廢鋼裝卸設備綜合效益分析及選型

       我國鋼鐵產(chǎn)量居世界第一位，同時也是廢鋼需求消耗最大的國家，2011年的廢鋼需求總量已經(jīng)達到了8000萬t。伴隨著行業(yè)的發(fā)展需求，我國的廢鋼裝卸逐漸從人工方式發(fā)展到機械化、自動化作業(yè)，開發(fā)了種類多樣的廢鋼裝卸設備。
       一、目前主要廢鋼裝卸設備情況及工況條件
       目前在國內(nèi)配合各類起重設備（如門式起重機、橋式起重機、塔式起重機、卸船機等）使用的廢鋼裝卸設備主要有電動液壓抓斗、電磁吸盤、機械式抓斗等�？梢耘浜细黝惼鹬卦O備滿足不同工況條件的使用需求，具有應用廣泛、適用性好、拆裝更換方便等特點。其中機械式抓斗由于動力方式的原因，以及鋼絲繩磨損快、抓取力量分配不合理、在不規(guī)則物料情況下抓取效果差等缺陷，正在逐步被各種廢鋼裝卸場合淘汰。電動液壓抓斗與電磁吸盤是目前應用最多的兩種廢鋼裝卸設備。
       國內(nèi)廢鋼裝卸現(xiàn)場普遍的工況條件為：
       1、工作環(huán)境惡劣，基本為露天作業(yè)，灰塵多、溫差大，基本無防護措施。
       2、工作負荷繁重，一般廢鋼需要裝車、卸車、堆料、上（鋼包）料藍4 道工序，工作量成倍增加，工作時間長。
       3、維護保養(yǎng)困難，因工作環(huán)境惡劣，在露天高溫、嚴寒、風雨粉塵等氣候條件下作業(yè)，增加了維護難度。
       因此，選擇效率高、穩(wěn)定性好、適合現(xiàn)場工況需求的廢鋼裝卸設備很重要。
       二、液壓抓斗與電磁吸盤的技術參數(shù)及綜合效益的比較
       同一工況條件下，對兩種不同的設備進行性能參數(shù)及綜合效益的對比。
       1、工況條件
       煉鋼設備：100 t 電爐。
       加料方式：分兩次加料，第1次加料70 t，第2次加料40 t，主要原料為結構廢鋼。
       運料設備：20 t起重機配Φ2.4 m 電磁吸盤或3.2 m³液壓抓斗，起升高度10 m。
       廢鋼種類：結構廢鋼，堆積密度1～2.5 t /m³。
       起重機功率：75 kW＋2×22 kW＋5.5 kW，一個工作循環(huán)平均以2min 計算，耗電2kW•h。
       2、兩種設備的主要性能參數(shù)
       （1）3.2 m³電動液壓抓斗
       型號：AMG-D-12.5-3.2
       電機功率：30 kW
       打開時間：8 s
       閉合時間：13 s
       自重（半開式）：5020 kg
       尺寸：閉合直徑 2344 mm，打開高度 2386 mm
       抓取力（適合各種物料）：11000 kg
       平均每次抓取物料質(zhì)量：7000 kg
       （2）Φ2400 mm電磁吸盤
       型號：MW5-240L/1-2
       消耗功率：25.3/33.9 kW
       電流：115/154 A
       自重：9000/9800 kg
       尺寸：直徑 2400 mm，高度 2020 mm
       吸力：切屑 2250 kg，鋼球 2600 kg，鋼錠 4800 kg
       平均每次吸取物料質(zhì)量：1800 kg
       根據(jù)以上相關數(shù)據(jù)以及一些使用單位的調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)以下特點：
       （1）電動液壓抓斗適合抓取各種規(guī)則和不規(guī)則的廢鋼，對廢鋼種類的適應性好。無論對破碎料、結構廢鋼、重型廢鋼還是生鐵塊都具有很好的抓取效果。
       （2）電磁吸盤的吸取效果與廢鋼的種類有很大的關系，越是規(guī)則、密度大的廢鋼，吸盤的吸取效果越好，越是不規(guī)則、密度較低的破碎廢鋼，吸取效果越差。
另外，對于廢不銹鋼以及其他廢舊有色金屬等的特殊工況場合，電磁吸盤的應用有一定的局限性。
       3、使用20 t起重機配液壓抓斗與電磁吸盤的性能及綜合效益比較（見表1）
       
       通過綜合效益比較分析可知，電動液壓抓斗與電磁吸盤在能耗與工時方面存在較大的差異。以一個年消耗廢鋼200萬t 的鋼鐵廠為例，電動液壓抓斗與電磁吸盤的工作時間設定為6000 h /a。
       電動液壓抓斗的投入數(shù)量為：（2000000 t×4工序）/（300 t /h×6000 h）＝4.4臺。電磁吸盤的投入數(shù)量為：（2000000 t×4工序）/（120 t /h×6000 h）＝11.08臺。
       可以看出在相同工作量的情況下，電動液壓抓斗比電磁吸盤的投入數(shù)量少，能減少配套起重設備的投入。此外，不僅抓斗本身可以節(jié)約能耗，由于效率的提升，還可以降低起重機設備的工作頻率，總能耗也大大降低，根據(jù)計算，每年可以節(jié)省約968萬kW•h的電力。
       4、綜合優(yōu)缺點對比（見表2）
       
       通過對鋼鐵企業(yè)現(xiàn)場使用情況的調(diào)查，電動液壓抓斗比電磁吸盤具有更高的安全性。不僅如此，在夏季高溫季節(jié)，電磁吸盤因自身原理會產(chǎn)生大量熱量，造成吸盤溫度過高，影響對廢鋼的吸力，吸取效果下降。一些單位經(jīng)常會出現(xiàn)電磁吸盤因溫度過高而停用，等待自然冷卻后再使用的現(xiàn)象。
       從效率、效益以及安全性的角度來看，雖然電動液壓抓斗具有很明顯的特點和優(yōu)勢，但其自身也存在缺點（無法完全清理場地）。在廢鋼船裝卸時，如只用電動液壓抓斗，則無法清理船倉，因此需要輔助設備幫助清理。
       三、廢鋼裝卸設備的選型建議
       從以上對比分析可以看出，在廢鋼用量大、效率要求高的使用工況中，電動液壓抓斗設備具有明顯的性價比優(yōu)勢。而在工況條件復雜、效率要求不高、廢鋼用量少的場合，電磁吸盤具有更好的適用性。另外，對于廢鋼裝卸量大的單位，為解決工作效率與場地清理效果的矛盾，通過在起重設備中增加2 套電控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電動液壓抓斗與電磁吸盤的互換。以電動液壓抓斗為主要裝卸設備，配以少量的電磁吸盤清理場地，總投入成本低于全部使用電磁吸盤的成本，比只用電動液壓抓斗的成本高，但綜合來看，不失為最佳的選型考慮。
       總之，使用單位可以根據(jù)自身實際工況條件以及使用需求，通過分析選擇適合作業(yè)的廢鋼裝卸設備。