论板钩在宽厚板装船作业中的应用

夏烨平 XIA Ye-ping

（上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200030）

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

宽厚板是宝钢股份的拳头产品之一，主要应用于船舶、集装箱和汽车等制造行业，目前有股份厚板厂和股份浦钢4.2米和5米两条产线，年出厂量自2007年起稳步增长，由2007年的78.3万吨增长至2009年的139.5万吨，在宝钢各类产品所占比例也由13%增长至27%。

宽厚板在宝钢产品中占较大比重，而宽厚板的出厂运输95%以上都是通过水运，则水运装船的速度决定了宽厚板物流环节的效率，这是宝钢厂内物流的关键所在。本文将重点介绍宽厚板在物流环节中的作业方法优化以及新工艺——板钩的应用对物流增值起到的重要作用。

1 宽厚板装船原工艺方法介绍

1.1 宽厚板装船原工艺流程

宽厚板装船作业的工艺流程在宝钢厂内包含三大部分——仓库发货、车辆运输和码头装船，货物在三个环节中依次流转，其中车辆运输不涉及吊装工艺，非本文描述重点。仓库发货是指将仓库中货位内的宽厚板产品使用行车吊运至车辆或框架上，码头装船是指将车辆或框架上的宽厚板产品使用港机吊运至船舱内，这两个流程完成了货物从仓库到船舱的移动。

1.2 宽厚板装船原吊运工具

1.2.1 吊运工具概述

分析宽厚板产品从仓库到船舱的移动这一过程，关键的作业在于行车或港机的吊运。行业中通用的作业方法，同时也是宝钢股份运输部以往的作业方法是使用磁性吸盘类吊具，利用其对钢铁类产品诸如宽厚板的吸力以完成货物的吊运和移动。

1.2.2 吊运工具分类

磁性吸盘吊具分为两种：电磁吸盘、永磁吸盘。

电磁吸盘利用电机提供动力产生磁性与吸力，未通电状态下模块无磁性，其特点是吸力强，可吸起的质量大。通常作业宽厚板可多张吸附，允许吸附的宽厚板总厚度在45毫米左右，而宽厚板的厚度从5毫米到40毫米不等，多的可以吸附5～6张，少的也可吸附1～2张。使用电磁吸盘作业由于可以多张吸附所以作业效率高。

永磁吸盘的磁性模块即磁铁，无需通电即具有磁性和吸力，而通电后则失去磁力可将吸附的宽厚板产品释放。其特点是安全稳定，即使发生设备突然停电或故障等情况也可确保宽厚板牢牢地吸附在吊具上不致发生坠落，但不论宽厚板的厚度大小，其只能单张吸附。使用永磁吸盘作业由于只能单张吸附所以对作业效率影响比较大。

1.3 吊运工具在实际装船作业中的选择和应用

按前文所述，宽厚板装船作业包含两个重要工艺流程——仓库发货和码头装船，根据此两种作业不同的作业条件和环境选择不同的吊运工具。

1.3.1 仓库发货

仓库发货作业是将货位内的宽厚板吊运至车辆或框架上，由于在仓库内作业，行车的吊运高度和行程都比较小，且指挥手站位离吊具的关路比较远，仓库内发货作业的安全系数相对较高，通常选择电磁吸盘多张吸附作业以提高作业效率，即使因断电或设备故障发生宽厚板掉落也不会伤及人员或昂贵的设备。作业效率为一车约15分钟。

1.3.2 码头装船

码头装船作业是将车辆或框架上的宽厚板货物吊运至船舱内，由于在码头上作业，港机的吊运高度较高，同时因涉及到船方的船舶及船舱内作业人员，如发生意外造成掉板等事故的发生后果将不堪设想，为确保作业的绝对安全性，故码头装船使用永磁吸盘单张吸附作业以确保安全，作业效率为一车约45分钟。

2 板钩密叠作业宽厚板工艺方法介绍

如前文所述，宽厚装船作业的效率瓶颈在于码头装船只能单张吸吊，如能增加每吊作业的宽厚板张数，即可提高装船的作业效率。而既然永磁吸盘在设备性能上决定了不能多张吸吊，而电磁吸盘又先天存在可能发生安全事故的不足，那只有启用新式吊具——板钩，来解决使用吸盘安全与效率不能兼顾的问题。

2.1 板钩介绍

板钩是用于吊运钢管、热轧板等产品的钩状吊具。板钩吊具的具体图示见图1。

2.2 板钩作业特殊要求

板钩对多张宽厚板在宽度范围内的差异有很高的要求：

2.2.1 厚度要求：因为板钩的开口小，纵向仅为80毫米，为确保其能卡住多张宽厚板，每叠的宽厚板厚度标准设定为不超过70毫米，这样可以保证一叠宽厚板能完全进入板钩的开口。具体图示见图2。

2.2.2 宽度要求：因为板钩横向开口仅为3厘米左右，且其钩头的着力点在每叠宽厚板的最底下一张，如果宽厚板未对齐或宽度方向偏差很大，将会造成板钩脱钩现象，所以每叠宽厚板宽度范围不能超过1厘米。

2.3 板钩作业方法

2.3.1 仓储入库要求

如前文所述，板钩作业对多张宽厚板成一叠的宽度有严

格要求，偏差不得大于1cm，我们在实践中设定同宽度的宽厚板方能采用板钩作业。如果同一批次同一船宽厚板的宽度变化非常大，则板钩作业即无用武之地。

我们对各个用户的宽厚板资源情况及长宽度尺寸进行了挖掘研究，发现日本、新加坡及国内烟台、厦门方向的用户订板在宽度方向有规律可循，同一批次的宽厚板在宽度上固定有若干个尺寸、而若干个尺寸下宽厚板有一定数量，这就使得板钩作业具有可行性。

针对板钩作业的特殊要求，我们制定入库标准，梳理同一批次的宽厚板在其入库时按宽度相同的原则进行入库堆垛，以实现每层定尺对齐密叠装车。

2.3.2 仓库发货装车

2.3.2.1 装车对齐

仓库发货时使用电磁吸盘在装车时利用自制靠边器将框架或车辆上的宽厚板呈多块密叠状。具体图示见图3。

图3中显示的是电磁吸盘将多张吸吊的底层板靠边后单张释放，依次类推电磁吸盘将一张张板靠边后单张释放以及多张板对齐后呈密叠状。

2.3.2.2 不同宽度尺寸的宽厚板密叠要求

宽厚板尺寸众多，在宽度方向有较大偏差，而车辆及框架宽度是固定的，为确保靠边对齐装车后车辆运输的稳性，针对不同宽度范围的宽厚板采用不同的密叠方式，同时一叠厚度满70mm后需要使用垫木隔开。

2.3.2.3 宽厚板密叠装车的补充要求

厚板宽度方向的两侧边部要对齐；每关的厚板长度最大偏差控制在≤3米；选用的垫木强度要满足厚板堆高的要求；选用的垫木的厚度≥板钩厚度的三分之二。

2.3.3 板钩装船标准

在一关内可多张吊运，但所吊运的宽厚板的宽度应相同且边部叠放整齐，长度最大偏差≤3米。板钩按吊点成组对称使用，系挂吊索的长度应一致。确认板钩钩面必须平整，无杂物、无油污。根据单个板钩的起吊能力，针对厚板重量、长度，选定相应数量及规格的板钩。确认宽厚板叠加厚度不得超过板钩开口度的80%，确认宽厚板的重量不得超过板钩起吊能力总和。

吊运宽厚板时，板钩离厚板30cm处应打停，再缓慢下降，不得高速撞击厚板，防止损坏厚板及板钩。认真确认宽厚板的中心位置，以吊点均布、悬翼长度为相邻吊点间距的0.2～0.6倍、对称系挂为基本原则，正确选择所需吊点数及吊点位置，确保起吊期间厚板板形基本平直稳定，避免两端或中间严重下垂。

3 板钩装船作业优越性介绍

板钩装船作业的模式改变了永磁吸盘只能单张吊运的限制，每一关作业数量提高到3～4件，同时也减少了港机的运行次数，板钩作业在效率和成本方面有绝对优势。

3.1 作业效率的提高

原永磁吊具每关2.5分钟 （每关1件），实动能力为24件/小时，现板钩每关5.5分钟 （每关3～4件），实动能力为38件/小时，效率提高超过50%。板钩作业时间的统计见表1。

表1

表2

3.2 电耗成本下降

表2是港机使用板钩和永磁吸盘的电耗统计，采集了白天和夜间的数据，均显示板钩作业较永磁吸盘作业电耗有大幅下降，平均每件电耗下降达70%。

4 结束语

将板钩应用于定尺宽厚板的装船作业大大提高了码头效率，同时也降低了电耗成本，对宝钢产成品物流能力改善起到了巨大作用。目前板钩在宽厚板作业中的应用范围大约占30%，还有大部分的船用板因其宽度规格多样化而无法使用目前的板钩作业，即尚有70%的宽厚板还未解决物流瓶颈问题。我们将进一步研究如何改进板钩的形式以适应所有的宽厚板作业，以进一步提高板钩作业的通用性。