Перевозка чугуна

АНАЛИТИЧЕСКАЯ   ЧАСТЬ

 

 

 

1   ХАРАКТЕРИСТИКА  УСЛОВИЙ  ПЕРЕГРУЗКИ  ЗАДАННОГО   ГРУЗА

 

1.1 Природно-навигационные  условия порта (Одесса)

 

Порт Одесса расположен у юго-западного  берега Одесского залива в северо-западной части Черного моря. Позиция порта: Ш.46 30’ N, Д. 30 47’ Е.

Навигация в порту круглогодичная. Появление льда отмечается в декабре, исчезновение в феврале - начале марта. Число дней с неподвижным сплошным льдом на акватории и в порту  в суровые зимы составляет 81, в  мягкие - 0.

Имеется подходной  канал к нефтегавани порта, его длина составляет 1,1  мили.

Одесский морской торговый порт перерабатывает  нефтеналивные, навалочные,  насыпные и тарно - штучные  грузы во всех видах плавания и  корреспондирует практически со всеми регионами земного шара.

В порту имеется специализированный контейнерный комплекс, нефтерайон, современный морской вокзал.

Грузооборот сухих грузов в 1995 году составил 5.9 млн.т., из них 1.8 млн.т. навалочных и насыпных грузов и 4.1 млн.т. тарно-штучных  грузов. Среди навалочных грузов наибольший удельный вес (до 60%) имели зерновые грузы в импорте и транзите, а также сахар-сырец в импорте и транзите (порядка 23%) и химические и минеральные удобрения преимущественно в транзите.

В грузообороте тарно-штучных грузов удельный вес металлогрузов в экспорте и транзите составил 75%, грузов в контейнерах - 11%, продовольственных, промышленных и прочих грузов - 14%.

 Причальный  фронт  состоит   из  37  причалов  общей  длиной  6815 м, глубиной  9,5 -12,5 м.

Наличие  складов:  крытых - 65  тыс.м²,  открытых  - 139,4 тыс.м².

В порту имеется элеватор.

Перегрузочное  оборудование: портальные  краны  грузоподъемностью  5 - 40 т, плавкраны грузоподъемностью 15-100т; плавзерноперегружатель, мобильные краны, авто-  и электропогрузчики различной грузоподъемности, специализированное оборудование для перегрузки контейнеров, прочие виды механизации. В порту имеются железнодорожные и автомобильные подходы, связанные с магистральными дорогами страны. Порт располагает буксирами-кантовщиками и портовыми буксирами мощностью до 3700 кВт, водолеями, сборщиками льяльных вод, нефтемусоросборщиками.

Лоцманская проводка для всех транспортных судов, независимо от их типа и тоннажа, обязательна.

 

 

1.2 Транспортная характеристика  заданного груза

 

Груз в чушках, перевозимый навалом, по величине угла естественного откоса подпадает под категорию безопасных в отношении смещения, однако в связи с тем, что он обладает небольшим коэффициентом трения (скольжения) по металлической палубе, особенно в случае загрузки тонким слоем, является грузом, опасным в отношении смещения, и требует проведения дополнительных мероприятий по обеспечению несмещаемости.

Насыпная масса 3.2 т/м³, удельно-погрузочный объем 0.2-0.4 м³/т, угол естественного откоса - около 48^`.

Перевозка чугуна разрешается на специализированных судах для навалочных грузов и на других сухогрузных судах, общая и местная прочность которых достаточна.

Сертификат на груз не требуется.

Перед погрузкой чугуна в твиндеки и трюмы, с целью предотвращения смещения груза по металлической палубе производят клеткование палубы. Клеткование заключается в устройстве деревянных решеток с размерами ячеек 1000х1000 мм из сплошных, составных, обрезных досок или брусьев толщиной не менее 80 мм и шириной около 150 мм. Нижние доски решетки укладываются вдоль, верхние поперек судна и сбивают гвоздями длиной 120-140 мм.

Последовательность взятия груза  из штабеля не устанавливается.

Размещение груза в трюмах и  твиндеках производится ровным слоем  по всей поверхности с учетом допускаемых  нагрузок на палубу и люковые крышки. Запрещается даже временная перегрузка палуб и люковых крышек.

Во избежание повреждений конструкций  палуб первоначальный слой чугунных чушек, высотой не менее 0.5 м (подушка), создается за счет осторожного высыпания их из захватов на уровне палубы.

Сброс чугунных чушек допускается  как исключение с минимально возможной высоты, но не более 0.5 м и только на “подушку”.

После окончании погрузки судно  не должно иметь крена.

В случае выпадения ливневых осадков  погрузка приостанавливается и люки трюмов закрываются.

 

2  ОБОСНОВАНИЕ    РАСЧЕТНОГО  ТИПА  СУДНА

 

Чугунные чушки обычно перевозят  навалом. Исходя из характеристики груза и способа перевозки можно установить специализацию судна: чугун целесообразно  перевозить на специализированных судах для навалочных грузов или на других сухогрузных судах, общая и местная прочность которых достаточна.

В зависимости от расстояния между  корреспондирующими портами определяем желательную грузоподъемность судна (по графику для выбора грузоподъемности судна): в данном случае грузоподъемность лежит в пределах от 5 до 8 тыс.т.

Технико-эксплуатационныех арактеристики  судов приведены  в табл.1.

 

Таблица  1

Технико-эксплуатационные характеристики судов

Наименование  показателя	Усл. обозн.	Ед. измер.	Числовое значение
1	2	3	4	5
Наименование  судна			“Архангельск”	“Н. Жуков”
Длина -наибольшая -между перпендикулярми	Lmax Lпп	м	139.40 130.30	136.76 124.99
Ширина	B	м	17.68	17.84
Высота борта	H	м	8.7	10.4
Осадка -по грузовую марку -порожнем	T	м	7.83 3.19	7.5 3.07
Дедвейт	Dw	т	8290	7700
Водоизмещение -максимальное -порожнем	D	т	12740 4450	12170 4470
Чистая грузоподъемность	Dч	т	6777	6667
Грузовместимость - в кипах - насыпью	W	м	13751 14655	10650 11350
Число палуб	n	ед	3	2
Запас топлива		т	1190	785
Регистровая вместимость - валовая - чистая	Wрег	рег.т	5659 2787	6458.86 3081.99
Скорость - в грузу - в балласте	V	уз.	14.4 15.4	16.4 16.69
Дальность плавания	l	мили	16240	9000 (12000)
Себестоимость содержания судна -на ходу -на стоянке с груз. операц.	Сх Сст	грн/сут	2860 2170	2290 2340
Экипаж	nр	чел.	-	30
Эксплуатац. период	Тэ	сут.	-	338

 

Определим загрузку каждого судна.

Рассчитаем удельный погрузочный  объем груза:

,

где v_{м -} объем места, м³ ;

q_м  - масса места, т;

k_{тр =} 1.1 - 1.5 - коэффициент трюмной укладки.

  ^U=   

Удельная грузовместимость судна рассчитывается по формуле:

где W_с - грузовместимость судна, м³;

D_ч - чистая грузоподъемность судна, т.

Удельная грузовместимость каждого судна больше удельного  погрузочного объема груза (т.е. груз тяжелый), поэтому загрузка судов равна их чистой грузоподъемности, т.е. Q₁=6777т (“Архангельск”) и Q₂=6667т (“Н. Жуков”). 

Сравним эти суда. В  качестве оценочного показател  по каждому типу судна определяются транспортные издержки на содержание судов S_с  при освоении годового грузооборота.

Вначале рассчитывается рейсооборот t_р в слагаемых ходового t_х и стояночного t_cт времени:

 

t_р=t_х+t_ст=2L/v_э+2Q/M,

 

где L - расстояние между  данными портами, миль;

      Q - годовой грузооборот,  т;

      М- валовая норма  обработки груза в порту, т/сут.

 

t_х1=2*4713/(14.4*24)=27сут

t_ст1=2*6777/3000=4.5сут

t_х2=2*4713/(16.4*24)=24сут

t_ст2=2*6667/3000=4.4сут

t_р1=27+4.5=31.5сут

t_р2=24+4.4=28.4сут

 

На основе этого показателя и характеристики судна определяются расходы на содержание судов - S_c по следующей формуле :

 

S_c=n_р(c_хt_х+c_cтt_cт),

 

где С_{х ,}С_{ст -} себестоимость содержания судна  на ходу и на стоянке соответственно, грн/сут;

      n_р - потребное количество рейсов для освоения грузооборота - Q_г

 

n_р=Q_г/Q_с, ед,

 

где Q_C - загрузка судна.

 

  n_р1=840000/6777=124 ед

n_р2=840000/6667=126 ед

S_c1=124(2860*27+2170*4.5)=10786140 грн

S_c2=126(2990*24+2340*4.4)=10339056 грн

 

Выбор судна производится по минимальному значению оценочного показателя, т.е. по минимальному значению S_{c .}   В данном случае расчетным типом судна является “Н. Жуков”.

Основные характеристики грузовых помещений судна “Н. Жуков” приведены в табл.2.

 

Таблица  2

Основные характеристики грузовых помещений т/х “Славянск”

Трюмы				Твиндеки				Грузовые люки
Размеры, м		Вместимость, м3		Размеры, м		Вместимость, м3		Размеры, м
Длина	Глуби-на	Кипо-вая	На-сыпью	Длина	Высота	Кипо-вая	На-сыпью	Длина	Шири-на
13.9	3	659	724	13.9	3.8	590	650	9.6/7.0	8.0/6.2
22.6	5	1872	2022	22.6	3.2	1255	1345	18.9/12.5	12.8/12.9
21	4.8	1782	1857	22.6	3.2	1230	1310	18.8/18.5	12.8/12.9
21	4.8	1817	1932	22.6	3.8	1445	1510	18.9/18.5	12.8/12.9

 

В табл. 3 приведены технико-эксплуатационные характеристики вагонов.

 

Таблица 3

Технико-эксплуатационные  характеристики  вагонов

Тип вагона	Стои-мость едини-цы состава	Грузоподъм-ность,  т	Собствен-ная масса,	Объем кузова, м3	Длина по осям авто-сцепок,	Размеры кузова внутри(спереди), мм			Коли-чество разгру зочных	Размер  люков, мм
	$		т		мм	дли-на	ширина поверху	вы-сота	люков
8-осный полува-гон цельно-металлический	22200	129	46.40	141.0	20500	18768	2878	2505	22	1327х1540
6-осный полува-гон цельно-металлический	13500	94	31.00	104.0	16400	14338	2908	2365	16	1327х1540

 

Из указанных вагонов  предпочтительнее использовать 8 - осный  полувагон, т.к. по своим техническим характеристикам он гораздо лучше 6- осного (например, грузоподъемность и грузовместимость первого полувагона больше соответтвующих характеристик второго).   

Определим загрузку вагона.

Удельная грузовместимость вагона рассчитывается по формуле:

где W_в - грузовместимость вагона, м³;

D_ч - чистая грузоподъемность вагона, т.

Удельная грузовместимость вагона больше удельного погрузочного объема груза (т.е. груз тяжелый), поэтому загрузка вагона равна его чистой грузоподъемности, т.е. Q=129т.

 

 

3  АНАЛИЗ   ТЕХНОЛОГИИ   ПЕРЕГРУЗОЧНОГО   ПРОЦЕССА

(существующая технология)

Чугун в чушках, который  перевозят, хранят и перегружают  навалом, может быть магнитных и немагнитных марок. Первый можно перегружать с помощью электромагнитов, второй нельзя перегружать таким способом.

 Чугун из полувагонов выгружают кранами с грузоподъемными электромагнитами. Как правило используют круглые электромагниты ЛА-16, М-62 и другие, которые подвешивают к траверсе по два при грузоподъемности крана 10 т или по три - 15 т. Краны оборудуют стационарными питающими электромагнитными станциями. Последние чушки чугуна в полувагоне подбирают краном, не открывая люков. Освобождение груза осуществляют на высоте не более 2.0 м от слоя груза или 0.5 м от покрытия склада или настила трюма 

При невозможности или  нежелательности использования  электромагнита для загрузки судна  чугун из полувагона или со штабеля на складе при поиощи крана с электромагнитами загружают в ковш, установленный рядом с вагоном или штабелем. Затем ковш подается краном с четырехкрюковой подвеской-самоотцепом в трюм судна.  

Погрузку чугуна в  полувагоны, выгрузку его с просвета люка судов и перегрузку на суда с прикордонных складских площадок, расположенных в зоне действия причальных кранов, производят кранами с многочелюстными грейферами. Эту операцию можно осуществлять и магнитами, но производительность кранов при использовании грейферов значительно выше, т.к. грейфер захватывает больше чушек чугуна, чем магниты и удерживает их в процессе переноса груза надежнее. В связи с этим прямая пергрузка чугуна из полувагонов краном в трюмы неэффективна и не практикуется, поскольку грейферы для выгрузки из полувагонов применить невозможно. Вообще прямой вариант работы при отправке чугуна морем используют весьма редко по сложной схеме, которая фактически состоит из двух схем, т.к. при достаточной вместимости передаточной площадки краны работают независимо и с разной производительностью. Перегрузка чугуна грейфером - это также полностью механизированный процесс.