①使用范围广。就货物而言,可用于从磷酸盐、煤(粒度在100毫米以下)、矾土等轻物料直至铁矿、石灰石等重物料的卸船作业。就船舶而言,可适用从河驳到大、中型海轮的卸载。
②卸船效率高,工作稳定,卸船时的物料损失量低于抓斗起重机的2%,能量消耗也比用抓斗机低1%~2%。
③易于实现卸船作业自动化。
④防污染问题解决较好。
(2)斗轮卸船机
斗轮卸船机的作业特点是由双排斗轮取料,物料落入中间皮带机上,输送到链斗提升机将物料提升到悬臂皮带机,转送到岸上。斗轮和链斗可以由舱内操纵转动240°。由于驾驶员易于观察物料的抓取情况,机动性较好,抓取效率较高,也可以减少整机移动和悬臂转动的次数。从发展趋势来看,连续型的各式卸船机是一种可提高卸船效率的、很有发展前途的专用卸船机械。
9.2.3 散货堆场机械
散货堆场机械是指用来完成物料的进、出场和堆料作业的专用机械。物料品种、特性和堆存量是决定选用堆场机械设备的主要因素,而应用的机械设备不同也会影响物料进、出场和堆存形式,两者要相互适应。
1.堆料机
堆料机是国内外散货堆场常用的专用机械。散货堆场使用较大型的堆料机的有美国康捏恩特矿石码头、加拿大温哥华罗伯茨码头、我国秦皇岛煤四期码头等。堆料机有单悬臂、双悬臂、旋臂式三种机型。堆料机与堆场皮带机系统可以组成不同的堆场装卸工艺形式。
2.取料机
取料机是专用于堆场取料的机械,常见的是与水平固定式皮带机配合使用的取料机,但也有流动式取料机。如美国明尼苏达州双港球团矿码头采用履带式斗轮取料机。
取料机通常与堆料机配合使用来完成物料进出堆场的作业,这种堆取分开作业的营运费用较低,但土建部分的投资大,所以在一般情况下适用于堆场外形尺寸长而宽的堆场。
取料机的特点是两端支承在轨道上,中间是皮带机和滚斗桥架,整机可跨堆场移动,滚斗也可沿桥架移动。由滚斗从货堆上取料,再将物料转到上部桥架上,最后卸入平行轨道设置的固定皮带机上。
3.皮带输送机
皮带输送机是散货装卸作业线连接装卸船、装卸车、堆场机械和各种储存给料作业环节之间的水平运输的转运工具。随着装卸船效率和煤炭、矿石装卸工艺的现代化发展,皮带输送机已具有固定式、大容量、长距离和高效率等特点。目前世界最新型皮带机系统的输送效率已达4万吨/小时。高效率的皮带输送机对皮带的强度要求高,对皮带的带宽和带速也提出更高的要求。皮带输送机效率的选用要与装船机和卸船机相适应。
9.3 港口装卸工艺
9.3.1 港口装卸工艺概述
所谓工艺,是指社会生产中改变劳动对象所采取的方法。工艺是达到目的的一种手段,工艺的效用是在整个生产过程中表现出来的。在制造业中主要指的是加工方法。在港口企业中,港口装卸工艺是指在港口实现货物从一种运载工具(或库场)转移到另一种运载工具(或库场)的空间位移的方法和程序。
1.港口装卸工艺的性质
社会生产的劳动对象可分为物质、能、信息等若干形态。运输业所从事的则是物质在空间上的位移。港口的主要任务是货物装卸和储存。对港口来说,装卸工艺就是港口的生产方法。研究装卸工艺,就是分析和改进装卸方法,使通过港口的物流更经济、更合理,从而达到安全、优质、高效、低成本地完成装卸任务的目的。
装卸工艺是港口生产的基础,属于工业工程的范畴。工业工程学着重研究以生产流水线为中心的整个企业的现场管理,其追求的目标在于杜绝生产中的一切浪费、提高劳动生产率,降低成本。正因为如此,加强科学管理必须从工艺管理抓起。由于工艺对货物装卸、搬运、堆存提出了安全、质量、效率、经济的全方位要求,因此实现工艺规范化既是现场管理的基本要求,又是文明生产的主要内容。
装卸工艺分析和劳动定额、激励制度等结合起来,又是劳动管理的重要内容。先进的装卸工艺、合理的劳动定额以及能激发工人劳动热情的激励制度,这三者的有机结合是提高劳动生产率的重要手段。劳动定额必须在先进的装卸工艺基础上制定,而先进的装卸工艺必须通过合理的劳动定额和能激发工人劳动热情的激励制度才能巩固和提高。
装卸工艺现代化是港口现代化的关键,是提高劳动生产率和内涵扩大再生产的主要手段。因此,改进装卸工艺往往是港口挖潜、革新、改造的主要目标。
作为研究方法合理化的装卸工艺既是一门技术性学科,又是一门管理艺术,它与组织及经济密切相关,甚至在某些方面工艺本身就包含着组织和经济的因素。例如,工艺合理化的重要原则之一,是作业线各环节的生产率要互相协调。而要实现这个原则,必然要考虑各环节的配工和配机问题,这也就包含了生产组织的因素。又如,工艺方案总是要和一定的经济指标相联系的,根据这些经济指标,才可以从众多方案中筛选出最优的。可见,装卸工艺又是与经济紧密联系在一起的。
2.港口装卸工艺的主要内容
在港口,装卸工艺工作主要包括两个方面,即日常装卸工艺工作和港口装卸工艺设计工作。
(1)港口日常装卸工艺工作
这一工作是以港口现有的工艺系统与装卸设备伟基础,通过挖潜、技术创新和有效的组织,合理运用现有的人力、物力,以达到安全、优质、高效、低消耗来完成港口装卸任务的目的,这是属于港口内涵式的扩大再生产能力的工作。具体包括:工属具的改进和创新、装卸工艺线的再设计、作业线改进、工程心理学研究、装卸作业技术标准的制定与修改等。除此之外,港口日常工艺管理工作还包括货物在运输工作与库场内的堆码方式,各种辅助作业的完成方法等。
(2)港口装卸工艺设计工作
港口装卸工艺设计属于外延的扩大再生产范畴,是港口工程设计的一个重要组成部分。装卸工艺设计往往对港口工程设计的其他环节提出设计要求,对整个设计起到总揽全局的约束作用。装卸工艺设计是港口规划发展中的主要决策内容之一。在设计装卸工艺方案时,必须根据货物的种类、流向、流量、包装、理化性质等因素,以及车型、船型、码头的交接方式,港口的自然条件,运输组织等方面的具体情况,拟定一系列可供比较的、有价值的方案,并经过详尽的分析和比较,找出一个较为合理且可行的方案。一个成熟、合理、可行的工艺方案的产生,必须经过反复修正与比较,使所选方案完善合理。如果工艺方案决策错误,即使港口具体工作做得再多再好,企业也是难以取得成效的。计算机仿真技术的应用使装卸工艺方案的选择过程更为科学。
从上述几个方面的分析可知,港口装卸工艺主要涉及以下几方面的内容:
①装卸机械设备类型的选择和吊货工具的设计;
②工艺流程的合理化;
③货物在运输工具和库场的合理配置和堆码;
④驾驶员和工人的先进操作方法;
⑤工艺规程的制定和修改。
3.港口装卸工艺的作用
港口的主要任务是进行货物在不同运输工具之间的换装,在装卸过程中并没有材料的消耗,只有机械的磨损及燃料的消耗。因此,装卸成本主要决定于机械的折旧修理费、燃料费、机械驾驶员及装卸工人的工资等。所以,降低装卸成本就是要降低上述几种费用,这样通过合理使用装卸机械及装卸工艺来达到。另外,保证装卸过程中的安全与质量也必须寻找合理的装卸工艺。其他如装卸效率的高低、劳动强度的大小等,也与装卸工艺有密切关系。因此可以说,港口装卸工艺工作在港口技术管理工作中是头等重要的工作,是港口生产的基础。另一方面,港口装卸总是按某种方式进行的,然而不同的方式会产生不同的效果。这就是说,港口装卸工艺是客观存在的,我们的任务是应该主动地研究它、改造它,使之更合理。这也就是必须大力开展研究装卸工艺的原因所在。
港口装卸工艺在港口生产管理中具有重要的作用,概括起来有以下几个方面:
①港口装卸工艺是港口生产的基础。港口装卸工艺是通过装卸作业线具体实现的,而作业线实际上就是装卸工艺线。
②港口装卸工艺是劳动管理的重要内容。港口装卸作业的方式选择直接影响到作业的时间、定额以及奖惩制度。
③港口装卸工艺现代化是港口生产技术进步的标志之一。长期以来,有一种倾向,就是重码头建设、轻设备的有效应用。致使我国集装箱码头虽然建了不少,但是单泊位通过能力却普遍较低,大大影响了码头应有能力的正常发挥。
④港口装卸工艺直接影响港口的生产绩效。港口装卸工艺选择是否合理,直接影响到港口的生产绩效。合理的装卸工艺选择并不是主张设备采用得越先进越好,而是要根据港口的实际生产情况和货种货流情况进行合理选择。
9.3.2 影响港口设备配备的因素
装卸工艺和装卸机械化系统是两个关系密切,但又互不相同的概念。装卸工艺是指货物装卸的方法,装卸机械化系统则是用来实现装卸工作机械化的各种装卸机械及辅助设备的集成。例如,在件货装卸时,门座起重机可以与叉式装卸车配合组成一个机械化系统,但同一个“门座起重机-叉式装卸车”系统可以有几个不同的工艺方案,即成组运输、成组装卸及堆存、散件装卸。
但必须指出,现代化的装卸工艺是以先进的装卸机械化系统为基础的,而且机械化系统一经采用,更换比较困难,因此必须根据港口的具体营运状况和自然条件,合理地设计机械化系统,特别要注意构成机械化系统主体的装卸设备类型的选择。影响装卸机械设备类型选择的因素大体包括货物、运输工具、自然条件、港口建筑物和运输组织等几方面。
1.货物方面
(1)货物特性
货物的不同在以下几个方面影响着机械设备的选择:
①货物的尺寸、重量、容重、形状和包装形式影响着起重量的选择。例如件货组的大小往往受舱口尺寸、构成货组的方便性和货物在运输及保管时的稳定性等条件制约,因此对积载因素大的“轻泡货”来说,选择起重量过大的起重机就会因起重量得不到充分利用而影响经济效果。
②货物品种的多样性要求机械具有通用性和灵活性,要求能同时从船舶和车辆装卸多个品种的货物,要求库场内有众多的货堆。在分票多、货堆小的时候往往要影响货堆的高度,影响库场面积和机械对高性能的充分利用。
③货堆的脆弱性和包皮的牢固性会影响装卸方法和货堆高度,要求港口在装卸货物时选用最少“接头”的输送机系统,避免采用刮运或抛掷的原理来运移货物。受震易坏的货物,如收音机等不能用滑板装卸,焦炭不宜用抛射式平仓机;怕压的件货在库内堆场时要用货架。
④货物的冻结性和凝结性对设备的有效应用具有重大影响,如果设计时考虑不周,有时甚至会使整个设备无法使用。例如盐、化肥散运时会因凝结而结壳,煤炭、矿石在冬季运输时会冻结,而且水分越大,越易冻结。由于冻结的货物不能自流,影响到开门车和露天地下坑道的有效应用。为使货物不冻,或使已冻的货物松碎,需要根据不同情况对散货进行脱水、加防冻剂、加热、用机械松碎等方法。
⑤货物的磨损性和腐蚀性会加速机件的损坏,因此需要特别的防护与维修。
⑥货物的易燃、易爆、扬尘性要求在设计装卸机械化系统时从安全、环保的角度采取有效措施。
此外,在设计机械化系统时,还需要考虑因特定货物引起的某些辅助作业设备的需要,如干燥、净化、精选、粉碎、分票、选材、称量、计件等设备。
(2)吞吐量
吞吐量大小关系到是否需要设置专用化泊位和采用专用化机械。港口的专用化生产是社会化大生产的产物,也是现代化大工业发展的客观规律和基本特性。
专用化生产能否取得良好的经济效果,关键的因素是要具备一定的产量。如果产量不足,专用化生产反而会因设备利用不足而提高成本。同样的道理,吞吐量大小也关系到机械设备应具有的生产能力,从而影响到所需配备的机械设备的类型和数量。吞吐量大时,应设置生产能力较高的机械设备以获得较高的港口通过能力;当吞吐量较小时,最好采用构造简单,造价低廉,而又能保持相当生产能力的机械化系统。对生产任务显着不均衡的、受季节影响大的货物,则要考虑泊位在空闲季节的充分利用问题。
(3)货物流向
货物流向是影响机械设备选择的又一重要因素,水运货物是经铁路还是水路转运,是双向货流还是单向货流,货物是全部需要经过库场还是有很大比重直接换装,这些对机械设备选择都有很大影响。双向货流要求机械在装船与卸船的两个方向都能进行工作。在这方面起重机系统较输送系统优越。
货物是否经过仓库对机械化系统也有重大影响。货物完全不经过仓库,当然可以使机械化系统简单、经济,但是促使货物经过仓库的原因很多:如货物的特殊要求(木材的分类和加工,件货的分票,谷物的精选、干燥和熏蒸等);水陆同时装卸的货物品种不同;各种运输方式的工作期不相一致;水陆运输工具未能同时到港以及它们的载重量相差悬殊等。而且船舶装卸效率越高,组织直接换装越困难。
除此之外,货物方面还要考虑流量、流向的稳定程度,因为这关系到是否适宜采用专用化装卸设备。