出鐵秤(車載秤)
在煉鋼廠，無論是采用混鐵爐出鐵方式還是采用魚雷罐出鐵方式，都要用到鐵水車車載秤，也稱為出鐵秤，它是這個區(qū)域最重要的一個儀表設(shè)備，也是自動化煉鋼的基礎(chǔ)。盡管有經(jīng)驗(yàn)的出鐵操作人員可以根據(jù)鐵水包壁的渣線出鐵，但往往是每個包的耐火材料侵蝕情況并不一致，很可能每次帶來5-10t的波動，這對于自動煉鋼模型就是很大的影響了。一般從這里出來的鐵水凈重直接進(jìn)入轉(zhuǎn)爐的12自動煉鋼模型，采用自動化煉鋼的鋼廠很少有在輸入界面預(yù)留人工設(shè)定窗口的，如果不能及時輸入這一凈重值，煉鋼生產(chǎn)就會面臨停產(chǎn)的危險(xiǎn)。
濟(jì)南金鐘衡器等國內(nèi)企業(yè)在鐵水車設(shè)計(jì)、制造方面有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)，車載秤的設(shè)計(jì)成熟，車載秤應(yīng)用技術(shù)處于領(lǐng)先水平。下面以此為例介紹一種比較可靠的鐵水車車載秤設(shè)計(jì)。
通常工稱120t轉(zhuǎn)爐的鐵水的裝入量為140t左右，廢鋼的裝入量為20-26t，估計(jì)總裝入量為160-170t，出鋼量在152-160t左右。考慮到配套的鐵包重量(65t)及正常情況下載重包(約210t)起落的沖擊也在允許范圍之內(nèi)。這樣在設(shè)計(jì)選型時，一般選擇四個100t的稱重傳感器分置在鐵水車的兩側(cè)，如圖1所示。
圖1 煉鋼廠鐵水稱量車俯視圖
圖1中給出了一個以申克稱重傳感器和飛利浦顯示表搭配的實(shí)例框圖?？紤]到100t申克稱重傳感器價(jià)格昂貴(約10萬元)，也有不少設(shè)計(jì)和使用部門開始釆用余姚通用儀表廠、北京701研究所等國內(nèi)有實(shí)力的傳感器制造廠家的產(chǎn)品，實(shí)際效果也不錯。現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，基本滿足了生產(chǎn)的需求，但從現(xiàn)場使用來看，還有改進(jìn)的空間。因?yàn)閷ΨQ重儀表傳感器保護(hù)程度不夠，以致造成整臺地車無法使用的事例還是較為常見。例如，鐵水車上的鐵包經(jīng)常一次出鐵不能裝滿一包，需要長時間停在車上等待。如果沒有冷卻措施，鐵包的溫度會把稱重傳感器和信號傳輸電纜燙壞，影響正常出鐵。因此，設(shè)計(jì)時需要重點(diǎn)考慮這個看似不重要的問題，在制造時配置冷卻風(fēng)管，到現(xiàn)場安裝時再連接一根金屬軟管，通上壓縮空氣。金屬軟管不需要卷筒拖動，可以落在地面上或者懸在空中隨車運(yùn)動，一般情況下不會磨壞。壓縮空氣可以保證稱重傳感器內(nèi)的溫度不超過允許工作范圍。
煉鋼廠出鐵秤常見故障
出鐵秤與出鋼秤類似，都屬車載秤，是大型鋼鐵企業(yè)常用的計(jì)量衡器。它經(jīng)常安裝在煉鋼車間的轉(zhuǎn)爐前，用來稱量轉(zhuǎn)爐入爐的鐵水。由于受到所處環(huán)境的限制，出鐵秤常會出現(xiàn)一些故障。怎樣快速排除故障，盡快恢復(fù)生產(chǎn)，是衡器技術(shù)人員面臨的共同課題。
常見故障之一：拉線、燒線、短路使傳感器及儀表燒壞。
煉鋼廠出鐵秤故障原因及部位
1、用于稱量鐵水的車載鐵包電子秤一般安裝在混鐵爐下面幾米深的基坑中，有軌道可來回行進(jìn)，當(dāng)啟動車速過快時易拉斷稱重傳感器總線。
2、出鐵時，鐵水四濺，如果傳感器線纜無良好的防高溫物質(zhì)包裹，很容易把稱重傳感器總線及各支線燒毀。
3、當(dāng)車載出鐵秤的電動機(jī)線與稱重傳感器各線同時燒成裸線時，電流可進(jìn)入傳感器及儀表內(nèi)，稱重傳感器及儀表一同燒壞。
煉鋼廠出鐵秤拉線、燒線、短路使稱重傳感器及儀表燒壞故障防止措施及解決辦法
1、加強(qiáng)對現(xiàn)場人員的管理，使其對車體行程的距離長短、車速快慢有一定掌握。
2、電動機(jī)線與稱重傳感器總線應(yīng)分別安裝在車載秤體兩側(cè)。
3、為了防止電流進(jìn)入稱重傳感器及儀表，在稱重傳感器總線處接一個保險(xiǎn)裝置。
4、稱重傳感器總線及電動機(jī)線上各自串上電瓷管，外加蛇形金屬管，并用石棉布包裏，這樣就能非常有效地防止跑鐵、漏鐵時燒線及燒壞傳感器。
常見故障之二：儀表顯示稱量包的重量與實(shí)際包重量誤差過大。
故障原因及部位：
1、秤體下的軌道雜物太多，軌道不平，影響稱量的準(zhǔn)確性。
2、當(dāng)天車工放鐵包時，容易造成偏載現(xiàn)象。
3、秤體四個角的某一個或幾個稱重傳感器有故障。
防止措施及解決辦法：
1、當(dāng)裝鐵有鐵料落入基坑的軌道上時，需有專人清理坑內(nèi)軌道旁的雜物，以保證秤體平穩(wěn)，增強(qiáng)秤體的準(zhǔn)確度。
2、當(dāng)天車工放包時，秤體旁需安排專人指揮，以防止偏載發(fā)生。
3、當(dāng)排除上面兩種原因后，而稱重傳感器總線、各支線沒問題時，應(yīng)考慮是否是傳感器損壞。此時應(yīng)打開接線盒，將四個稱重傳感器中三條橋路的電位器線斷開，留一個不動，用標(biāo)準(zhǔn)砥碼去壓保留傳感器的秤體一角，記下數(shù)值，然后順時針或逆時針逐一如上試法，通過記下的數(shù)值 就會知道哪個傳感器有故障。也可以通過將測量阻值與初始值做一個比較，就可以知道哪個稱重傳感器有故障。
從現(xiàn)場來看，由于岀鐵時鐵水、渣子等高溫液體的燙傷和反復(fù)運(yùn)動對電纜的拉伸與折疊，信號傳輸電纜是最容易出問題的部位，這時最好的辦法就是更換電纜。換電纜也很有講究，首先建議選用KVVRP 6×1.5帶顏色的耐高溫電纜，可以短時間避免一般的高溫燙傷，但很難保證能夠經(jīng)受不停地來回反復(fù)的拉伸與折疊。如果有條件，可以直接選用拖鏈專用電纜，要比一般電纜耐用很多。每根芯子上最好帶有不同的顏色，以便現(xiàn)場直接按照顏色對接。否則在線號印刷不清和現(xiàn)場倒罐坑昏暗的照明條件下，很容易接錯線，既難以發(fā)現(xiàn)，又影響生產(chǎn)。
其次，最容易出問題的部位是稱重傳感器，這是因?yàn)橛袝r鐵水不足，不能一次出滿一包鐵，為了等鐵水，半包鐵水長時間(超過30min)放在秤上，即使在傳感器周圍通了冷卻風(fēng)也很難避免稱重傳感器不被燙壞。有的傳感器的耐溫上限為752，但時間長了傳感器的阻值特性也會發(fā)生改變，造成出鐵時鐵水重量無規(guī)律波動，這時只能更換傳感器。經(jīng)濟(jì)一些的辦法是通過測量判斷哪個稱重傳感器信號不穩(wěn)，就更換信號不穩(wěn)的那個傳感器；更好的辦法是同時更換4個，然后對下線的傳感器送修。
除此之外，接線盒也會出現(xiàn)問題。接線盒平均一年出現(xiàn)兩次問題，注意及時更換就可以了。由于設(shè)計(jì)一般選用申克公司的產(chǎn)品，價(jià)格大約在3000多元，也有不少廠家開始選擇國產(chǎn)化的產(chǎn)品，因?yàn)閮烧咴谠砩鲜且恢碌?，都是基于惠更斯電橋的平衡原理?/span>
出鐵秤的校準(zhǔn)與數(shù)據(jù)傳遞
現(xiàn)場常用的校驗(yàn)方法是實(shí)物標(biāo)定法，即先準(zhǔn)備一個已經(jīng)在更高一級計(jì)量秤上稱好的實(shí)物包，重量與實(shí)際出鐵重量接近，然后以此為準(zhǔn)分別校驗(yàn)零點(diǎn)和量程。有時為了提高校驗(yàn)的精度，在兩者中間設(shè)置一個中等重量的實(shí)物砥碼，以便確保秤的線性；不過，現(xiàn)在的稱重傳感器制造技術(shù)已經(jīng)很高，線性一般都比較好，可以忽略。但是，為了保證校準(zhǔn)的可靠，建議還是按照計(jì)量程序進(jìn)行。
首先進(jìn)行空秤校準(zhǔn)：將顯示儀表通上電源，預(yù)熱30min，使衡器保持空秤狀態(tài)。將后面的 撥動開關(guān)“CAL”撥向C位置解鎖，然后同時按下B+T鍵進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。按下EN TER鍵，比如顯示最大量程“230000”。按下ENTER鍵，提示進(jìn)行空秤校準(zhǔn)。保持空秤穩(wěn)定，按下ENTER鍵，即完成空秤校準(zhǔn)。按下TARE鍵，將后面撥動開關(guān)“CAL”撥回中間位置， 返回稱重狀態(tài)。
第二再做稱量校準(zhǔn)：將鐵水車開至裝包區(qū)，然后執(zhí)行帶載校準(zhǔn)。將標(biāo)準(zhǔn)包吊至鐵水車上。鍵入標(biāo)準(zhǔn)包重量，按下ENTER鍵，將鐵水車開至校驗(yàn)區(qū)，觀察數(shù)值是否波動。如正常，重新進(jìn)行一遍空秤校準(zhǔn)，然后將后面開關(guān)“CAL”撥回中間位置，返回稱重狀態(tài)。計(jì)算△=A-B，式中，A為稱重顯示值，kg；B為標(biāo)準(zhǔn)值，kg。
若△max的絕對值不大于允差的絕對值，判為合格，出具校準(zhǔn)證書和原始記錄，否則應(yīng)檢修調(diào)整，仍不合格者則禁用。鐵水秤的校準(zhǔn)周期一般為6個月。
現(xiàn)代大型冶金企業(yè)在自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，一般按照L1、L2、L3的模式進(jìn)行配置。L1是基礎(chǔ)自動化級，負(fù)責(zé)收集現(xiàn)場傳感器來的信號，控制現(xiàn)場元件；L2是過程控制級，負(fù)責(zé)生產(chǎn)模型運(yùn)算等；L3是管理級，負(fù)責(zé)計(jì)劃的下達(dá)。鐵水重量信號一般參與L1、L2的控制，為了把從魚雷罐到倒罐坑儀表顯示的凈重傳到LI、L2網(wǎng)絡(luò)中，可以通過PLC傳遞到轉(zhuǎn)爐服務(wù)器， 現(xiàn)場一般設(shè)置2臺秤，可以共用一套PLC。
如果現(xiàn)場的出鐵秤不止一臺，編程時需要分別定義不同的PLC的IP地址和內(nèi)部寄存器地址。通過稱重儀表的4-20mA輸出送到PLC輸入模塊。例如，1號坑，IP地址為172.17.48.83，寄存器地址：實(shí)型數(shù)(REAL)、400012雙整型(DINT)、400016整型(INT)400018；2號坑，IP地址為172.17.48.82，寄存器地址：實(shí)型數(shù)(REAL)400012、雙整型(DINT)400016、整型(INT)400018。同類企業(yè)可以參照類似定義方法配置。
