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废钢装卸设备综合效益分析及选型

发布日期:2016-01-18    来源:作者:朱宏敏 朱宏兴 丁周扬 单位:上海昂丰矿机科技有限公司      点击数:18224

       我国钢铁产量居世界第一位,同时也是废钢需求消耗最大的国家,2011年的废钢需求总量已经达到了8000万t。伴随着行业的发展需求,我国的废钢装卸逐渐从人工方式发展到机械化、自动化作业,开发了种类多样的废钢装卸设备。
       一、目前主要废钢装卸设备情况及工况条件
       目前在国内配合各类起重设备(如门式起重机、桥式起重机、塔式起重机、卸船机等)使用的废钢装卸设备主要有电动液压抓斗、电磁吸盘、机械式抓斗等。可以配合各类起重设备满足不同工况条件的使用需求,具有应用广泛、适用性好、拆装更换方便等特点。其中机械式抓斗由于动力方式的原因,以及钢丝绳磨损快、抓取力量分配不合理、在不规则物料情况下抓取效果差等缺陷,正在逐步被各种废钢装卸场合淘汰。电动液压抓斗与电磁吸盘是目前应用最多的两种废钢装卸设备。
       国内废钢装卸现场普遍的工况条件为:
       1、工作环境恶劣,基本为露天作业,灰尘多、温差大,基本无防护措施。
       2、工作负荷繁重,一般废钢需要装车、卸车、堆料、上(钢包)料蓝4 道工序,工作量成倍增加,工作时间长。
       3、维护保养困难,因工作环境恶劣,在露天高温、严寒、风雨粉尘等气候条件下作业,增加了维护难度。
       因此,选择效率高、稳定性好、适合现场工况需求的废钢装卸设备很重要。
       二、液压抓斗与电磁吸盘的技术参数及综合效益的比较
       同一工况条件下,对两种不同的设备进行性能参数及综合效益的对比。
       1、工况条件
       炼钢设备:100 t 电炉。
       加料方式:分两次加料,第1次加料70 t,第2次加料40 t,主要原料为结构废钢。
       运料设备:20 t起重机配Φ2.4 m 电磁吸盘或3.2 m3液压抓斗,起升高度10 m。
       废钢种类:结构废钢,堆积密度1~2.5 t /m3
       起重机功率:75 kW+2×22 kW+5.5 kW,一个工作循环平均以2min 计算,耗电2kW•h。
       2、两种设备的主要性能参数
       (1)3.2 m3电动液压抓斗
       型号:AMG-D-12.5-3.2
       电机功率:30 kW
       打开时间:8 s
       闭合时间:13 s
       自重(半开式):5020 kg
       尺寸:闭合直径 2344 mm,打开高度 2386 mm
       抓取力(适合各种物料):11000 kg
       平均每次抓取物料质量:7000 kg
       (2)Φ2400 mm电磁吸盘
       型号:MW5-240L/1-2
       消耗功率:25.3/33.9 kW
       电流:115/154 A
       自重:9000/9800 kg
       尺寸:直径 2400 mm,高度 2020 mm
       吸力:切屑 2250 kg,钢球 2600 kg,钢锭 4800 kg
       平均每次吸取物料质量:1800 kg
       根据以上相关数据以及一些使用单位的调查,可以发现以下特点:
       (1)电动液压抓斗适合抓取各种规则和不规则的废钢,对废钢种类的适应性好。无论对破碎料、结构废钢、重型废钢还是生铁块都具有很好的抓取效果。
       (2)电磁吸盘的吸取效果与废钢的种类有很大的关系,越是规则、密度大的废钢,吸盘的吸取效果越好,越是不规则、密度较低的破碎废钢,吸取效果越差。
另外,对于废不锈钢以及其他废旧有色金属等的特殊工况场合,电磁吸盘的应用有一定的局限性。
       3、使用20 t起重机配液压抓斗与电磁吸盘的性能及综合效益比较(见表1)

       
       通过综合效益比较分析可知,电动液压抓斗与电磁吸盘在能耗与工时方面存在较大的差异。以一个年消耗废钢200万t 的钢铁厂为例,电动液压抓斗与电磁吸盘的工作时间设定为6000 h /a。
       电动液压抓斗的投入数量为:(2000000 t×4工序)/(300 t /h×6000 h)=4.4台。电磁吸盘的投入数量为:(2000000 t×4工序)/(120 t /h×6000 h)=11.08台。
       可以看出在相同工作量的情况下,电动液压抓斗比电磁吸盘的投入数量少,能减少配套起重设备的投入。此外,不仅抓斗本身可以节约能耗,由于效率的提升,还可以降低起重机设备的工作频率,总能耗也大大降低,根据计算,每年可以节省约968万kW•h的电力。
       4、综合优缺点对比(见表2)

       
       通过对钢铁企业现场使用情况的调查,电动液压抓斗比电磁吸盘具有更高的安全性。不仅如此,在夏季高温季节,电磁吸盘因自身原理会产生大量热量,造成吸盘温度过高,影响对废钢的吸力,吸取效果下降。一些单位经常会出现电磁吸盘因温度过高而停用,等待自然冷却后再使用的现象。
       从效率、效益以及安全性的角度来看,虽然电动液压抓斗具有很明显的特点和优势,但其自身也存在缺点(无法完全清理场地)。在废钢船装卸时,如只用电动液压抓斗,则无法清理船仓,因此需要辅助设备帮助清理。
       三、废钢装卸设备的选型建议
       从以上对比分析可以看出,在废钢用量大、效率要求高的使用工况中,电动液压抓斗设备具有明显的性价比优势。而在工况条件复杂、效率要求不高、废钢用量少的场合,电磁吸盘具有更好的适用性。另外,对于废钢装卸量大的单位,为解决工作效率与场地清理效果的矛盾,通过在起重设备中增加2 套电控系统,可以实现电动液压抓斗与电磁吸盘的互换。以电动液压抓斗为主要装卸设备,配以少量的电磁吸盘清理场地,总投入成本低于全部使用电磁吸盘的成本,比只用电动液压抓斗的成本高,但综合来看,不失为最佳的选型考虑。
       总之,使用单位可以根据自身实际工况条件以及使用需求,通过分析选择适合作业的废钢装卸设备。