吨袋自动割袋系统在韶钢的应用

吨袋自动割袋系统在韶钢的应用

徐顺根，华建强，邓志杰

宝武集团广东韶钢松山股份有限公司，韶关512123

摘要：吨袋割袋是采用天车将吨袋货物悬吊到车辆车厢正上方，由装卸工上车，使用刀具割破吨袋，天车往上吊起吨袋中的货物流出。这种破袋方式存在“人机互动频繁、劳动强度大、安全风险高、现场扬尘大”等问题不符合国家绿色发展战略，不利于韶钢转型改革。通过引进使用吨袋自动割袋系统之后，有效减轻人工劳动强度、降低安全风险，抑制现场扬尘、提高工作效率，即符合国家绿色发展战略，又能促进韶钢改革转型。

关键字：吨袋；自动切割；新技术

一 、引言

韶钢辅材库吨袋破解是采用天车将吨袋货物悬吊到车辆车厢正上方，由装卸工上车，使用刀具割破吨袋，天车往上吊起吨袋中的货物流出。割袋时下部袋子常被货物压住，须人工重新清理。这种破袋方式存在“人机互动频繁、劳动强度大、安全风险高、现场扬尘大”等问题不符合国家绿色发展战略。

经多方考察论证，结合韶钢实际，拟在辅材库新增1套自动化吨袋破解系统，可有效减轻人工劳动强度、降低安全风险，抑制现场扬尘、提高工作效率；即符合国家绿色发展战略，又能促进韶钢改革转型。

二 、现状分析

 1.现状调查：目前采用的吨袋割袋方式存在“人机互动频繁、劳动强度大、安全风险高、现场扬尘大”等问题，具体分述如下：

（1）操作人员割破吨袋劳动强度大、效率低。操作人员既需要挪动吨袋，又要保证刺破重达1吨的吨袋，消耗体力大且效率低。

（2）装有粉末状辅料的吨袋，割袋及装车过程中会产生大量扬尘，影响操作人员的身体健康；同时弥漫的扬尘造成生产场所的能见度低，给现场作业带来安全隐患，不符合韶钢改革转型。

（3）操作人员频繁上下车辆，在割袋时还要指挥天车配合作业，存在人员跌倒、挤伤和划破手等安全风险。操作人员多次将车梯搬运至货车旁，装车过程中多次上下货车，劳动强度大，存在跌落事故风险，造成人员伤害。

2.现有流程：韶钢辅材库吨袋破解是采用天车将吨袋货物悬吊到车辆车厢正上方，由装卸工上车，使用刀具割破吨袋，天车往上吊起吨袋中的货物流出。割袋时下部袋子常被货物压住，须人工重新清理。  

 作业现场如下图：

3.安装条件：物流部辅材库是韶钢外购合金、炼钢辅料、耐材的仓储配送仓库，现有天车库房4跨（A\B\F\G)，跨度×长度分别为：18m×192m、24m×192m、15m×192m、24m×192m。库内多种物料为吨袋包装，其中有约30个品种需破袋后装车配送至炼钢厂，日破袋装车量约500吨，随着韶钢的发展，现如今人工破解已无法满足韶钢发展需求，急需新技术来解决人工割袋，根据以上数据及现场勘查，物流部辅材库符合安装条件。

三 、技术引进

1.技术原理：吨袋割袋系统采用多组刀片自动行走技术，在吨袋切割的过程当中，多组行走刀具在行走过程中旋转，可瞬间将吨袋需要切割的位置进行切割，轻松地将非常牢固的吨袋表面切开，使袋内物料流出。

2.设备结构与参数：在韶钢辅材库新增1套自动化吨袋割袋系统设备，吨袋自动割袋系统由破袋机构、行走机构、物料输送系统、安全系统、控制系统、钢结构平台、料仓等组成。

设备主要规格参数及技术指标：

（1）吨袋割袋速度≤6袋/次（刀片单次破袋行程速率40-60秒/次）。

（2）割袋形式：吨袋底部多直线破切。

（3）割袋方式：移动滚轮式。

（4）吊运方式：原有方式。

（5）设备尺寸： 22m（L）* 6m（W）*5.8m（H）。

（6）三相五线制 交流380V±10% 、220V±10%、50Hz。 

（7）设备总功率：约80kW。

（8）占地面积：130m2。

设备示意图如下：

  吨袋自动割袋系统图

①－ 钢结构割袋平台；                           ②－ 料仓；

③－ 割袋机构；                                 ④－ 行走机构；

⑤－ 安全防护系统；                             ⑥－ 物料输送系统；

⑦－ 控制系统；

3.设备结构功能分析：

（1）钢结构破袋平台：主要用于承载料仓和割袋相关系统设备以及物料等重量，设计静载承载能力50吨。

（2）料仓：主要由仓体、导向口、吨袋支撑机构、降噪机构等组成，料仓出料口与输送机密封连接，与外部环境隔离，减少粉尘扩散。

（3）割袋机构：主要由主轴、刀座、刀片、动力系统、传动系统等组成，主要参数如下：

主轴、刀座材质：耐磨材料制作

刀片材质：SKD-11耐磨高强度材料制作  

刀片形式：采用防爆片、防飞片设计形式

安装形式：分体哈夫连接

动力系统：22KW电机减速机

传动系统：链轮链条机构

（4）行走机构：主导轨安装座、从导轨安装座、主移动座、从移动座、行走电机、行走链条、张紧调节装置等组成。

（5）安全防护系统：主要由护栏、安全光栅等联锁保护系统等组成，当设备工作时有人员误入平台工作区，系统发出急停信号，达到系统安全运行要求。

（6）物料输送系统：主要由皮带、支撑座、动力电机减速机、罩壳、护栏等组成，设计输送能力10吨/分钟。

在该系统中对物料遗留情况留有观察口和检修口，便于观察和处理。整个系统全封闭，在下料口采用软连接，避免产生扬尘。

（7）控制系统：主要由总控系统、触摸屏、控制柜、通信等系统软件及相关辅助设施等组成，确保系统安全可靠运行。

四 、引进技术效果

引进一套自动化吨袋割袋系统，开始使用后至今成功优化“3D”岗位，有效减轻人工劳动强度、降低安全风险，抑制现场扬尘、提高工作效率；该项目实施后吨袋割袋操作工实现减员4人，按每年人工综合成本9万元计，每年可节约人工成本36万元；同时从原来的人工切割吨袋3至5分钟，使用该系统后割袋只需约1分钟，作业效率提升200%；每天需割袋装运物料为600吨,每次割袋设备运行8分钟，每次物流车装车量为8吨,扣除相关电费每年大约能节约费用33.81万元；最后使用该套自动化吨袋割袋系统，促进韶钢可持续发展战略。

五、 结束语

本文从引进一套自动化吨袋割袋系统用于基层一线员工操作方法的改进，淘汰落后工艺，深深体会到只有不断引入新技术、新方法推进企业自动化、智能化改造，才能助力企业向智能制造方向升级，适应时代发展的需要，符合国家绿色发展战略。

参考文献：

[1]胡运康，景荣春．理论力学[M]．第2版．北京：高等教育出版社，2008．

[2]江晓禹，龚辉．材料力学[M]．第5版．四川：西南交通大学出版社，2017．

[3]斯克莱特，奇罗尼斯 编，邹平 译.机械设计实用机构与装置图册.机械工业出版社，2007．