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1、引言
    全世界每年用遠洋船運輸水泥的總量約有1億噸，大約只占船運散裝物料總量的3.5%。船運散裝物料主要有鐵礦石、煤、糧食、鋁礬土和磷酸鹽。水泥和熟料運輸中，只有450艘船自帶卸船機，而散裝運輸船大約就有7100艘。正如運輸費率顯現的那樣，水泥量越大，運輸成本效益比就越高。因此，陸地運輸比不上海洋運輸。然而，實際上船的規格受到海港深度不夠和碼頭資源不足的限制。
    圖l顯示了各級別非自卸水泥散裝運輸船的數量，這些船要靠碼頭上的設備來卸料。小于10000載重噸位級（以下簡稱噸級）的船主要用于國內和沿海地區的運輸，大于10000噸級的船都用于遠洋運輸。現在大部分水泥是用25000～40000噸級的靈便型船和輕便型中最大的船（40000～55000噸級）來運輸的。目前巴拿馬型船（55000～75000噸級）很少用于水泥運輸，因為適應這么大船的海港或碼頭仍然很少。然而，目前10000—15000噸級的船出現了很大轉機，因為這種船在諸如地中海等沿海地區的成本很低，而且它吃水較淺，可以進入幾乎所有港口。因此，卸船技術也有所改進。IBAU Hamburg公司已經認識到這種趨勢，并提出了一系列從5000到40000噸級三種型號卸船機的樣機。
2對卸船機要求的趨勢
    實際上，在過去的文章中已對5000～40000噸級水泥船用卸船機的要求進行了詳細的描述，但是現在又有了一些新的內容。與過去一樣，碼頭經營者最重要的準則就是設備的基本價值、運行費用以及設備的利用率和維修費。其它的，諸如設備占地面積、必備的機動靈活性、操作簡便性、卸貨操作的規范性、卸貨的徹底性以及環境保護技術也應予以考慮。
    5000噸級卸船機的技術要求與40000噸級卸船機的要求是不同的。小型卸船機通常可以在道路上移動，它的卸貨能力設計為300 t/h;而大型卸船機是固定的或基本固定的，它的卸貨能力為800 t/h。然而，采用螺旋輸送機原理的所有規格機械卸船機的單位能耗只有0. 4～0.5 kWh／t，也就是比真空抽吸的水泥卸載要節能60—65%。在全球的能源成本上升的情況下，機械式卸船機具有非常大的優勢，尤其是考慮到購買真空抽吸系統不便宜的時候。
    碼頭經營者很注重從開始卸料到完全卸完所需的總時間，因為這個時間關系到租金和海港碼頭費用。卸出物料的總盹數除以總時間得到平均卸貨能力，這個實際達到的能力大約是額定能力、即最大平均卸貨能力的50～60%。盡量保持均勻的卸貨速度，不降低卸貨能力是非常重要的。卸船的大部分時間是用來清理殘留的物料，所以對于先進的系統來說，應該給喂料機安裝專用的清掃裝置。
    裝在拖車上的5000噸級移動卸船機應具有高度的靈活性。從運輸地點（圖2）開始到可以投入使用（圖3），所需時間要求不超過20分鐘。10000噸級的卸船機，因為它們的規格較大不能通過公路運送，但能安裝移動機構，使之能在港口內移動，以便卸貨完成后它們能被牽引到碼頭的停放位置。現在，大型的40000噸級的卸船機既可以在鐵軌上移動，也可以安裝移動裝置。
    實際上，對水泥傳送到后續的輸送系統的方法是沒有限制的。所有后續系統應該按最大能力設計，即最大卸貨速度。卸船機運轉時應該不產生外部揚塵、也沒有什么排放，這是由一套完全封閉系統和收塵器確保的。在這方面，機械系統與真空系統相比其優勢就是只需要對一部分空氣進行過濾。
3、IBAU Hamburg公司的供貨范圍
    20世紀90年代初期，在…個提供全套港口設備項目的過程中，IBAL Hamburg公司開發了一臺機械式卸船機。從那時起，通過技術的不斷向前發展，公司已經成為水泥卸船機最主要的供貨商之一，可以提供三種規格的設備，如圖4中所示。5000噸和10000噸級的卸船機有自身機架，而40000噸級的卸船機有長20米或更長的卸貨臂，它需要一個支撐機構。
    5000噸級卸船機可以在道路上移動，而10000噸級卸船機能在港口內移動，它們完全采用螺旋輸送機原理把物料輸送到后續系統。40000噸級的采用空氣輸送斜槽原理把物料喂入前方的輸送設備。
    需要一套移動機構，以便能伸到船艙的各個角落。圖5和圖6表示40000噸級卸船機的運動軌跡。立式螺旋可以在豎直方向上從+55°繞軸轉動到-30°，而水平螺旋可以在+45°和-25°之間變化。從俯視圖上可以看出，整個塔身可以旋轉270°，也能通過軌道或輪子沿縱向移動。各種規格的卸船機都是遠程控制的。
    裝在拖車上可移動的5000噸級卸船機最大輸送能力，即額定能力為400 t/h，比帶移動機構的機械式卸船機的一般速度高30%以上。通過采用完全協調的設計和改進的技術就能達到這樣的水平。為了繼續運輸水泥，卸船機與IBAU泵相結合，后者采用高性價比的密相原理，輸送水泥能力可達到450t/h。后續的泵送系統、所需的壓縮機和發動機也都安裝在拖車上（見圖7）。
    10000噸級和40000噸級卸船機都有移動裝置、帶可移動主臂和前臂的滾動軸承擺動輪的塔身、高效輸送和裝載裝置以及所有必需的輔助裝置。輔助裝置指的是獨立操作用的控制系統、驅動裝置、液壓系統和收塵設備。40000噸級卸船機（圖8）的重量約有240t，仍屬于輕型結構級別。IBAU Hamburg公司特別注重設備的性能、可靠性或穩定性，為此剖定了…項新規范‘司。
4、技術發展
    開發了用于取料的取料器。這種取料器是按反時針方向旋轉的螺旋輸送機原理操作的。這種取料器能達到高達80%立式螺旋輸送機的填充系數，所以性價比非常高。
    速度控制系統能確保高卸料速度下的均勻卸料，控制系統基本原理就是取料器和立式螺旋輸送機相互聯動控制。取料器螺旋的旋轉速度比較低，為0～20rpm，而立式螺旋輸送機的速度是恒定的。立式螺旋輸送機的消耗功率控制著取料器的轉速，也就是說整個系統的輸送流量基本不變，接近于設定的卸貨能力。
    在卸船機的發展過程中，重點是放在需要提升的高度要盡可能低些。對于5000噸級卸船機，這個高度只有地面以上4米，以保證能耗和磨損最低。特別需要注意的是不但要避免外部揚塵，而且要注意螺旋輸送機內和裝車時物料的排氣。采用了帶有整體式收塵器的取料裝置，即使是連續運轉也能保證較長的使用壽命。另一方面，袋式收塵器容易堵塞，由此導致停機和檢修費用增加。在結構設計中已經進行了許多改進，主要涉及螺旋輸送機的軸承系統、卸料臂的液壓移動裝置和液壓系統的分離等。
    螺旋輸送機的軸承系統是非常重要的，因為在卸船機中螺旋的撓度和交變應力大。通常，設計不好的系統在完全損壞或法蘭出現斷裂以前會變得不穩定，并出現磨損較大、動力消耗較高的現象。使用短的、單獨的螺旋輸送機能避免這類問題。所以水平螺旋輸送機和立式螺旋輸送機都是由獨立的幾節組成的，各節彼此通過中間軸承相聯接。軸承是全封閉的，并保持永久潤滑。這意味著水泥不會被潤滑劑污染，并能省去比較昂貴的中央潤滑系統。取料器有一個緊湊的底部軸承，軸承座底部與取料器的下端平齊，這樣就使船艙能完全清空，并降低機械傷害的危險。
5、現有的設備
    自從上世紀90年代初期第一臺IBAU卸船機交付使用以來，已有20多臺可以在道路上或港口內移動的水泥卸船機投入了使用。
第一批兩臺可以在港口內移動的40000噸級卸船機由尼日利亞Dangote水泥公司用在Harcourt港，它們的卸貨能力為600t/h。這兩臺卸船機是輪胎式的，擁有柴油機驅動的行駛機構，所以卸完貨后卸船機能開回到停放位置。以前，公司已有一臺裝在鐵軌上的800t/h級的卸船機在Lagos港投入使用。
    2003年11月IBAU Hamburg公司首次有兩臺10000噸級的卸船機成功地在Colacem水泥公司的薩沃納( Savona)碼頭投入使用，用戶是意大利第三大水泥生產商。這套系統(圖12)設計的最大卸貨能力為400t/h，可以在港口內移動，有一套液壓操縱系統，回轉圓周直徑只有12米。第二臺同樣規格的卸船機于2004年3月運往該水泥公司的拉文納(Ravena)碼頭。
    一臺可以在道路上移動的卸船機已于2003年11月在越南的l40lcim Vietnam水泥公司投入使用。圖13顯示的是在沙特阿拉伯的Jubail港使用的該型號的卸船機。
6、結論
    IBAU Hamburg公司已經成功應用了創新的研發和設計，解決了市場對卸船機的需要。10000噸級卸船機的引入使得公司能提供市場所需的5000～40000噸級的模塊式協調性系列產品。緊湊型的結構和先進的技術使得已經比較低的機械系統能耗又進一步降低了。緊隨儲庫和存儲技術的成功，公司已經成為包含整套卸船機在內的成套水泥碼頭設備的世界最主要供貨商之一。