工程机械选型在冶金建设企业中的作用

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摘要工程机械在冶金建设企业的现代化施工作业中，正发挥着越来越重要的作用。科学合理选择工程机械型号类型，尤其基于不同冶金建设施工需求，合理选择工程机械，优化设备资源配置，才能更好发挥工程机械的效能作用，促进施工质量、工期、安全、成本的持续改进。

关键词工程机械汽车起重机选型作用

0前言

随着冶金钢铁行业装备水平的日益大型化、专业化、模块化、现代化，冶金建设企业在大型工程项目施工、现有装备技术升级改造及系统检修作业中，其施工的质量、工期、效率的提升，越来越依靠工程机械的强势介入来完成，对于依存于钢铁主业的冶金建设企业而言，针对性地选择工程机械进行合理的设备选型配置，才能有效地发挥工程机械的综合工作效率，使工程机械的效能得到最大限度的发挥，服务好各类工程施工建设。

1当前工程机械概况

工程机械概括地说，就是凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备。它主要用于国防建设工程、交通运输建设，能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。就冶金建设施工领域涵盖的工程机械主要包括:履带式起重机、汽车式起重机、叉车、装载机、挖掘机、商砼搅拌运输车、商砼泵送车、载重汽车、翻斗自卸汽车、牵引式拖拉机、辅助性车辆等。所有上述工程机械都是冶金建设企业在冶金工程施工和设备检修作业活动中必不可少的施工作业装备，实现人力所无法完成的施工作业，本文探讨的冶金建设企业的工程机械主要是:移动式起重机、商砼泵送布料及运输作业车辆等。由于大部分冶金建设检修企业都是随着钢铁主业母体规模的不断扩大逐步发展而来，这也使得从属于其工程机械的新增、更新、报废缺少了长远性总体规划，造成了工程机械车型种类配置越来越不适应新的工程施工建设需要。就大多数隶属于建厂时间较早的大中型钢铁公司所属冶金建设检修企业而言，其工程机械配置的不合理主要表现在以下几个方面。

1．1车辆种类单一

工程机械车辆的种类结构单一，对现代冶金建设检修企业的业务支撑单薄。例如:一般的工程机械车辆里除了少数大型起重机以外，绝大部分以中小吨位汽车起重机作为主体车型，兼有服务性质的汽车，少量的叉车和装载机、平板车，没有大型施工所需的履带式起重机、厂内工地上用途广泛、使用便捷的越野式起重机，也没有土建配套使用的挖掘机、商砼泵送布料车等。这就造成了冶金建设检修企业的业务拓展受到限制，不能独立有效地开展大型综合性冶金建设工程施工，不利于企业的整体协调发展。

1．2设备使用率低

工程机械的型号复杂、品牌众多、品种稀少、吨位偏小，不利于设备的综合管理利用，降低了设备的使用效率。一般来讲，由于工程机械的添置都是随机性添置的装备、系统性规划较差，而且不能把握现代工程机械的发展趋势，沿用过去的思维，错过了引进工程机械新兴品种的时机，因此就出现同一个类型的工程机械会出现几个品牌和若干个型号混杂、同一品种型号数量过剩、而急需的品种型号数量稀少，甚至没有引进，出现长期租用的局面。这不利于工程机械协同作业综合效能的发挥，推高了后期的规范管理和日常的维护保养费用，增加了综合使用成本。

1．3更新换代缓慢

工程机械更新换代缓慢，部分类型的工程机械出现三代甚至四代同堂的现象，这就造成了备件的储备和供应管理不规范、种类繁杂多样，占用了宝贵的资金和库存，维修保养专检的规范无法有机统一起来，不利于工程机械设备的日常管理和升级换代，滞后了工程机械向智能化、信息化、自动化、大型化的转变，形成了高端工程机械的短缺，致使大型工程机械外租现象严重。

1．4不符合环保要求

近年来，随着国家环保节能治理措施的强力推进，不符合尾气排放要求、能耗偏高的“黄标车”被禁止上路运行，对于超期服役、轴载总质量不符合道路交通管理新规、综合能耗高、污染严重、工况老化的工程机械而言无疑是雪上加霜，这些工程车辆不能上路行驶，厂区内被限时限区域使用，严重影响了工程施工用车的效率，恶化了工程机械整体运行的工作环境，降低了冶金建设检修企业施工的机械作业效率。

2工程机械选型中存在的问题及原因分析

针对以上工程机械设备的四种现状表现，从行业政策、交通法规、单体设备、工程机械发展的适应性等几个因素进行了现场和市场调研并做出了如下基于市场、政策、技术方面的分析。

2．1汽车起重机远途转场运行的法律法规限制

根据最新的《中华人民共和国道路交通法》、《中华人民共和国公路法》和交通部新修订的《超限运输车辆行驶公路管理规定》，明确规定了以汽车底盘为载具类的工程机械，每轴平均轴载不超过10t，按照载重总质量上下浮动最大值10%计算，五轴重载车辆总质量不超过55t作为新车核定牌照上牌的认定标准，而总质量超过55t的汽车起重机在新车核定车牌时不予上牌。根据《机动车登记规范》相关规定，因轴荷、总质量、外廓尺寸超出国家标准的特型机动车(含汽车式起重机)，还应当审查合格证或者进口凭证，登记审核岗审查机动车所有人身份证明、机动车交通事故责任强制保险凭证，符合规定的，录入相关信息，向机动车所有人出具受理凭证，按规定核发临时行驶车号牌。据此规定，如果汽车起重机总质量超过55t，需要远程转场时，必须办理最多时长不超一个月的全国临时牌照和《超限运输许可证》，并规定了车辆的行驶路线和收费标准。根据国内汽车起重机核定质量标准:220t级及以下吨级的汽车式起重机可以上正式牌照，道路行驶一般不受限制，220t级以上的汽车起重机行驶配置总质量已经超过了55t，不能上正式牌照，这样就极大制约了220t级以上大型汽车起重机的远程机动能力，降低了其使用价值的发挥。

2．2冶金建设企业常用工程机械在不同作业环境中的效率剖析

就冶金建设企业而言，其面对的项目承接范围主要包括:大中型新建、技改项目工程施工和冶金设备设施的分项抢修、检维修作业，前者要求的作业范围广、作业持续时间长、场地相对开阔，而后者属于短平快性质，需要赶时间、抢进度，注重作业效率。这就给工程机械的分类选型提供了良好的对比空间。对于流动式起重机而言，一般情况下包括:履带式起重机和汽车式起重机(含轮胎式越野起重机)两种类型。履带式起重机是将吊装起重功能的提升、变幅、回转及作业装置通过一体化结合安装在履带底盘上，依靠履带行走装置进行场地移动的非路面流动式起重机，具有起吊质量大、可带一定载荷行走、作业装置组合多、作业范围大、场地要求低、转弯半径小、爬坡能力大、接地比压小、作业灵活等优点，近年来的快速发展和使用实践表明，其在大中型工程项目和技改工程中发挥了不可替代的作用，其性价效益比超过了汽车式起重机，得到了冶金建设企业的广泛认同。汽车式起重机是将起重吊装功能的提升、伸缩、变幅、回转、地面支撑及作业装置安装在汽车式底盘或全地面特制平台底盘上，并可在路面上行驶的流动式起重机，具有行驶速度高、机动灵活、可快速转场等优点，而且随着装备制造技术的不断进步，汽车式起重机也不断吸取其他起重设备的优点，通过加装超起装置、臂杆与桁架臂的中间接头、扩展数据总线控制系统等，实现了履带式起重机、塔式起重机的部分核心功能，成为目前冶金建设企业起重吊装作业中的主力机型。履带式起重机作业设备以分段组装的桁架臂为主，汽车式起重机以箱式结构伸缩臂为主;履带式起重机的变幅主要依靠卷扬机，而汽车式起重机变幅多由变幅液压缸实现;履带式起重机工作时一般不需要支腿，而汽车式起重机工作时需要支腿作支承。履带式起重机属非公路型车辆，而汽车式起重机属于公路型车辆。三一SCC1000型履带式起重机与利勃海尔LTM1100－5．2型全地面汽车起重机的起重能力对比。(a)30m臂长时起重能力对比(b)45m臂长时起重能力对比5．2起重能力对比，上述履带式起重机与全地面汽车起重机虽然同为最大吊装量100t级起重机，但履带式起重机的起重能力相对来说，平均比汽车式起重机高出60%。作业效率与汽车式起重机相比，履带式起重机的作业效率相对较高:一是履带式起重机的现场灵活性较轮式汽车起重机有较大优势，二是履带式起重机的场地适应性也比汽车式起重机强很多［1］。针对大型工程持续时间较长、施工作业工地相对固定的专业吊装作业，履带式起重机的综合优势就更大。

2．3工程机械发展的适应性趋势

以往对于流动式起重吊装机械的认识，很大程度上还停留在汽车式起重机的概念范围内，但工程机械不断适应产业进步的功能细分化发展，必然会有越来越多性能强大的履带式起重机、全地面起重机得到应用，来填补大中型冶金建设施工中汽车式起重机作业效率较低、作业范围受限的问题。随着冶金设备的大型化、专业化、现代化的不断完善，工程机械的设计制造吨位、类型细分会随着建设安装工艺的不断优化而得到相应发展。工程机械的专业化、自动化、系列化、环保化、人机结合及智能化全液压、全数字电脑控制将成为今后发展的主流，这就给驾驶车辆的专业司驾人员提出了更高的操作素养要求，车辆信息的交互界面必须学会设置和阅读，专业培训的课程设置必须结合具体的车辆类型来进行。

3工程机械选型优化配置的措施要求及其发挥的作用

3．1工程机械优化选型的原则

工程机械的合理优化选型要想在实际作业中发挥作用，必须要紧密结合该冶金建设企业目前或将要开发的施工业务，适当有所拓展是很必要的，要坚持“双进发展”原则，即在重视选择汽车式和全地面起重机的同时，也要针对大中型工程建设引进履带式起重机，形成工程机械的吊装能力基本涵盖本冶金建设企业施工范畴，形成“两条腿”走路的协调选型配置，这样才能发挥工程机械的最大综合潜能。如果冶金建设企业有自己的商砼搅拌站，就应根据参建或检修的工程中，其商砼需要扬程的最大高度来决定混凝土泵送布料车的型号，商砼运输车考虑到供应商砼的数量和距离，从经济的角度出发，应根据土建施工的工作量大小和作业强度，来合理调度不同容积的商砼运输车。例如:按照工程机械优化选型的配置次序原则，在商砼搅拌站整个生态运行系统中，首先要把握商砼搅拌站的核心工程机械的选型采购，即根据服务区域工程的特点，来合理选型混凝土泵送布料车，在资金允许的情况下，再去配置商砼运输车，而且要以年度工程量的中间数值进行配置，考虑到商砼运输车准入门槛低的因素，最好采用外租的方式来辅助混凝土泵送布料车的作业。

3．2核心工程机械配置的措施要求

无论是汽车式起重机还是履带式起重机，其品牌型号选择最好经过缜密的调研后，需要按照大中轻型流动式起重机分类，根据冶金建设企业的施工使用经验，从安全性、保值性、适应性、综合效能出发，履带式起重机宜选择100t以上吨位，最大吨位不超过500t，而根据国内市场来看，国产一线品牌的工程机械制造厂家的履带式起重机产品完全能够胜任冶金建设企业的需要，可以比采购国外同类型的履带式起重机减少1/3费用，这样既可以在大中型冶金建设项目施工中发挥核心起重吊装作用，也避免了其他类型的汽车式起重机出现吊装能力过剩的情况。基于作业效率、安全、品牌要素，大中型汽车式起重机首要选择是进口全地面汽车起重机，次要选择才是国产全地面汽车起重机，吨位应定在100t以上，大中型汽车式起重机选择全地面式主要考虑到其起重能力大、主臂杆长度长、作业工况选择空间广、行驶机动能力强、智能化程度高等优点［2］，这样能够发挥大吨位汽车式起重机的核心吊装能力，同时在本企业大吨位起重机不够用，需要租用社会上的大吨位汽车式起重机时，起到平衡租用大吨位汽车式起重机定价权的作用，保障企业的核心利益;100t以下吨位的汽车起重机从性价比、操控上手快、维修保养的便捷性出发，宜选择国产一线品牌中的一个品牌，且其产品线较长、性价比最优的厂家作为战略合作供应商，这样售后服务、备件存储、驾驶操控培训、商业采购模式就会简单高效，其运行成本就会维持在一个较低的水平，发挥出工程机械合理选型的综合效率。

3．3工程机械对国家产业政策和法律法规的适应性要求

工程机械的运行应符合国家的产业政策和环保要求，如果今后购进工程机械车辆，首先是有工信部核发的车型公告，其次是发动机排放标准应为国V及以上标准，第三是220t及以下吨位的汽车式起重机，由于其整机总质量不超过55t，这样才能取得上正式牌照的资格。考虑到220t以上吨位的全地面汽车式起重机不能正常无限制上路面行驶，根据目前大型钢铁企业的工程建设和设备安装检修经验，宜选择350t级及以下吨级的汽车式起重机作为特殊情况下的战略使用，这样与220t全地面汽车起重机拉开100t以上的差距，而且该车既配有超起装置，又具备塔式工况，综合功能强大，而更大吨位的全地面汽车起重机由于使用几率低，如偶尔使用可采用租借方式进行。履带式起重机由于不受路面的限制，能够进行模块化拆装组合，满足道路运输要求，这样可以根据大中型施工的实际需求，来选择合适吨位和臂长的履带式起重机，一般对于冶金建设企业来说，其最大吨位不宜超过500t，最小吨位控制在100t左右，这样对于大型冶金建设企业承揽大型冶金建设工程，可以与最大吨位为350t级及以下吨级的汽车式起重机形成吊装作业的全覆盖无缝衔接，基本满足各类重型装备及厂房的整体安装对接作业。

3．4核心工程机械优化选型在不同冶金建设工程中的配置所发挥的作用

在移动式起重机选型上，还需要结合工程实际考虑需要的车型，较短期用大型起重机或作业场所不固定的区域，应该首先选择合适吨位和臂杆长度的汽车式起重机;如果在一个施工现场吊装作业超过一定时间，则履带式起重机的使用经济性远优于汽车式起重机。因此作为一个冶金建设企业，工程机械选型的侧重点取决于其主要业务的构成情况:如果其业务重点为大中型冶金建设工程的中长期施工，那么就应选择与其业务匹配的履带式起重机;如果其业务重点为大中型技改检修施工或者在大中型冶金建设工程施工中，其部分施工区域不是经常性用到大型起重机进行吊装作业，那么就应选择与其业务匹配的汽车式起重机;如果二者业务兼而有之，则应根据实际情况，合理配置履带式起重机和汽车式起重机。由于钢铁设备检修和工程建设的环境复杂多变、尤其检修作业时，空间狭小、作业区域受限，除去履带式起重机适宜在开阔地带作业外，对于汽车起重机的配置需要进行不同作业环境的针对性选择:100t位以上的汽车起重机易采用短车身的全路面全液压起重机类型，100t位以下的汽车起重机宜采用汽车底盘式、配重免拆卸、主臂杆长度不宜大于50m的起重机类型，吊装时的前后支腿型号应采用“H”型，不宜采用前后支腿为“K”型+“H型”或“X”型，至于吊装技术参数的选择应按照实际的吊装作业要求，均衡选择车辆型号，不能刻意追求单一指标的突出，而忽视了其他指标参数、价格成本的优化，综合考虑施工吊装需要和技术参数匹配，只需要满足绝大部分冶金建设工程和检修即可，也可以略有余量，不必追求技术参数的“高大上”，而造成综合成本的上升。在工程机械选型运用实践中，某钢铁企业烧结厂脱硫脱硝工程项目施工中，考虑到现场设备、结构件、管道等吊装作业，其特点是单件重量大、对接过程中需要来回移位，且高空吊装要求是距地面高度大、物件重量重、纵深范围广，单靠汽车式起重机无法独立完成所有的吊装作业任务，需要在主体设备安装对接过程中使用500t级履带式起重机1台、300t级履带式起重机3台来完成主体吊装作业，由于履带式起重机的桁架吊臂可以接长到100余米，较汽车式起重机吊装能力更大，具有固定、变幅、塔式等多种工况，且能在小范围内带载移动，使得在一定空间内能够发挥更高的作业效率，而汽车式起重机由于机动性强，且臂杆不用来回拆装，因此施工高峰期30余台300t级及以下吨级的梯次合理调度使用，在吊装作业用时较短的设备、构件安装吊装作业中发挥了巨大作用，此案例也体现了不同工程机械协同作业展现出来的高效、灵活、节省工作台班的综合效能，印证了核心工程机械优化选型在大型持续性工程施工中的重要性。

3．5非核心工程机械的调配选型在冶金建设工程中所发挥的作用

至于其他诸如装载机、叉车、挖掘机、牵引拖板车、自卸载重车等辅助性工程机械选型可采用“抓大放小，核心设备优先”的原则，即大型设备坚持优先采购，纳入冶金建设企业的统筹管理使用，中小型非核心设备结合施工需求合理租用，实现辅助性工程机械的最佳作用。例如:土石方开挖运输回填作业工程，其核心设备应是大中型履带式挖掘机，其辅助车辆是装载机和渣土自卸运输车，抓住了非核心工程机械分类中的核心设备，也就等于获得了工程施工的主动权，其利润收益也就有了保障，而非核心工程机械分类中的非核心设备，在保证基本工程建设的自有设备外，完全可以进行招标外租，确保综合收益的最大化，不能搞“大而全”的工程机械配置模式，从而影响工程机械的综合使用效率，降低作业利用系数。

3．6提升工程机械选型综合效能的高效现代运用管理

无论选择何种类型的工程机械，其在冶金建设企业中发挥作用的同时，都必须特别注重工程机械的规范操作和维护保养工作，严格按照安全操作规程和设备维护规程作业，根据冶金建设企业中全覆盖的工程机械序列，来确定工程机械维护执行体系的可靠性，从而使选中型号的工程机械能够发挥应有的作用，同时建立工程机械品牌售后服务商的技术服务档案，规范工程机械设备故障的检测方法，采用科学有效的工程机械设备故障信息的获取手段，形成一个良好的诊断维修系统［3］，长期跟踪反馈工程机械类型在实际建设检修中的综合效能，指导将来工程机械选型的调整提升，确保工程机械合理选型的科学规划。在此基础上，要充分利用成熟的现代化工程机械智能管理软件，构建“终端+云端”工程机械动态运行大数据平台。基于成熟的工程机械软件管理控制器和智能器件、专用传感器等“终端”，实现流动式起重机械、商砼泵送车、商砼运输车、挖掘机、辅助工程车辆等工程机械装备的作业位置、油温、油位、油压、水温、工作时长、安全工作区域限制等多种状态信息的低成本实时采集，实现全作业范围内的工程机械数据接入，积累工程机械动态运行大数据，实现远距离数字化遥控感知，对操作人员使用行为进行实时数据采集，确保终端设备的规范、安全、无故障运行。由于工程机械故障会直接导致建设项目的延期，这样依托“云端+终端”工程机械大数据平台将服务维修人员位置、车辆实时运行信息、配件库存信息进行集中管理，建立一整套综合保障服务运行体系，就能使得当工程机械发生故障时，维修服务人员根据车辆历史使用情况判断故障，利用GPS卫星定位回传的车辆位置，在第一时间带着故障所需配件半小时内到达厂区现场，快速诊断排除故障，从而形成独特的体系竞争力，改变传统管理模式的低效率、片面化、高成本、规范差的落后状况，在提升工程机械优化配置和现代远程综合创新智能化体系管理运用中，实现工程机械的高效调度和实时全程监控产生的溢出效益。

4结束语

在冶金建设企业的设备管理中，工程机械选型和节约化高效运行是一项系统工程，应该站在全局高度，紧贴冶金建设企业的业务拓展整合来科学及时评估工程机械的新增、更新、处置和报废工作，坚持核心工程机械的核心技术参数功能的优先选型原则，坚持基于安全、可靠、效率的智能化、自动化适用功能的配置选择，避免非核心工程机械、非核心功能的闲置过剩配置占用宝贵固资投资资金，同时工程机械选型的优劣、人员操作维护的是否规范、智能管理系统的是否介入、调度把握工程机械运用的能力高低，直接影响到遂行施工起重吊装作业、建筑施工的质量和安全。据相关数据表明:工程机械费用在大型冶金建设类工程施工预算中占到了20%左右的份额，因此科学合理地选择工程机械及其配套系统，才能在实际施工中发挥其最大的价值，使得各种工程机械的作用得到合理发挥，为冶金建设企业的主营业务保驾护航。

5参考文献

［1］刘金江．履带式起重机与轮式起重机对比［J］．工程机械与维修，2009(6):146－147．

［2］殷华龙，张建发．利勃海尔伸缩臂式LTM1250/1全路面起重机［J］．工程机械与维修，2002(6):155－156．

［3］丁新桥，刘霞．工程机械故障诊断与排除［M］．北京:化学工业出版社，2015:4－12．

作者：申录斌 单位：安阳钢铁股份有限公司