深圳赤湾港航股份有限公司 广东深圳 518000
摘要：重点介绍赤湾港袋装化肥自动码垛技术+扁带上堆工艺的引进及其应用的过程，阐述研发过程不同阶段工艺方案的比选，为自动码垛+扁带上堆技术在其它袋装货物中的应用提供借鉴意义。
关键词： 袋装化肥；自动码垛；灌包工艺；打码上堆
1.引言
化肥灌包和堆存一直是我港的主要业务之一，该业务一直高度依赖装卸工人。目前的灌包进、出货工艺流程：
进货：散货船舶―→门机抓斗―→接漏斗―→灌包箱（套包、折袋、缝包各2人，共6人）―→平板车打码（4人）―→水平运输―→平板车拆码（4人）―→堆头人工堆码（6人）（共需工人20人）
图2 目前出货作业流程图
目前和未来，我港都面临着人工成本不断上涨和重体力劳动工人短缺甚至断层的问题；另一方面，码头同业竞争越发激烈，高效、优质的服务越来越成为竞争成败的关键因素。因此，革新传统的灌包、堆存工艺，通过机械化替代，减轻对工人的依赖程度，尤其是对重体力劳动工人的依赖，同时减轻工人的劳动强度，则是提高生产效率、实现合理化堆存、进一步提高我港竞争力的方式或手段。
针对灌包业务现状存在的问题，我港经过多次调研和论证，最终采取了自动码垛机+扁带上堆工艺，本文重点介绍该工艺的应用过程。
2.自动码垛技术工艺
2.1术语和定义
顺摆：货物的长度按货盘的长边或货垛走向的放置方法。
横摆：货物的长度与货盘的长边或货垛走向成90°的放置方法。
批：货物的横向排列。
关：单个成组工具所堆垛货物的单元。
关型：在承载工具上所确定的堆垛形式。
2.2自动码垛技术引进
2.2.1 自动码垛机安装与调试
由自动码垛机厂家人员进港开始对自动码垛机进行有计划的安装调试，在班组及厂家人员的共同努力下，经过三周的时间按计划顺利完成了设备安装及现场调试。与此同时，经过讨论协商使用扁带上堆工艺，并购买了500条扁带用于打码上堆试验。
图4 自动码垛+扁带上堆作业流程图
2)托盘套扁带
码垛机配套的30个托盘尺寸为1600mm×1400mm×150mm，与选用的扁带规格尺寸（1450mm×1220mm×1050mm）及码垛关型尺寸（1440mm×1200mm×1200mm）不一致，托盘相对较大，会造成托盘套扁带时对边找齐不方便，试验时考虑在托盘上根据扁带尺寸画线便于铺压扁带。建议在试用后根据打码成型后扁带尺寸适当调整托盘尺寸规格，长边、短边能与扁带长边、短边对应更方便托盘套扁带的找齐提高作业效率。
3.1平板车运输
我港目前拥有两种尺寸的平板车，即2.4m×4.5m和2.4m×6m，考虑到承重能力和提高生产效率，方案初步选用尺寸为2.4m×6m、承载10t的平板车运输堆码后的扁带。为保持关型的稳定性，叉车连同托盘一起叉运上平板车，减少扁带起吊次数。并拟延平板车长度方向横摆4关，平板车沿长度方向两边分别有600mm的余量，沿宽度方向分别有480mm的余量，总承载量8t。
3)吊机上堆
现制作一吊架，吊架以下带8个链钩，轮胎吊可实现一次起吊两关，整体垛型排版时两关为一单元进行排版，提高排版效率，同时保证协助排版人员的安全性。
4)堆码上堆工艺
标准堆场的长为50m，宽为10m，即面积为500平方米，为提高场地的利用率和安全方面考虑，初步拟定堆场堆放高度为5关，设计了三种堆存方案：
方案一（88663型）：
垛底层每批均顺摆8关。第二层每批均顺摆8关，沿着堆场长度方向保证相对垛底层压缝摆放，长度方面两边向里收缩700mm（约为一包袋装化肥的长度），宽度方向与底层平齐。 第三层每批横摆6关，整体和下面一层相比宽度方面两边向里面收缩500mm（约为一包袋装化肥的宽度），沿着堆场长度方向保证相对下面一层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩700mm（约为一包袋装化肥的长度）；第四层每批顺摆放6关，整体比下面一层宽度方向上往内收缩700mm，沿着堆场长度方向保证相对下一层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩700mm（约为一包袋装化肥的长度）。第五层每批顺摆放3关，整体比下面一层宽度方向上往内收缩1800mm，沿着堆场长度方向保证相对下一层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩700mm（约为一包袋装化肥的长度）。实际堆码垛形如下图（堆放关型为88663型）。本方案堆存量2094吨，堆存密度为4.5吨/平方米。
图5 88663型扁带上堆模拟图
方案二（78664型）
垛底第一批横摆7个关，第二批顺摆放8个关，每关之间预留间隙约60mm，沿着堆场长度方向底层横顺交替摆放，共37批。第二层第一批顺摆8关，每关之间预留间隙约60mm，第二层第二批横摆7关，沿着堆场长度方向第二层横顺交替摆放并保证压缝摆放，共37批。第三层第一批横摆6关，第二批顺摆7个关，每关之预留间隙约40mm，第三层整体和底下两层相比宽度方面两边向里面收缩600mm，沿着堆场长度方向第三层横顺交替摆放并保证相对下一层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩720mm，共摆放36批；第四层第一批顺摆放6关，第二批横摆5关，整体比下一层宽度方向上往内收缩720mm，沿着堆场长度方向第四层横顺交替摆放并保证相对下一层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩600mm，共摆放35批。第五层第一批横摆4关，第二批顺摆5关，奇数批宽度方面两边向里面收缩720mm，偶数批宽度方面两边向里面收缩600mm，沿着堆场长度方向第四层横顺交替摆放并保证相对下一层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩720mm，共摆放34批。则总堆存量2270吨，堆存密度为4.6吨/平方米
图6 78664型扁带上堆模拟图
方案三（77553型）
垛底层每批均横摆7个关，共41批。第二层每批均顺摆7关，共33批，第二层整体和垛底层相比宽度方面两边向里面收缩840mm且保证相对垛底层压缝摆放，沿着堆场长度方向保证相对垛底层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩840mm。 第三层梅批横摆5关，整体和下面一层相比宽度方面两边向里面收缩600mm，沿着堆场长度方向保证相对下面一层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩360mm，共摆放39批；第四层每批顺摆放5关，整体比下面一层宽度方向上往内收缩600mm，沿着堆场长度方向保证相对下一层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩360mm，共摆放32批；第五层每批横摆3关，整体比下面一层宽度方向上往内收缩840mm，沿着堆场长度方向保证相对下一层压缝摆放，同时长度方面两边向里收缩840mm，共摆放37批。则总堆存量1968吨，堆存密度为4.0吨/平方米。
图7 77553型扁带上堆模拟图
经过与操作部协商，考虑整体堆放的安全性、防台及排水顺畅性方面，选择按照方案一进行现场实施，实施后效果图如下：
图9 88663型扁带上堆实际苫盖效果图
5)出货工艺探讨
(1) 扁带直接出货装船：
扁带从堆场堆头直接由轮胎吊（人工辅助）起吊扁带至平板车，平板车运至门机处，再由门机利用成组网络上船，过程中不需要拆堆，且整个过程无重体力作业： 堆场堆头挂钩（2人）―→轮胎吊―→平板车摘钩稳码（2人）―→水平运输―→平板车挂钩（2人）―→摘钩稳码（2人）―→装船（指挥手1名），共计9名装卸工人。
图11 扁带拆码装船作业流程图
(3)扁带在堆场直接装车：
堆场堆头挂钩（2人）―→轮胎吊―→直提车内摘钩稳码（2人），共4名装卸工人.
(4)扁带装车后车内拆码：
堆场堆头挂钩（2人）―→轮胎吊―→直提车内摘钩拆码（4人），共6名装卸工人.
(5)扁带堆场拆码装车
堆场堆头挂钩（2人）―→轮胎吊吊至地面―→人工拆码（2人）―→皮带机―→装车打码（2人），共计6名装卸工人。
3.应用效果
从进、出货工艺来看，进货时需要14名装卸工人，出货时根据出货方式不同需要4-12名装卸工人。与我港传统灌包工艺进出货每条线均需20人相比，有效的减少了装卸工人的需求量，能有效的解决我港面临的人工成本不断上涨和重体力劳动工人短缺的问题。进货时，不用人工上堆，劳动强度大大降低；在室内工作的装卸工，劳动强度较低，可考虑用女工代替，增加了用工的可替代性。同时，码垛机打码每关数量40包，数据准确便于理货，避免进出货数据偏差。
从上堆及储存效果方面，上堆作业过程部分工序由人工打码改为现在吊机上堆，工人劳动由重型体力劳动全部转换为轻型体力劳动，劳动强度大幅度的降低，且减少了对装卸工人打堆技术高标准的依赖性。垛形在防雨排水方面达到了规定要求，并未出现质量问题，经过几个月的堆存，该垛头进行了部分货物出货拆码装车，货物并未出项质量问题，保存完好，充分检验了该储存方式的堆存质量。且在吊装出货的过程中没有出现散包、掉包的现象，说明了上堆方式的正确性和成组扁带的稳固性。
在设备的使用和维保方面，该套设备工作原理简单，自动化程度高，使用和维保方便，对机械和电气的要求不高，省去部分皮带机的维保工作，劳动强度也大大降低。另外该设备在室内存放，设备可在雨天进行维保工作。如在港区建立缓冲仓库，则考虑可在雨天进行作业。
在生产效率方面，该套设备目前的效率约为60吨/小时，正常工班效率约450吨左右，效率的提升主要受制于打码机的码垛能力，目前码垛能力为1200包/小时，即60吨/小时。如选用市场上1600包/小时（80吨/小时）的码垛机，则正常的工班效率可提升至600吨左右。
综上所述，在基本保证产量、效率和质量的前提下，该工艺能有效地减少作业过程中对装卸工人的依赖性，增加了用工的替代性；作业过程部分工序由重型体力劳动转换为轻型体力劳动，劳动强度大幅度的降低；垛型在储存时比较稳定，提高了操作过程的安全性，减少了对装卸工人打堆技术高标准的依赖性。达到了减少重体力工人数量、降低工人劳动强度、增加用工的可替代性和降低人工打码技能依赖性的预期目标。因此该工艺可在港口袋装货物的灌包堆存业务中逐步进行推广和应用。
论文作者:徐振正
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/26
标签：堆场论文; 长度论文; 平板车论文; 工人论文; 宽度论文; 层压论文; 方向论文; 《防护工程》2017年第21期论文;