本文對(duì)壓力補(bǔ)正電子秤應(yīng)用于大型高爐料罐稱量中進(jìn)行系統(tǒng)分析，取消了具有高輻射r射線在高爐爐頂 料罐判斷料空、料滿的應(yīng)用。應(yīng)用壓力補(bǔ)正電子秤不但能判斷出料罐內(nèi)物料料空、料滿，而且能知道料罐內(nèi)物料正 確重量，使布料到高爐內(nèi)的焦炭和礦石達(dá)到合理的配比。在確保高爐冶煉可靠性同時(shí)為節(jié)能減排、低碳環(huán)保做出 貢獻(xiàn)，同時(shí)降低設(shè)備生產(chǎn)的成本。

l.概述

在國(guó)家節(jié)能節(jié)排號(hào)召下，小型高爐由于能耗高、產(chǎn)量低等缺點(diǎn)逐漸遭到淘汰，建立大型高爐是目前冶金 行業(yè)大勢(shì)所趨。而大型高爐爐頂料罐內(nèi)布的焦炭、礦石等物料稱量不但受重力影響，還受爐頂壓力影響，在 高爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中，爐頂料罐的正確計(jì)量是實(shí)現(xiàn)高爐合理布料的關(guān)鍵。

2.料罐稱量原理分析

高爐冶煉過(guò)程中，爐頂?shù)膲毫?duì)料罐有上浮作用，直接影響稱量精度，尤其是大型高爐料罐體積較大，爐 頂高爐壓力通常都有200kPa以上，實(shí)際對(duì)料罐影響都有10t以上，而高爐強(qiáng)化冶煉工藝對(duì)料灌內(nèi)物料的稱 量精度要求保證在1%以上，這個(gè)影響根本不能忽略。為檢測(cè)料罐內(nèi)實(shí)際物料重量，要對(duì)料罐的稱重系統(tǒng)增 加爐頂壓力補(bǔ)償環(huán)節(jié)，由于壓力的反作用 力影響，采用正壓力補(bǔ)償。如圖1所示：

其補(bǔ)償公式如下：

W = Wl + SP - W2 式中 W—料罐內(nèi)實(shí)際物料重量 S —料罐的底面積 P一爐頂壓力W1 一稱得的重量 W2 —料罐的皮重

3.料罐稱量傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

在過(guò)去高爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中，通常在高爐自動(dòng)控制系統(tǒng)采集料灌重量、7射線、爐頂壓力5者作為條件 進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后進(jìn)行綜合補(bǔ)償計(jì)算補(bǔ)正后的料罐重量。如萊鋼2#高爐采用稱重傳感器檢測(cè)料罐內(nèi)受綜合 影響后的重量，用7射線料位計(jì)檢測(cè)料罐的料空、料滿。每個(gè)料罐用3只稱重傳感器和1臺(tái)7射線料位計(jì)。 過(guò)去傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高爐料罐物料補(bǔ)償稱量原理框圖如圖2所示：

r射線判斷料罐內(nèi)料空、料滿狀態(tài)，稱重傳感器檢測(cè)綜合影響后的重量，壓力傳感器檢測(cè)爐頂壓力，這3 者采集量通過(guò)變送器變成4 ~20mA重量送人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)補(bǔ)償計(jì)算，把最終補(bǔ)正的重量送給顯 示屏幕，用來(lái)顯示料罐內(nèi)物料的實(shí)際重量。

4.壓力補(bǔ)正電子枰在高爐料罐稱量實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)方法對(duì)料罐物料的補(bǔ)正手段有諸多缺點(diǎn)，首先安裝r射線接頭具有一定輻射，對(duì)周圍環(huán)境有輻射 污染；計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，除了需要控制充壓閥、放散閥等一整套工藝流程動(dòng)作外，還需要編寫爐 頂料罐補(bǔ)償程序，增加了程序編寫的復(fù)雜性。

公司針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了壓力補(bǔ)正電子秤，其實(shí)現(xiàn)原理框圖如圖3。 圖中取消了 r射線，把爐頂壓力變量直接送到壓力補(bǔ)正電子秤中，壓力補(bǔ)正電子秤采集稱重傳感器輸 出的重量、爐頂壓力大小計(jì)算出補(bǔ)正后實(shí)際料罐內(nèi)物料重量，然后把補(bǔ)正的料罐內(nèi)實(shí)際重量信號(hào)、料罐內(nèi)物 料料空、料滿信號(hào)送給計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

5.稱重傳感器安裝

稱重傳感器安裝示意圖如圖4

壓力補(bǔ)正系統(tǒng)中安裝重點(diǎn)是料罐稱重傳感器安裝，它的安裝正確與否，是稱重系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確稱量，減少 誤差確保稱量系統(tǒng)可靠工作的基本條件，在安裝過(guò)程中總結(jié)出在安裝料罐稱重傳感器應(yīng)注意的事項(xiàng)：

1)料罐的定位與支撐，稱重傳感器的安裝應(yīng)在料罐初步定位后進(jìn)行。根據(jù)各支座的位置，焊接好支撐 件，穩(wěn)住料罐,以保證在用千斤頂提升料罐時(shí)，不發(fā)生較大的位移。

2)傳感器的基座與支撐，鋼梁基座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般要求最大相對(duì)撓度小于0. 1% ,安裝前 還應(yīng)對(duì)各薄弱處進(jìn)行必要的加固，以使其強(qiáng)度和剛度有所提高。安裝傳感器底座的基座應(yīng)與料罐制造時(shí)焊 接好的傳感器頂座的支座平面相互平行，且水平度小于±0.5mm,平面度不得超過(guò)± 1mm。

3)傳感器附件的安裝。傳感器主要附件是其頂座和底座。安裝前應(yīng)先將頂座與其料罐上的支座點(diǎn)焊， 底座與鋼梁基座點(diǎn)焊，待按下述各項(xiàng)測(cè)試合格后，方可焊接牢固。

傳感器底座中心與頂座中心誤差大能大于±2mm;

受力軸線與水平面垂直,最大傾角小于或等于2度；

同一料罐的3個(gè)傳感器應(yīng)安裝在同一高度水平面上，其誤差不允許超過(guò)±2mm,水平度誤差應(yīng)不小于±0. 5mm。

4)傳感器的安裝。傳感器在安裝前應(yīng)進(jìn)行模擬安裝，以檢驗(yàn)傳感器上下是否為球面接觸及垂直度自調(diào) 節(jié)能力，確保傳感器安裝就位后的垂直度及稱量精度。傳感器安裝時(shí)應(yīng)使3只傳感器受力均勻，保證其靜態(tài) 精度。在傳感器安裝過(guò)程中，必須保證傳感器承重傳力正確，不允許有任何受力短路現(xiàn)象。在底座和頂座安 裝符合技術(shù)條件下，可用0.5mm、lmm墊片進(jìn)行精調(diào)后，拆去支撐件。傳感器的接線應(yīng)采用焊接方式，特定 的電纜長(zhǎng)度不允許剪斷使用，以保證溫度和電氣特性的補(bǔ)償不發(fā)生變化。

5)在傳感器頂座和底座之間采用1根不小于25mm2的軟鋼帶牢固連接，以使電壓效應(yīng)和電流效應(yīng)旁 路，以保護(hù)傳感器。

6)為了防止壓力對(duì)料灌作用力過(guò)大，必須在每個(gè)稱重傳感器旁邊安裝垂直限位裝置，防止料罐耳座脫 離稱重傳感器。

7)為了防止料罐在只用過(guò)程中水平方向移動(dòng)位移過(guò)大，必須在每個(gè)稱重傳感器旁邊安裝水平限位裝置

6.壓力補(bǔ)正電子秤應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，壓力補(bǔ)正電子秤在國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)應(yīng)用就我們了解，已經(jīng)有德國(guó)申克公司、日本大和公司和我公司 在現(xiàn)場(chǎng)高爐得到應(yīng)用，我公司已經(jīng)在沙鋼集團(tuán)宏發(fā)煉鐵廠高爐、重鋼集團(tuán)新高爐、泰鋼集團(tuán)新高爐中得到了 很好的應(yīng)用。