電子地磅稱重儀表在球團工序中的應(yīng)用

全面論述了冶金行業(yè)電子地磅稱重儀表的分類、選型依據(jù)、安裝要求以及標(biāo)定方法等。詳細(xì)介紹了各種稱重儀表在鋼鐵廠球團工序中的應(yīng)用，并闡述了當(dāng)前電子地磅稱重儀表的應(yīng)用現(xiàn)狀和技術(shù)瓶頸，預(yù)測了其未來發(fā)展的趨勢。

0.引言

物資計量一方面直接涉及貿(mào)易結(jié)算，其準(zhǔn)確與否直接影響生產(chǎn)成本；另一方面計量準(zhǔn)確度影響生產(chǎn)物資的使用（比如球團工序中原燃料的配比），間接影響生產(chǎn)穩(wěn)定性、產(chǎn)品合格率等關(guān)鍵指標(biāo)。冶金行業(yè)稱重儀表的重要性在未來會更為突出，精準(zhǔn)、節(jié)能、智能是未來發(fā)展的方向，本文以稱重儀表在鋼鐵廠球團工序中的應(yīng)用為例進(jìn)行闡述。

１.球團工序中主要應(yīng)用的稱重儀表

秤，是一種測定物體質(zhì)量的衡器，其廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)，是各行各業(yè)大宗貨物計量的主要稱重設(shè)備。冶金行業(yè)同樣采用各種形式的秤用于物、料的計量與配送，按用途分各工序所用稱重儀表主要為計量皮帶秤、配料皮帶秤、料斗秤、鋼卷秤、輥道秤、行車秤及軌道衡等；按制作標(biāo)準(zhǔn)化分為標(biāo)準(zhǔn)秤（如皮帶秤、料斗秤等）和非標(biāo)準(zhǔn)秤（如行車秤、鋼卷秤等）；按稱重狀態(tài)可分為動態(tài)秤（如皮帶秤）和靜態(tài)秤（如料斗秤、鋼卷秤等）；按應(yīng)用場合可分為結(jié)算秤和工藝秤。球團工序是鐵前原料加工工序，給高爐生產(chǎn)提供品質(zhì)較高的球團礦，在球團工序中主要應(yīng)用的稱重儀表如表１所示。

２.稱重儀表工作原理

２．１.動態(tài)秤工作原理

動態(tài)秤在冶金行業(yè)中主要指計量皮帶秤和配料皮帶秤（定量給料機），其原理為帶式輸送機上的物料經(jīng)過皮帶秤秤體時，物料的重量經(jīng)稱量框架作用到荷重傳感器上，荷重傳感器輸出同物料質(zhì)量成正比的電壓信號，并將其折算成單位皮帶長度上的物料毛重；同時速度傳感器測出皮帶運行速度，由此計算出皮帶上物料瞬時流量（千克／秒），將其累加構(gòu)成總的物料輸送量。物料輸送量計算公式為：

２．２靜態(tài)秤工作原理

靜態(tài)秤的工作原理是將所承受力轉(zhuǎn)換成電信號，通過通信介質(zhì)傳輸?shù)椒Q重控制器，再轉(zhuǎn)化成人們所能識別的重量信號。各種靜態(tài)秤工作原理大致相同，不同點在于各自的受力裝置即壓頭結(jié)構(gòu)，因為壓頭結(jié)構(gòu)是根據(jù)使用場合不同而特別制作的。

圖１為典型料斗秤工作原理。力傳感器安裝于料斗之下，物料重量作用于力傳感器后轉(zhuǎn)換成電信號，并經(jīng)測量電路中的放大器放大后進(jìn)行顯示、記錄和數(shù)據(jù)處理。料斗秤廣泛用于自動配料稱重系統(tǒng)，在球團配料室有大量應(yīng)用，用于測量料倉內(nèi)料量以便確定下料量及補料時間。

３.稱重儀表的技術(shù)性能

稱重儀表的技術(shù)性能分為工藝參數(shù)要求和控制性能要求。工藝參數(shù)要求與工藝相關(guān)，不同工藝的需求不同，如測量量程、測量精度等，但稱重儀表控制性能要求一般是一致的，主要控制性能要求如下：

（１）稱重傳感器：對稱重傳感器的控制性能要求包括精度、靈敏度、線性度、重復(fù)性和滯后誤差等。

（２）測速傳感器：測速傳感器的測量精確度、穩(wěn)定性與稱重傳感器的測量精確度、穩(wěn)定性同等重要，同樣制約稱重系統(tǒng)的整體精度。目前稱重傳感器精確度普遍為萬分之幾，而測速傳感器精確度還處于千分之幾水平，所以提高測速傳感器精確度是提高電子皮帶秤系統(tǒng)精確度的有效途徑之一。

（３）稱重控制器：稱重控制器是皮帶秤數(shù)據(jù)處理中心，所有測重和測速信號處理、配料自動控制信號計算、與上位計算機通訊均由其完成。實際工作時控制器采集到皮帶秤一次設(shè)備運行信號，開始由熱備用狀態(tài)轉(zhuǎn)入對皮帶秤測重、測速信號積算；并將運算后當(dāng)前流量與設(shè)定流量值比較，根據(jù)ＰＩＤ閉環(huán)控制理論運算出調(diào)整結(jié)果，以標(biāo)準(zhǔn)電流方式（４ｍＡ～２０ｍＡ）調(diào)節(jié)變頻器的給定信號，從而達(dá)到定量給料的目的。控制器為數(shù)據(jù)采集運算、功能報警、數(shù)據(jù)通訊等功能中心。

４.稱重儀表安裝要求

４．１動態(tài)秤安裝要求

以通過式皮帶秤安裝要求為例介紹動態(tài)秤安裝要求。秤架的安裝質(zhì)量決定系統(tǒng)的運行水準(zhǔn)，其安裝應(yīng)注重以下幾個方面：選擇合適的安裝位置、秤架基礎(chǔ)加固、托輥準(zhǔn)直度調(diào)整、秤架結(jié)構(gòu)件安裝牢靠。通過式皮帶秤安裝示意圖如圖２所示。

４．２靜態(tài)秤安裝要求

靜態(tài)秤安裝要求如下：

（１）承受力面須水平，不能出現(xiàn)局部受力的現(xiàn)象。

（２）傳感器固定要實，不能出現(xiàn)晃動和竄動的現(xiàn)象。

（３）受力裝置與稱重傳感器要上下垂直安裝，使作用力通過傳感器的中軸線。

（４）受力裝置（壓頭）與稱重傳感器盡量為點對點接觸，消除側(cè)向力，保證作用力全部作用在傳感器上，這樣測量較為準(zhǔn)確。

５.稱重儀表檢驗標(biāo)定

５．１動態(tài)秤標(biāo)定

動態(tài)秤校驗以皮帶秤校驗方法為例進(jìn)行闡述。皮帶秤在稱量過程中是動態(tài)的、連續(xù)的，由于使用環(huán)境的不同，影響電子皮帶秤計量精度的原因是多方面的，主要包括制造水平、安裝質(zhì)量、維護(hù)質(zhì)量等三方面。其在運行使用過程中，需對準(zhǔn)確度進(jìn)行定期標(biāo)定，且當(dāng)皮帶秤結(jié)構(gòu)、傳感器等發(fā)生變化時需要重新標(biāo)定。目前皮帶秤的標(biāo)定方法有３種，分別為鏈碼標(biāo)定、砝碼標(biāo)定及實物標(biāo)定。３種標(biāo)定方法各有優(yōu)缺點，其中實物校驗最為準(zhǔn)確，但其時常受客觀條件限制實現(xiàn)比較困難，一般都用鏈碼校驗或砝碼校驗代替。各種標(biāo)定方法在進(jìn)行標(biāo)定前均需要進(jìn)行零點校準(zhǔn)，具體標(biāo)定步驟需根據(jù)各廠家稱重儀表的產(chǎn)品說明書進(jìn)行操作。

５．２靜態(tài)秤標(biāo)定

靜態(tài)秤的標(biāo)定原理為驗證法，即使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼或標(biāo)準(zhǔn)砝碼代替物進(jìn)行稱重驗證。若顯示值與實際值相同則代表計量秤準(zhǔn)確，否則為有偏差，需要進(jìn)行校正。下面以料斗秤為例進(jìn)行具體說明。

（１）從零點起按由小到大的順序加載，使料斗秤校準(zhǔn)裝置的壓力值分段從小加至最大稱量（或最大稱量的６０％），用相同的方法卸載，使料斗秤校準(zhǔn)裝置的壓力值分段從最大稱量（或最大稱量的６０％）減至零點。

（２）測試一般應(yīng)選定以下幾個稱量，一般普通準(zhǔn)確度級最小稱量為２５％量程，最大稱量為５０％量程。注意加載及卸載時應(yīng)逐漸遞增或遞減。

（３）分別以約等于最大稱量的５０％和接近最大稱量進(jìn)行兩組測試，每組至少重復(fù)３次。每次測試前，應(yīng)將重量讀數(shù)調(diào)至零。

（４）對同一載重，多次稱量所得結(jié)果的誤差均不應(yīng)大于該稱量最大允許誤差的絕對值。

６.結(jié)語

中國智造的實現(xiàn)不但需要智能的上層設(shè)備，同時需要底層執(zhí)行元件的精準(zhǔn)及穩(wěn)定以及那種鍥而不舍的工匠精神。在冶金生產(chǎn)過程中更要摒棄那種粗放的生產(chǎn)方式，要做到精打細(xì)算，只有按照科學(xué)的、精確地配料、加工，才能生產(chǎn)出理想中的精品鋼。