板在物流環節中的作業方法優化以及新工藝——板鉤的應用對物流增值起到的重要作用。

1 寬厚板裝船原工藝方法介紹

1.1 寬厚板裝船原工藝流程

寬厚板裝船作業的工藝流程在寶鋼廠內包含三大部分——倉庫發貨、車輛運輸和碼頭裝船，貨物在三個環節中依次流轉，其中車輛運輸不涉及吊裝工藝，非本文描述重點。倉庫發貨是指將倉庫中貨位內的寬厚板產品使用行車吊運至車輛或框架上，碼頭裝船是指將車輛或框架上的寬厚板產品使用港機吊運至船艙內，這兩個流程完成了貨物從倉庫到船艙的移動。

1.2 寬厚板裝船原吊運工具

1.2.1 吊運工具概述

分析寬厚板產品從倉庫到船艙的移動這一過程，關鍵的作業在于行車或港機的吊運。行業中通用的作業方法，同時也是寶鋼股份運輸部以往的作業方法是使用磁性吸盤類吊具，利用其對鋼鐵類產品諸如寬厚板的吸力以完成貨物的吊運和移動。

1.2.2 吊運工具分類

磁性吸盤吊具分為兩種：電磁吸盤、永磁吸盤。

電磁吸盤利用電機提供動力產生磁性與吸力，未通電狀態下模塊無磁性，其特點是吸力強，可吸起的質量大。通常作業寬厚板可多張吸附，允許吸附的寬厚板總厚度在45毫米左右，而寬厚板的厚度從5毫米到40毫米不等，多的可以吸附5～6張，少的也可吸附1～2張。使用電磁吸盤作業由于可以多張吸附所以作業效率高。

永磁吸盤的磁性模塊即磁鐵，無需通電即具有磁性和吸力，而通電后則失去磁力可將吸附的寬厚板產品釋放。其特點是安全穩定，即使發生設備突然停電或故障等情況也可確保寬厚板牢牢地吸附在吊具上不致發生墜落，但不論寬厚板的厚度大小，其只能單張吸附。使用永磁吸盤作業由于只能單張吸附所以對作業效率影響比較大。

1.3 吊運工具在實際裝船作業中的選擇和應用

按前文所述，寬厚板裝船作業包含兩個重要工藝流程——倉庫發貨和碼頭裝船，根據此兩種作業不同的作業條件和環境選擇不同的吊運工具。

1.3.1 倉庫發貨

倉庫發貨作業是將貨位內的寬厚板吊運至車輛或框架上，由于在倉庫內作業，行車的吊運高度和行程都比較小，且指揮手站位離吊具的關路比較遠，倉庫內發貨作業的安全系數相對較高，通常選擇電磁吸盤多張吸附作業以提高作業效率，即使因斷電或設備故障發生寬厚板掉落也不會傷及人員或昂貴的設備。作業效率為一車約15分鐘。

1.3.2 碼頭裝船

碼頭裝船作業是將車輛或框架上的寬厚板貨物吊運至船艙內，由于在碼頭上作業，港機的吊運高度較高，同時因涉及到船方的船舶及船艙內作業人員，如發生意外造成掉板等事故的發生后果將不堪設想，為確保作業的絕對安全性，故碼頭裝船使用永磁吸盤單張吸附作業以確保安全，作業效率為一車約45分鐘。

2 板鉤密疊作業寬厚板工藝方法介紹

如前文所述，寬厚裝船作業的效率瓶頸在于碼頭裝船只能單張吸吊，如能增加每吊作業的寬厚板張數，即可提高裝船的作業效率。而既然永磁吸盤在設備性能上決定了不能多張吸吊，而電磁吸盤又先天存在可能發生安全事故的不足，那只有啟用新式吊具——板鉤，來解決使用吸盤安全與效率不能兼顧的問題。

2.1 板鉤介紹

板鉤是用于吊運鋼管、熱軋板等產品的鉤狀吊具。板鉤吊具的具體圖示見圖1。

2.2 板鉤作業特殊要求

板鉤對多張寬厚板在寬度范圍內的差異有很高的要求：

2.2.1 厚度要求：因為板鉤的開口小，縱向僅為80毫米，為確保其能卡住多張寬厚板，每疊的寬厚板厚度標準設定為不超過70毫米，這樣可以保證一疊寬厚板能完全進入板鉤的開口。具體圖示見圖2。

2.2.2 寬度要求：因為板鉤橫向開口僅為3厘米左右，且其鉤頭的著力點在每疊寬厚板的最底下一張，如果寬厚板未對齊或寬度方向偏差很大，將會造成板鉤脫鉤現象，所以每疊寬厚板寬度范圍不能超過1厘米。

2.3 板鉤作業方法

2.3.1 倉儲入庫要求

如前文所述，板鉤作業對多張寬厚板成一疊的寬度有嚴

格要求，偏差不得大于1cm，我們在實踐中設定同寬度的寬厚板方能采用板鉤作業。如果同一批次同一船寬厚板的寬度變化非常大，則板鉤作業即無用武之地。

我們對各個用戶的寬厚板資源情況及長寬度尺寸進行了挖掘研究，發現日本、新加坡及國內煙臺、廈門方向的用戶訂板在寬度方向有規律可循，同一批次的寬厚板在寬度上固定有若干個尺寸、而若干個尺寸下寬厚板有一定數量，這就使得板鉤作業具有可行性。

針對板鉤作業的特殊要求，我們制定入庫標準，梳理同一批次的寬厚板在其入庫時按寬度相同的原則進行入庫堆垛，以實現每層定尺對齊密疊裝車。

2.3.2 倉庫發貨裝車

2.3.2.1 裝車對齊

倉庫發貨時使用電磁吸盤在裝車時利用自制靠邊器將框架或車輛上的寬厚板呈多塊密疊狀。具體圖示見圖3。

圖3中顯示的是電磁吸盤將多張吸吊的底層板靠邊后單張釋放，依次類推電磁吸盤將一張張板靠邊后單張釋放以及多張板對齊后呈密疊狀。

2.3.2.2 不同寬度尺寸的寬厚板密疊要求

寬厚板尺寸眾多，在寬度方向有較大偏差，而車輛及框架寬度是固定的，為確保靠邊對齊裝車后車輛運輸的穩性，針對不同寬度范圍的寬厚板采用不同的密疊方式，同時一疊厚度滿70mm后需要使用墊木隔開。

2.3.2.3 寬厚板密疊裝車的補充要求

厚板寬度方向的兩側邊部要對齊；每關的厚板長度最大偏差控制在≤3米；選用的墊木強度要滿足厚板堆高的要求；選用的墊木的厚度≥板鉤厚度的三分之二。

2.3.3 板鉤裝船標準

在一關內可多張吊運，但所吊運的寬厚板的寬度應相同且邊部疊放整齊，長度最大偏差≤3米。板鉤按吊點成組對稱使用，系掛吊索的長度應一致。確認板鉤鉤面必須平整，無雜物、無油污。根據單個板鉤的起吊能力，針對厚板重量、長度，選定相應數量及規格的板鉤。確認寬厚板疊加厚度不得超過板鉤開口度的80%，確認寬厚板的重量不得超過板鉤起吊能力總和。

吊運寬厚板時，板鉤離厚板30cm處應打停，再緩慢下降，不得高速撞擊厚板，防止損壞厚板及板鉤。認真確認寬厚板的中心位置，以吊點均布、懸翼長度為相鄰吊點間距的0.2～0.6倍、對稱系掛為基本原則，正確選擇所需吊點數及吊點位置，確保起吊期間厚板板形基本平直穩定，避免兩端或中間嚴重下垂。

3 板鉤裝船作業優越性介紹

板鉤裝船作業的模式改變了永磁吸盤只能單張吊運的限制，每一關作業數量提高到3～4件，同時也減少了港機的運行次數，板鉤作業在效率和成本方面有絕對優勢。

3.1 作業效率的提高

原永磁吊具每關2.5分鐘 （每關1件），實動能力為24件/小時，現板鉤每關5.5分鐘 （每關3～4件），實動能力為38件/小時，效率提高超過50%。板鉤作業時間的統計見表1。

表1

表2

3.2 電耗成本下降

表2是港機使用板鉤和永磁吸盤的電耗統計，采集了白天和夜間的數據，均顯示板鉤作業較永磁吸盤作業電耗有大幅下降，平均每件電耗下降達70%。

4 結束語

將板鉤應用于定尺寬厚板的裝船作業大大提高了碼頭效率，同時也降低了電耗成本，對寶鋼產成品物流能力改善起到了巨大作用。目前板鉤在寬厚板作業中的應用范圍大約占30%，還有大部分的船用板因其寬度規格多樣化而無法使用目前的板鉤作業，即尚有70%的寬厚板還未解決物流瓶頸問題。我們將進一步研究如何改進板鉤的形式以適應所有的寬厚板作業，以進一步提高板鉤作業的通用性。