DE2330760A1 - Verfahren und krangreifer zum verladen von eisenerz - Google Patents

Description

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Firma KOBE STEEL, LTD., 3-18, 1-Chome,
Wakinohama-Cho, Fukiai-Ku, KOBE, (Japan) Firma MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD., 5-1, 2-Chome, Marunouchi, Chiyoda-ku, TOKYO (Japan)

Verfahren und Krangreifer zum Verladen von Eisenerz

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verladen von Eisenerz, das im Schlammzustand in einen Laderaum eines Trägers gefüllt ist und sich im Zustand eines verdichteten und verfestigten Körpers befindet. Die Erfindung betrifft ferner einen Krangreifer zur Durchführung des genannten Verfahrens und insbesondere einen Krangreifer mit verbesserten Greifeigenschaften speziell für die Verwendung beim Aufnehmen und Verladen von verdichtetem und verfestigtem Eisenerz, das eine ebene Oberfläche aufweist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst der Hintergrund eines sogenannten Naßbeladungs- und Trockenverladungssystems zur Verwendung beim Transport von Eisenerz im Schlammzustand von einer Mine bzw. einem Bergwerk über Wasser zu einem Hüttenbetrieb detailliert beschrieben, wobei ein Eisenerz-Transportschiff oder ein Träger verwendet werden.

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Bisher wurden zwei Arten eines derartigen Transportsystems vorgeschlagen. Bei dem einen handelt es sich um das sogenannte Trocken ladungs- und Trockenverladungssystem, und das andere ist das sogenannte Naßladungs- und Naßverladungssystem.

Das hierbei verwendete Eisenerz ist ein Magnetit geringen Eisengehalts, das in feinpulverisierter Form zugeführt wird, nachdem es mit bekannten Verfahren gebrochen und aufbereitet ist.

Die Korngröße des genannten Pulvers beträgt 44 yu, wobei dieses gewöhnlich 8o Prozent der Gesamtmenge des Eisenerzes ausmacht.

Diese Art des Eisenerzes bewirkt infolge seiner sehr geringen Größe und seiner geringen Wasserdurchlässigkeit für die Industrie eine Anzahl von beschwerlichen und daher unökonomischen Problemen beim Oberflächentransport (Land- und Seetransport) des Eisenerzes

Aus Gründen einer einfachen Beschreibung werden die Nachteile oder Probleme der beiden obigen Transport- bzw. Verarbeitungssysteme nachfolgend aufgezählt.
a) Trockenladungs- und Trockenverladungssystem: Bei diesem schon seit langem praktizierten System wird das Eisenerz über einen Landweg, beispielsweise über Fahrbahnen oder Schienen, von einer Mine bzw. einem Bergwerk zu einem Schiffshafen transportiert, wo ein sehr großes Erztransportschiff oder ein entsprechender Träger von beispielsweise 16O.OOO Tonnen Ladeverdrängung mit einem derartigen trockenen Erz mittels Förderbändern beladen wird.

Wenn der Erzträger einen Verladungshafen erreicht, wird das trockene Erz nach Annäherung des Trägers an den Kai mit einem Kran verladen. Die Nachteile eines derartigen Systems sind die folgenden:

i) Es ergeben sich extrem hohe Transportkosten infolge der Verwendung eines Landweges in Form einer Fahrbahn oder eines Schienenweges.

ii) Es sind sehr große Hafeneinrichtungen erforderlich, da entsprechend große Erζträger beladen werden müssen. Daher

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stellen die natürlichen Bedingungen des Hafens äußerst wesentliche Faktoren für die Lösung des Problems dar. Aus diesem Grunde nehmen die Aufwendungen für den Landtransport den größten Teil der gesamten Transportkosten ein.

b) Naßbeladungs- und Naßverladungssystem:

Dieses System wird vorgeschlagen, um das Problem des großen Transportaufwandes für den erforderlichen Transport des Eisenerzes von einer Mine bzw. einem Bergwerk zu einem Erzträger zu lösen. Bei diesem System wird das feinpulverisierte Eisenerz mit Wasser gemischt, und eine Rohrleitung wird von der Mine bzw. dem Bergwerk zum Schiffshafen gelegt. Soweit erforderlich kann sich die Rohrleitung auch in das Meer hinaus erstrecken, um den Träger mit schlammförmigem Eisenerz zu beladen. Dieses bedeutet eine sehr einfache und ökonomische Transportmöglichkeit, wodurch die Transportkosten wesentlich gesenkt werden. Jedoch heben die Nachteile dieses Systems den obigen Vorteil auf, und zwar trotz der günstigen Transportmöglichkeiten. Diese Nachteile bestehen in folgendem:

i) Beim Beladungshafen sind eine.große Anzahl von Reservoirs oder Becken nahe dem Schiffshafen erforderlich, um die große Menge des schlammförmigen Eisenerzes für eine nachfolgende Beladung zu speichern, wobei beim anderen System eine einfache Aufschüttung des Eisenerzes möglich ist. Dadurch sind große Flächen für derartige Reservoirs erforderlich.

ii) Am Verladungs- bzw. Umladungshafen wird das schlammförmige Eisenerz von dem Träger im selben Zustand umgeladen, so daß wie beim Beladungshafen große Reservoirs oder Becken zum Speichern des Eisenerzes erforderlich sind, wodurch wiederum große Gebiete für derartige Reservoirs oder Becken benötigt werden.

iii) Am Verladungs- bzw. Umladungshafen sind große Entwässerungs· einrichtungen für das schlammförmige Eisenerz erforderlich, was die Erstellungskosten erheblich erhöht.

iv) Ganz allgemein genügt die reine Zuführung von schlammförmigem Eisenerz nicht den Produktionsforderungen einer Eisen-

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Stahl-Anlage, so daß das Erz im allgemeinen in Verbindung mit einem normalen trockenen Erz anwendbar ist, um den Mangel zu beheben. Dieses wiederum führt dazu, daß zwei Einrichtungstypen in der Anlage vorgesehen sein müssen, was eine doppelte Investition erforderlich macht.

Demgegenüber wird nach der Erfindung ein neuentwickeltes 'Naßbeladungs- und Trockenverladungssystem¹ mit den zugehörigen Ausrüstungen vorgeschlagen, wobei das Eisenerz in schlammförmigem Zustand in den Träger eingeführt und in trockenem Zustand aus diesem entfernt wird. Während der Schiffsfahrt des Eisenerζträgers entsteht eine Schwerkraftverdichtung und -verfestigung des schlammförmigen Eisenerzes im Träger. Diese ungünstige Erscheinung stellt ein extrem nachteiliges Problem beim Transport von Schlammerz dar. Wenn das Eisenerz in den Laderaum eines Trägers gefüllt ist, setzen sich die Eisenerzbestandteile relativ schnell ab, wobei dieser Vorgang infolge des Drucks oder der Schwerkraft der oberen Schlammschicht beschleunigt wird, so daß schließlich der Wassergehalt des Erzkörpers von 3o bis 4o Prozent zum Beladungszeitpunkt bis etwa 14 Prozent abgesenkt wird. Mit fortschreitender Zeit wird der Schlamm im Laderaum des Trägers unter zusätzlicher Unterstützung durch die Erschütterungen und Vibrationen des Trägers weiter verdichtet und verfestigt. Schließlich wird der Wassergehalt des Erzkörpers bis auf 7 bis 8 Prozent reduziert. Dieser Wert hängt natürlich von der Transportzeit ab und liegt bei mittleren Transportzeiten etwa bei 8 bis Io Prozent. Der Wassergehalt des Erzkörpers nimmt infolge der Schwerkraft des Erzes von oben nach unten ab, wobei oberhalb der Deckschicht des Erzkörpers Wasser übrig bleibt, das infolge der Schwerkraftverdichtung aus dem Erzkörper ausgetrieben ist. Wie sich aus dem Vorherstehenden ergibt, ist es viel zu kostspielig und unwirksam im Hinblick auf die Installationserfordernisse und das Verfahren zur Durchführung des erwähnten Systems b, bei dem dem verdichteten und verfestigten Eisenerz im Laderaum des Trägers Wasser zugefügt wird, um wieder den schlammförmigen Zustand zu erzielen, wonach eine Verladung aus dem Träger und anschließend eine Entwässerung erfolgt, um eine geeignete Verwendung in einer Eisen-

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und Stahlanlage zu ermöglichen.

Es sind deshalb neue Schritte einer Naßbeladung und Trockenverladung des so verdichteten und verfestigten Erzkörpers in und aus einem Laderaum eines Trägers wünschenswert, wodurch eine wirksame sowie Zeit und Arbeit sparende Verladung möglich wird. Jedoch erfordert dieses Verfahren die Verwendung eines Krangreifers mit verbesserten Greif- und Verladeeigenschaften. Mit anderen Worten ist der Schlammkörper nach einem längeren Schiffstransport nicht nur verdichtet und verfestigt, sondern weist ferner eine ebene Oberfläche von beträchtlicher Härte wie auch das Innere des Erzkörpers auf. Dementsprechend entstehen beim Greifen mit einem Krangreifer mit flachen Anschlagkanten Schwierigkeiten infolge des extrem großen Widerstandes des verfestigten Erzkörpers. Daraus ergibt sich, daß es wünschenswert wäre, einen Krangreifer mit verbesserten Greifeigenschaften zu haben, d.h. mit Mitteln, um das Widerstandsproblem des zu greifenden und verfestigten Erzkörpers zu lösen. Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht somit in der Schaffung eines Naßbeladungs- und Trockenverladungsverfahrens für Eisenerz, das in einem Laderaum eines Eisenerzträgers verdichtet und verfestigt ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Krangreifers mit verbesserten Greifeigenschaften, der zur Durchführung des zu schaffenden Verfahrens geeignet ist. Ferner soll die Greiffähigkeit des neuen Krangreifers durch zusätzliche Energiezuführung heraufgesetzt werden können. Dabei soll die zusätzliche Energiezuführung gesteuert und zeitlich der Greifphase angepaßt werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mittels eines Verfahrens zum Verladen von Eisenerz erzielt, das sich in einem Zustand eines verdichteten und verfestigten Körpers in einem Laderaum eines Eisenerzträgers befindet, wobei ein Krangreifer mit verbesserten Greifeigenschaften bzw. -fähigkeiten verwendet wird. Das neue Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte eines Fallens eines Krangreifers mit einem Paar von im Öffnungszustand gehaltenen Greifschalen, wobei der Fallvorgang auf den verdichteten und verfestigten Körper im Laderaum des Trägers und die Zerstörung des

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Körpers durch Schwer¹;! af twirkung erfolgt, eines darauf folgenden Schließens der Greifschalen, um den so zerstörten Körper zu ergreifen, und schließlich eines Anhebens des Krangreifers, um dadurch den zerstörten und von dem Paar der Greifschalen in deren Schließposition aufgenommenen Körper zu verladen. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens werden ferner von Vibrationsgliedern erzeugte Erschütterungen bzw. Vibrationen angewendet, wobei die Vibrationsglieder an den Außenflächen der Greifschalen oder dem Aufbau des Krangreifers in unmittelbarer Nähe der Anschlagkanten der Greifschalen angeordnet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Krangreifer vorgesehen, der gekennzeichnet ist durch einen oberen und von ersten Drahtkabeln eines Verladers getragenen Rahmen, durch zumindest zwei Paare von Stützstangen, die jeweils mit einem Ende an dem oberen Rahmen befestigt sind, durch zwei an jeder Kante drehbar befestigte Greifschalen, die an einer Seite mit dem anderen Ende einer jeden Stützstange verbunden sind, ferner durch ein Rollengehäuse, mit dem die anderen Kanten des Greifschalenpaares drehbar verbunden sind, wobei das Rollengehäuse mittels zweiter Drahtkabel vom Verlader getragen und absenkbar ist, um die Greifschalen zu öffnen, und schließlich durch solche Greifschalen, deren Anschlagkanten einander berühren bzw. ineinander eingreifen, wenn die Greifschalen in ihre Schließposition gebracht werden, wobei sich auf und längs jeder Anschlagkante eine Vielzahl von Klauen befindet, die in der Schließposition ineinander eingreifen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an den Außenflächen der Greiferschale oder des Aufbaues des Krangreifers in der Nähe der Anschlagkanten Vibrationsglieder angeordnet, um die Greiffähigkeit des Krangreifers zu erhöhen.

In weiterer Ausgestaltung ist ein zugempfindliches Glied vorgesehen, das die Zugspannung in den ersten oder zweiten Drahtkabeln auswertet, um hierdurch die Betriebszeit der Vibrationsglieder zu steuern, was von der Phase des Greifbetriebes abhängt. Wenn der Krangreifer die Oberfläche des Erzkörpers erreicht, wird der

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Vibrationsvorgang der Vibrationsglieder gestartet, während ihr Betrieb unterbrochen wird, wenn das Greifglied nach oben gezogen wird.

Schließlich ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein Schutzglied für das elektrische Kabel vorgesehen, wobei die Strukturglieder des Krangreifers verwendet werden. Weitere Merkmale ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - einen schematischen Arbeitsplan der verschiedenen Verarbeitungsschritte eines pulverisierten Eisenerzes aus einem Bergwerk bzw. einer Mine bis zu einem Verladeplatz,

Figur 2 - im Querschnitt eine Entwässerungsanlage für schlammiges Eisenerz, das sich während der Führung bzw. des Transports im Laderaum eines Trägers befindet,

Figuren

3 bis 5 - erläuternde Ansichten der Arbeitsweise einer Greiferschaufel bzw. eines Krangreifers nach der Erfindung,

Figuren

6-2 - die Verladesehritte des unter Schwerkraft verdichteten und verfestigten Eisenerzes im Laderaum eines Ei-senerzträgers durch Verwendung des Krangreifers nach der vorliegenden Erfindung,

Figur 7 - eine Skizze zur Darstellung einer Arbeitsphase des Krangreifers nach der vorliegenden Erfindung und

Figur 8 - eine vergrößerte Detailansicht zur Darstellung des Verlaufs eines elektrischen Kabels oder einer Signalübertragungsleitung zur Vibrationsanordnung.

In Figur 1 sind in einem Arbeitsplan die Arbeitsschritte des pulverisierten Eisenerzes von einer Mine zum Verladeplatz dargestellt Während A die Abbaustufe eines pulverisierten oder gemahlenen Eisenerzes an der Arbeitsseite einer Mine darstellt, bezeichnet B

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weitere und beispielsweise Siebstufen des Eisenerzes. Das Erz 1, das auf die geforderte Korngröße und den Korngrad verarbeitet ist wird mit Wasser gemischt und in einem schlammförmigen Zustand mittels einer Pumpe durch eine Leitung 3 zu einem Behälter oder einem Becken 4 gemäß Darstellung bei C gepumpt, um das schlammförmige Erz 5 zu speichern. Das so gespeicherte Erz wird im schlammförmigen Zustand zu einem Schiffshafen befördert, was erforderlichenfalls gemäß D mittels einer Pumpe 7 über eine Rohrleitung 6 erfolgen kann.

Das so transportierte Erz 5 wird in einem ähnlichen Reservoir 4 gemäß E gespeichert und dann in der erforderlichen Menge und ebenfalls im schlammförmigen Zustand durch eine Rohrleitung in das Erztransportschiff oder den Träger 8 gemäß Schritt F gefördert. In der nachfolgenden Stufe, beispielsweise Stufe G, wird das schlammförmige Erz 5 in einen Träger 8 geladen und kann sich in einem Laderaum absetzen. Dadurch wird das Erz in eine Erzschicht 9 und eine darüber stehende Wasserschicht Io getrennt. Das überstehende Wasser Io wird dann vor dem Abtransport des Trägers auf das Gelände zurückgepumpt. Der Wassergehalt des Erzes beträgt im Laderaum des Trägers zum Zeitpunkt des Abtransportes etwa 13 bis 15 Prozent.

Auf diese Weise gelangt der Erζträger zum Bestimmungsort und beispielsweise zum Verladehafen. Jedoch führt ein längerer Transport zur Ablagerung und Verfestigung des Erzes 9 im unteren Teil des Laderaumes gemäß Darstellung bei H, und zwar infolge der Erschütterungen sowie der Stampf- und Rollbewegungen des Trägers. Dadurch wird die Menge des auf den Schlammschichten überstehenden Wassers Io vergrößert. Dieses Wasser wird während der Schiffsfahrt aus dem Laderaum abgelassen. Alternativ kann das schlammförmige Erz erforderlichenfalls auch mittels einer Vakuumpumpe oder entsprechender Glieder vom Boden oder von der Seite der Luke entwässert werden.

Daher liegt der Wassergehalt des Schlammerzes im Laderaum im Bereich zwischen 7 und 9 Prozent, wenn der Träger den Verladehafen

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erreicht. Dieser Wassergehalt ermöglicht den Trocknungsprozeß des Erzes.

Während der Entwässerungsprozeß mittels einer Vakuumpumpe früher benutzt wurde, hängt die Notwendigkeit eines Entwässerungsprozesses von der Korngröße des pulverisierten oder gemahlenen Erzes ab. Mit anderen Worten werden die Erzkörner oder Bestandteile im Fall ihrer Größe von weniger als 44 μ und wenn sie mehr als 6o Prozent der gesamten Menge des Erzes einnehmen während der Schiffsfahrt verfestigt, und ein Entwässerungsprozeß ist nicht erforderlich, da der sich einstellende Wassergehalt von 7 bis 9 Prozent auch ohne Durchführung einer gesonderten Entwässerung entsteht.

Wenn dagegen die Erzkörner über 2 mm groß sind und mehr als 2o Pro zent der Gesamtmenge des Erzes ausmachen, ergibt sich nicht die zuvor erwähnte Verfestigung bzw. Verdichtung, so daß ein Entwässerungsschritt erforderlich ist. Dabei wird vorzugsweise eine Vakuumpumpe verwendet, wobei im Boden oder an der Seite des Laderaums Entwässerungsöffnungen vorgesehen sein können, die mit Filtern verbunden sind.

Je größer die Entwässerungsöffnungen sind, desto größer ist der Entwässerungswirkungsgrad, wobei jedoch eine Begrenzung aus der Sicht der Rumpffestigkeit des Trägers gegeben ist. Das gewünschte Verhältnis der Filtrierfläche zur Gesamtfläche am Boden des Laderaums liegt vorzugsweise bei etwa 6 Prozent.

Figur 2 stellt eine Ausftihrungsform der hierbei verwendeten Entwässerungsanlage dar. Am Boden oder der Seitenwandung 13 des Laderaums befindet sich eine Entwässerungsanordnung, die mit Filtriermaterial gefüllt ist. Daher wird das im Erzschlamm enthaltene Wasser des Laderaums durch das Filtriermaterial unter der Wirkung einer nicht dargestellten Saugpumpe gefiltert und dann durch eine Leitung 18 entladen.

Dabei befinden sich zwei Filtergewebe 15 an den Ober- und Unterseiten des Filtriermaterials, um dieses zu schützen. Zusätzlich sollte oberhalb der Filtrieranordnung vorzugsweise ein Eisen- __lo_

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gitter bzw. ein Eisennetz 14 angeordnet sein. Dieses befindet sich am Boden des Laderaumes, um das obere Filtergewebe 15 zu schützen bzw. zu halten.

Bei Abwesenheit der Filtrieranordnung oder wenn der Träger zum Transport von Rohöl verwendet wird, kann das Eisennetz durch eine Eisenplatte ausgetauscht werden, wodurch die Verwendung des Schiffes keinerlei Beschränkungen unterworfen ist. Der Wassergehalt des Eisenerzes kann auf 7 bis 9 Prozent gegenüber dem während der Schiffsfahrt weitgehend entwässerten Material vermindert werden. Erforderlichenfalls kann der Wassergehalt auch unter 7 Prozent abgesenkt werden.

Der Erzbestandteil bzw. -körper im Laderaum des Trägers wird nach dem Erreichen des Verladeplatzes mittels eines Kranes 11 und eines Krangreifers 12 gemäß Stufe I aus Figur 1 verladen. Infolge der Erschütterungen sowie der Stampf- und Rollbewegungen des Trägers ist das Erz im Laderaum weitgehend verfestigt. Dadurch entstehen Schwierigkeiten für die Verladevorgänge, und zwar besonders bei Verwendung eines herkömmlichen Krangreifers, der eine schlechte Greifkapazität für ein derartig verdichtetes und verhärtetes Erzmaterial hat, wodurch/sich eine geringe Verladewirksamkeit ergibt. Um das zuvor genannte Problem zu lösen, wird nach der vorliegenden Erfindung ein verbesserter Typ eines Krangreifers vorgeschlagen, der zur Aufnahme eines weitgehend verdichteten oder verfestigjten Erzmaterials gemäß Figuren 3 bis 5 geeignet ist. Dabei dienen Drahtkabel 18 zum Öffnen und Schließen der Greiferschalen, während Drahtkabel 19 den Krangreifer tragen bzw. stützen. Ferner sind ein oberer Rahmen 2o und ein unterer Rahmen 21 in Form eines Rollenkastens, Stützstangen 22, Greifschalen 23, Anschlagkanten 24 und Klauen 25 vorgesehen.

Der verbesserte Krangreifer nach der vorliegenden Erfindung weist ein größeres Gewicht und kleinere Abmessungen gegenüber einem herkömmlichen Krangreifer auf, wie er zum Verladen von puder- oder kornförmigen Materialien verwendet wird. Ferner enthält der neue Krangreifer scharfe Anschlagkanten 24 und Klauen 25 großer Festig-

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keit, die in ihrer Schließposition ineinander eingreifen. Mit einer derartigen Anordnung kann das verdichtete und verfestigte Erzmaterial gut zerstört und aufgenommen werden, wodurch sich ein größerer Verlade-Wirkungsgrad ergibt.

Nachfolgend werden die Verladeschritte eines solchen aus verfestic tem Erzmaterial bestehenden Körpers 9 aus dem Laderaum unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, wobei der erfindungsgemäße Krangreifer verwendet wird. In der Darstellung 1 der Figur 6-1 wird der Krangreifer mit geöffneten Greifschalen 23 von einem Verlader gestützt und langsam auf die Oberfläche des Erzes 9 herabgelassen. Wenn die geöffneten Anschlagkanten der Greiferschalen die Oberfläche jdes Erzes 9 erreichen, werden die Klauen 25 infolge der Schwerkraft bzw. des Gewichts der Krangreiferanordnung in den Schlammkörper eingetrieben.

Dann werden gemäß Darstellung 3 der Figur 6-1 die Klauen 25 und die Anschlagkanten 24 der Greiferschalen in den Erzkörper bis zu einer gewünschten Tiefe eingetrieben, wenn die Drahtkabel 18 zum Schließen der Greiferschalen 23 aufgewunden werden. Beim weiteren Aufwinden der Drahtkabel 18 bewegen sich die Klauen 25 und Anschlagkanten 24 in horizontaler Richtung, wodurch das Erz von den Greiferschalen 23 gemäß Darstellungen 4 und 5 derselben Figur aufgenommen wird. Nach Beendigung des Greifbetriebes, d.h. nachdem die Klauen 5o auf den Anschlagkanten der Greifschalen vollständig ineinander eingreifen und nachdem die Greifschalen 23 gemäß Darstellung 6 vollständig geschlossen sind, werden die tragenden Drahtkabel 19 aufgewunden, um den Krangreifer aus dem Laderaum gemäß Darstellung 7 herauszuheben.

Die die Greiffähigkeit des Krangreifers bewirkenden Faktoren sind das Gewicht sowie die Größe und Form des Krangreifers, die Anwesenheit sowie Formen der Klauen, die Anzahl der Windungen der Drahtkabel usw. Bei gleichem Gewicht des Krangreifers steigt dessen Greiffähigkeit, wenn die Form der Greifschalen vergrößert wird. Wenn dagegen die Greifschalen zu groß ausgebildet werden, ergibt sich ein zu schwacher Aufbau, was eine schlechte Greiffä-

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higkeit bewirkt. Im Fall von weniger Drahtkabelwindungen entsteht im geschlossenen Zustand der Greifschalen in den Drahtkabeln ein Aufwärtszug, wodurch die Greiffähigkeit verschlechtert wird. Auch diese Tatsache sollte demgemäß beim Entwurf eines derartigen Kran· greifers in Betracht gezogen werden.

Alternativ können zur Verbesserung der Greiffähigkeit des Krangreifers Versuche vorgeschlagen werden, um eine schärfere Form der Klauen oder einen derartigen Aufbau zu erzielen, bei dem das Gewicht des Krangreifers wirkungsvoll auf die Anschlagkanten der Krangreiferschalen wirkt. Auch kann die Krangreiferanordnung von einer bestimmten Höhe herunterfallen.

Jedoch sind unter diesen Faktoren zur Verbesserung der Greiffähigkeit eines Krangreifers vier besonders wichtige Faktoren enthalten, die nachfolgend unter Hinweis auf die Figuren 3 bis 5 der Zeichnungen beschrieben werden.

1. Gewicht/Volumen-Verhältnis (W/V): Das Verhältnis des Gewichts (W) der Krangreiferanordnung zum Innenvolumen (V) der Greiferschalen (das Innenvolumen der Greiferschalen in ihrer Schließposition) .

2. Das Verhältnis der Länge zur Breite der geöffneten Krangreiferschalen (A/B): Das Verhältnis der Länge oder Entfernung (A) einer Anschlagkante der Greiferschale zur anderen Anschlagkante der anderen Greiferschale - in ihrer Öffnungsposition - im Verhältnis zur Breite (B) der Greiferschalen.

3. Das Verhältnis des Gewichts des Krangreifers zur wirksamen Breite der Anschlagkanten (W/2B): Das Verhältnis des Gewichts (W) des Krangreifers zur wirksamen Breite (2B) ihrer Anschlagkanten.

4. Das Verhältnis der Greifkraft zur Breite der Anschlagkanten (H/2B): Das Verhältnis der Greifkraft (H) der Greifschalen in ihrer Schließposition zur wirksamen Breite (2B) der Anschlagkanten der Greifschalen.

Allgemein ergibt sich, daß mit steigender Härte des schlammförmigen Erzes vorzugsweise ein Krangreifer geringerer Größe und -13-

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größeren Gewichts verwendet wird. Andererseits wird die Greifkapazität der Greifschalen im Fall der Verwendung eines Krangreifers mit größerem Gewicht entsprechend herabgesetzt, wenn die Tragfähigkeit des verwendeten Krans begrenzt ist, wodurch sich eine geringere Verladewirksamkeit ergibt.

Um die verbesserte Wirksamkeit des Verladebetriebes zu erzielen, ist es entsprechend notwendig, die Werte der zuvor genannten Faktoren auszuwählen und zu bestimmen, was von den Bedingungen des schlammförmigen Eisenerzes und besonders von dessen Härte abhängt.

Während die anfängliche Bestimmung der Härte des kompakten Schlammkörpers schwierig sein kann, ist die Verwendung des 'N¹-Wertes des Piercing-Tests geeignet, der weitgehend im technischen Bereich angewendet bzw. durchgeführt wird.

Der hier verwendete Wert 'N' ist entsprechend JIS (Japanese Industrial Standard) A 1219 definiert,und zwar als Falltakt eines Gewichtes oder eines Blocks von 63,5 kg, das oder der aus einer Höhe von 75 cm auf das obere Ende eines Rohres mit einem Durchmesser von 51 mm fällt, um das Rohr bis zu einer Tiefe von 3o cm in den Boden einzutreiben. Dabei kommt es darauf an, wie oft das Gewicht auf das Rohr fallen muß, um die angegebene Tiefe zu erreichen.

Die Härte des derart verdichteten und verfestigten Eisenerzkörpers nimmt die Werte von 15 bis 25 der genannten Definition an. Eine weite Streuung der ¹N'-Werte rührt von den unterschiedlichen Transportperioden,beispielsweise des Schiffstransports, wie auch von den veränderlichen Erschütterungswerten und der Bewegung des Trägers bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen her; außerdem wirken sich die variierenden Werte der Schwerkraftverfestigung und -verdichtung sowie die Entwässerung des Schlammkörpers im Laderaum eines Trägers aus.

In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Werte der zuvor genannten Faktoren angegeben, bei denen sich eine größtmögliche Verlade-

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oder Greifwirksamkeit für den Erzkörper bei Verwendung eines Kran greifers ergibt:

Tabelle 1

	I	2o	II	25
Härte eines Erzkörpers (N-Wert)	15 -	4,5	2o -	6 ,o
Gewichts/Volumen-Verhältnis IW/V) (to/m·3)	3,ο -	3,ο	4,5 -	3,5
A/B-Verhältnis	2,6 -	5o	2,6 -	6o
W/2B-Verhältnis (kg/cm)	4o -	6o	5o -	15o
H/2B-Verhältnis (kg/cm)	4o -	6o -

Im Hinblick auf die Tatsache, daß das W/V-Verhältnis für die Verladung von trockenen Erzkörnern, die ein spezifisches Gewicht von etwa 5,ο to/m aufweisen, in der Nähe von 2,5 to/m liegt, hat der Krangreifer der vorliegenden Erfindung eine kleinere Grosse und ein größeres Gewicht, so daß das Volumen des von den Krangreiferschalen aufgenommenen Eisenerzes vergleichsweise klein ist

Jedoch liegt das volumetrisch bestimmte spezifische Gewicht des trockenen Eisenerzes im Bereich von 2,5 - 2,7 to/m , während das volumetrische spezifische Gewicht des Eisenerzes, das sich in einem schlammförmigen Zustand befindet und das auf einen ¹N¹-Wert von ungefähr 15 verdichtet und verfestigt ist, in etwa bei 3,6 to/m liegt. Demgegenüber ergibt sich das volumetrische spezifische Gewicht des auf einen ¹N¹-Wert von 25 verfestigten und ver-

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dichteten Eisenerzes zu etwa 4,ο to/m .

Hieraus ergibt sich, daß der Krangreifer um so schwerer und kleiner ausgebildet ist, je härter das Eisenerz des verfestigten

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Körpers ist, so daß das Volumen des vom Krangreifer aufgenommenen Eisenerzes vermindert wird. Da jedoch das volumetrische spezifische Gewicht des Eisenerzes mit größer werdender Härte des verfestigten Körpers ansteigt, wird nicht das Gewicht des von den Greiferschalen aufgenommenen Eisenerzes reduziert, d.h. es ergibt sich keine verminderte Verladewirksamkeit. Daraus ergibt sich,daß bei Verwendung eines Krangreifers mit Werten gemäß der Tabelle eine Greif- oder Verladewirksamkeit entsteht, die mit derjenigen bei trockenem Eisenerz vergleichbar ist, und zwar auch im Fall eines extrem stark verfestigten und verdichteten Erzkörpers.

Das im schlammförmigen Eisenerz enthaltene Wasser wird unter der Schwerkraft als auf dem Schlammkörper überstehende Flüssigkeit ausgeschieden, was durch die Erschütterungen und Bewegungen des Trägers unterstützt wird. Dänach wird die überstehende Flüssigkeit gewöhnlich aus dem Träger entfernt. Entsprechend kann der Wassergehalt im Schlammkörper dadurch bestimmt werden und steht in direktem Zusammenhang mit der Härte des Eisenerzes eines verdichteten und verfestigten Körpers. Die nachfolgende Tabelle II gibt das Verhältnis der Härte (N) des Erzkörpers und des tatsächlich gemessenen Wassergehalts wieder, wobei die ¹N¹-Werte den ¹N¹-Werten aus Tabelle 1 entsprechen:

Tabelle II

	I	2o	II	25
Härte des verdichteten Eisenerzkörpers (1N1-Wert)	15 -	7	2o -	5
Wassergehalt im Erzkörper (%)	9 -	7 -

Aus Tabelle II ist ersichtlich, daß der Wassergehalt eine Funktior der Härte des verdichteten und verfestigten Eisenerzes ist, so daß die Härte des Erzkörpers vorzugsweise durch Verwendung der zuvor erwähnten Entwässerungsanlage während des Transportes des Eisenerzträgers eingestellt.werden sollte, um eine Härte des Er*-

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körpers in dem vorbestimmten Bereich zu erzielen, der den Eigenschaften des verwendeten Krangreifers am Bestimmungsort angepaßt ist, wodurch eine maximale Verladewirksamkeit erzielt wird. Ferner ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung, daß der erfindungsgemäße Krangreifer eine sogenannte Naßverladung des schlammförmigen Eisenerzes und eine Trockenverladung des Eisenerzes in Form eines verfestigten und verdichteten Körpers in und aus einem Eisenerzträger mit verbesserter Verladewirksamkeit ermöglicht, wobei sich das Erz im Laderaum des Trägers befindet.

Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen nach der Erfindung beschrieben, bei denen die Greif- oder Ladefähigkeit des erfindungsgemäßen Krangreifers weiter verbessert ist.

In Figur 7 wird der Krangreifer von stützenden Drahtkabeln 3 eine; Verladers getragen. Wie dargestellt besteht der Krangreifer aus einem oberen Rahmen 13, der von ersten Drahtkabeln 3, 3 getragen wird, aus zumindest zwei Paaren von Stützstangen 12, 12, die jeweils mit dem oberen Rahmen 13 verbunden sind, aus einem Paar von Greifschalen 1, 1, die an einer Seite drehbar mit dem anderen Ende jeder Stützstange 12, 12 verbunden sind, ferner aus einem Rollenkörper 14, mit denen die anderen Kanten jeder Greifschale drehbar verbunden sind, wobei der Rollenkörper mittels zweiter Drahtkabel 4,4 von dem nicht dargestellten Verlader getragen und so angeordnet ist, daß die Greifschalen beim Absenken geöffnet werden. Die Greifschalen weisen jeweils Anschlagkanten auf, die im Schließzustand der Greifschalen ineinander eingreifen können. Auf den Anschlagkanten und längs dieser Kanten befindet sich eine Vielzahl von Klauen 2, die ebenfalls im Schließzustand ineinander eingreifen können.

In dieser Anordnung wird der Krangreifer auf die Oberfläche des Schlammkörpers im Laderaum abgesenkt, und die Drahtkabel 4,4 werden dann aufgewunden, so daß die Klauen 2 zu Anfang dieses Betriebes vertikal in die Oberfläche des Schlammkörpers eingetrieben werden, wonach eine horizontale Verschiebung der Greifschalen 1,1 entsteht, um ein gewisses Volumen des Eisenerzes des verdichteten

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und verfestigten Körpers aufzunehmen.

Hierbei sind Vibrationsglieder 5 und/oder 6 an der Außenfläche des Krangreifers und beispielsweise an den Außenseiten der Stützstangen 12, 12 und Greifschalen 1, 1 vorgesehen, und zwar in der Nähe der Anschlagkanten der Greifschalen 1, 1.

Die Vibrationsglieder 5 oder 6 enthalten ein exzentrisches Gewicht, das bei seiner Drehung die Vibration erzeugt.

Der Grund dafür, daß die Vibrationsglieder 5 oder 6 an den Außenflächen der Stützstangen oder der Krangreiferschalen angeordnet sind, besteht darin, daß anderenfalls bei einer Anbringung der Vibrationsglieder an der Innenfläche der Greifschalen 1,1 oder der Stangen 12, 12 die Gefahr einer Zerstörung der Vibrationsglieder vorliegt. Andererseits ist es nicht empfehlenswert, die Vibrationsglieder mit einem schützenden Gehäuse zu versehen, und zwar im Hinblick auf die Kühlung dieser Vibrationsglieder. Aus diesem Grunde sollten die Vibrationsglieder an den Außenflächen der Greifschalen und Stangen gemäß 5 und 6 in Figur 7 angeordnet sein.

Die Vibrationsglieäer werden mittels eines elektrischen Stromes betrieben, der von einer elektrischen Quelle durch ein elektrisches Kabel über einen Verlader herangeführt wird. In dieser Beziehung ist das elektrische Kabel bei den aufwärts und abwärts gerichteten Bewegungen des Krangreifers ein- und ausziehbar, was mittels eines nicht dargestellten und mit dem Körper des Verladers verbundenen Kabelspulgliedes erzielt wird.

Die von den Vibrationsgliedern begründete Vibration bzw. Erschütterung ist lediglich erforderlich, wenn die Greifschalen sich in Kontakt mit dem verfestigten Körper des Bisenerzes befinden, so daß eine Vibration während des Auf- und Abspulens der Drahtkabel nicht für den Greifbetrieb erwünscht ist. Dementsprechend ist die Anbringung eines Verriegelungsschalters zweckmäßig, der die Vibrationsglieder nur in Betrieb setzt, wenn die Greifschalen den verfestigten Erzkörper berühren. -18—

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Figur 8 zeigt eine Ausführungsform eines derartigen Verriegelungsbzw. Ansprechschalters. In diesem Fall ist ein druckempfindliches Glied 9 zwischen dem Krangreiferkörper und im vorliegenden Fall zwischen dem oberen Rahmen 11 und den stützenden Drahtkabeln 3, vorgesehen, so daß die Vibrationsglieder nur dann außer Betrieb gesetzt sind, wenn die stützenden Drahtkabel unter einer Zugspannung stehen. Eine entsprechende Funktion ergibt sich im entlasteten Zustand. Die Signalübertragungskabel Io, die ein Signal von dem druckempfindlichen Glied 9 zu den Vibrationsgliedern 6 übertragen, verlaufen durch den oberen Rahmen 11 und die Stangen 12, 12, damit sie vor einer Zerstörung geschützt werden.

Wenn dann die Greifschalen den Erzkörper erreichen und die stützen den Drahtkabel entlastet werden, werden die Vibrationsglieder in Betrieb gesetzt. Nach Beendigung des GreifVorgangs des Krangreifers und wenn sich die Greifschalen mittels der Drahtkabel 4, 4 zu schließen beginnen, wird auf die stützenden bzw. tragenden Drahtkabel eine Zugspannung ausgeübt, was den Betrieb der Vibrationsglieder unterbricht.

Auch kann alternativ ein derartiger Verriegelungs- bzw. Ansprechschalter, und beispielsweise ein zugabhängiges Glied, zwischen den Drahtkabeln 4,4 und der Anordnung des Krangreifers vorgesehen sein.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, können die sich beim Greifen und Verladen eines verdichteten und verfestigten Eisenerzkörpers in einem Laderaum eines Eisenerzträgers einstellenden Schwierigkeiten durch Verwendung eines verbesserten Krangreifers nach der vorliegenden Erfindung vermieden werden, wobei zweckmäßige Teile wie Vibrationsglieder und zugempfindliche Glieder eine Hilfe bzw. Unterstützung darstellen, so daß eine höchst wirkungsvolle und zweckmäßige Lösung des Problems gewährleistet ist.

Abgesehen von der vorstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sind weitere Änderungen und Verbesserungen im Rahmen der Erfindung möglich.

-Patentansprüche-

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Claims (12)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Verladen von Eisenerz, das im Schlammzustand in einen Laderaum eines Trägers gefüllt ist und sich im Zustand eines verdichteten oand verfestigten Körpers befindet, gekennzeichnet durch die Schritte eines Fallens eines Krangreifers mit einem Paar von im Öffnungszustand gehaltenen Greifschalen, wobei der Fallvorgang auf den verdichteten und verfestigten Körper im Laderaum des Trägers und die Zerstörung des Körpers durch Schwerkraftwirkung erfolgt, eines darauf folgenden Schließens der Greifschalen, um den so zerstörten Körper zu ergreifen, und schließlich eines Anhebens des Krangreifers, um dadurch den zerstörten und von dem Paar der Greifschalen in deren Schließposition aufgenommenen Körper zu verladen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch Verwendung zumindest eines Paares von Vibrationsgliedern, die an den Außenflächen der Greifschalen oder des Krangreiferaufbaues in unmittelbarer Nähe der Anschlagkanten der Greifschalen angeordnet sind.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte des verdichteten und verfestigten Körpers aus Eisenerz im Bereich zwischen 15 bis 25 in ¹N¹-Werten liegt, während der Wassergehalt in dem Erzkörper 5 bis 9 Prozent beträgt.

4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Krangreifer ein Gewichts/Volumen-

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Verhältnis (W/V) zwischen 3,ο bis 6,ο Tonnen/m beträgt, während das Verhältnis der Länge zur Breite des geöffneten Krangreifers 2,6 bis 3,5 und das Verhältnis des Gewichtes des Krangreifers zur wirksamen Breite der Anschlagkanten (W/2B) 4o bis 6o kg/cm beträgt, wobei die Greifkraft pro Einheitsbreite der Anschlagkanten (H/2B) 4o bis 15o kg/cm ausmacht, und zwar in Abhängigkeit von der Härte eines Erzkörpers mit einem ¹N¹-Wert von 15 bis 25.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsglieder ansprechen, wenn die Klauen die Oberfläche des verdichteten und verfestigten Körpers berühren.

6. Verfahren zur Naßladung und Trockenverladung zur Verwendung bei einem Eisenerzträger, dessen Laderaum mit schlammförmigem Eisenerz beladen wird, wobei ein Krangreifer zum Verladen des Eisenerzes benutzt wird, gekennzeichnet durch einen oberen und von ersten Drahtkabeln eines Verladers getragenen Rahmen, durch zumindest zwei Paare von Stützstangen, die jeweils mit einem Ende an dem oberen Rahmen befestigt sind, durch zwei an jeder Kante drehbar befestigte Greifschalen, die an einer Seite mit dem anderen Ende einer jeden Stützstange verbunden sind, ferner durch ein Rollengehäuse, mit dem die anderen Kanten des GreifschaljPenpaares drehbar verbunden sind, wobei das Rollengehäuse mittels zweiter Drahtkabel vom Verlader getragen und absenkbar ist, um die Greifschalen zu öffnen, und schließlich durch solche Greifschalen, deren Anschlagkanten einander berühren bzw. ineinander eingreifen, wenn die Greifschalen in ihre Schließposition gebracht werden, wobei sich auf und längs jeder Anschlagkante eine Vielzahl von Klauen befindet, die in der Schließposition ineinander eingreifen.

7. Krangreifer zur Durchführung des Verfahrens aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Greifschalen (1) an seinen Außenseitai Vibrationsglieder (5,6) in der Nähe der Anschlagkanten (24) tragt.

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8. Krangreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner ein zugempfindliches Glied (9) enthält, das mittels einer Signalübertragungsleitung (lo) mit den Vibrationsgliedern (5,6) verbunden ist.

9. Krangreifer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zugempf-indliche Glied (9) zwischen dem oberen Rahmen (11) und den ersten Drahtkabeln (3) angeordnet ist.

10. Krangreifer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zugempfindliche Glied (9) zwischen den zweiten Drahtkabeln (4) und dem Aufbau der Krangreiferanordnung vorgesehen ist.

11. Krangreifer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsleitung (lo) innerhalb und durch den oberen Rahmen (11) sowie die Stützstangen (12) verläuft.

12. Krangreifer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zugempfindliche Glied (9) ein Signal zu den Vibrationsgliedern (5, 6) leitet, um diese in Betrieb zu setzen, wenn die ersten oder zweiten Drahtkabel im gelockerten Zustand zugspannungsfrei sind, und umgekehrt.

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