鋼鐵廠煉鋼工藝用鋼水包的稱重計(jì)量，屬典型的高溫環(huán)境計(jì)量。針對冶金設(shè) 備的特殊結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)相適應(yīng)的耐高溫秤體稱、重承載器,將耐高溫秤體“嵌入”、“對接”到 冶金設(shè)備而實(shí)現(xiàn)稱重計(jì)量，是解決高溫環(huán)境稱重計(jì)量的技術(shù)措施之一。解決高溫環(huán)境的稱重計(jì) 量，具有一定的挑戰(zhàn)性和難度,也是稱重技術(shù)工作需不斷探索的計(jì)量課題之一。

―、概述

在冶金企業(yè)，高溫環(huán)境較多，高溫環(huán)境的稱 重計(jì)量，又往往是需對現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造 為前提。即針對冶金設(shè)備的特殊結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)相適 應(yīng)的耐高溫秤體（稱重承載器,將耐高溫秤體 “嵌入” “對接”到冶金設(shè)備而實(shí)現(xiàn)稱重計(jì)量。鋼 鐵廠煉鋼工藝用鋼水包的稱重計(jì)量，就是“高溫 計(jì)量”的典型實(shí)例之一。

二、現(xiàn)場工況與技術(shù)背景

（―）現(xiàn)場工況

在鋼鐵煉鋼過程中，常使用一種裝載于軌道 車的“鋼包”對高溫鋼水進(jìn)行裝載轉(zhuǎn)移，人們俗 稱“軌道扒渣車”。

鋼鐵廠煉鋼工藝要求，轉(zhuǎn)爐上的鋼水倒入軌 道車上的鋼包內(nèi)多次倒入,當(dāng)車上鋼包內(nèi)的鋼 水量達(dá)到工藝要求后，車輛將鋼包轉(zhuǎn)入下一道工 序。鋼水轉(zhuǎn)移后，對鋼包進(jìn)行“扒渣”清理，空 包再次裝載鋼水。為提高設(shè)備使用效率，使設(shè)備發(fā)揮最大生產(chǎn)力， 對鋼包裝載鋼水的量，須進(jìn)行測量與控制，故需 在軌道車上改造設(shè)計(jì)“嵌入”一套稱量裝置，既 能對每次倒入的鋼水進(jìn)行稱量，又能對“扒渣” 完后的空包進(jìn)行稱量。

扒渣鋼包車現(xiàn)場實(shí)物，如圖1所示。鋼包加 鋼水的總重量約為200t?300t。

（二）嵌入改造安裝電子秤的基本要求

（1）原有運(yùn)載設(shè)備的整體外形和強(qiáng)度，不得被 破壞，電子秤加裝后，不得影響原有現(xiàn)場設(shè)備的 正常運(yùn)行；

（2）生產(chǎn)現(xiàn)場具有高溫影響實(shí)際情況，電子稱 量裝置必須耐高溫，在+200°C?+250°C之內(nèi)正常 工作；

（3）安裝電子稱重設(shè)備后，其稱重計(jì)量準(zhǔn)確度 滿足煉鋼工藝的要求，準(zhǔn)確度在± 1%F.S左右；

（4）扒渣車帶有傾翻裝置，車架的傾翻，通過 液壓缸推動(dòng)來完成。傾翻機(jī)構(gòu)由齒條導(dǎo)向與定位， 傾翻行程140cm。安裝電子稱重設(shè)備后，不能影響 原有傾翻機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。

三、扒渣車鋼包計(jì)量電子秤改造設(shè)計(jì)方案 一總體設(shè)計(jì)方案

由于軌道扒渣車為特殊生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備，在安裝電子秤秤量箱時(shí)，又不能對原車架的機(jī)械構(gòu)件 進(jìn)行改動(dòng)，且安裝后的電子秤不能影響軌道車扒 渣車的正常運(yùn)行，電子秤秤量箱，只能直接安裝 在原車架上。電子秤安裝示意圖，如圖3所示。

軌道扒渣車鋼包計(jì)量電子稱量裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu), 如圖4所示。

電子稱量系統(tǒng)，由稱量箱秤體（對稱平行安 裝兩套、高溫稱重傳感器四套、稱重接線盒， 稱量數(shù)據(jù)無線發(fā)射機(jī)、稱量數(shù)據(jù)無線接收機(jī)、大 屏幕顯示器等構(gòu)成。

（二）秤體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）秤體采用密封整體式結(jié)構(gòu)稱量箱。稱量箱 外形，如圖5所示。由于扒渣車載重量大，車輛在制動(dòng)、運(yùn)行或 剎車時(shí)所產(chǎn)生的沖擊力比較大，對秤體內(nèi)部連接 件會(huì)產(chǎn)生的剪切力較大。為了保證上、下可靠連 接，在上壓頭、承壓梁、傳感器、下底板之間采 用高強(qiáng)度螺栓緊固。為防止軌道車在起動(dòng)或剎車 時(shí)所產(chǎn)生的水平剪力破壞與稱重傳感器的緊固螺 栓，在設(shè)計(jì)時(shí)承壓頭與承壓梁、承壓梁與傳感器、 傳感器與下底板之間全部采用凹槽嵌入式設(shè)計(jì)， 減少螺栓受到剪切力的影響，而大部分剪切力由 稱重傳感器本體來承擔(dān)。

另外，稱量箱側(cè)面，采用可方便拆卸的窗口 板結(jié)構(gòu)形式，以方便對傳感器的使用情況進(jìn)行檢 測。

設(shè)計(jì)中充分考慮現(xiàn)場的工藝要求，秤量箱為 ―整體式結(jié)構(gòu)，可直接與現(xiàn)場車架進(jìn)行焊接安裝， ―般只需3h~4h即可完成安裝。

（2）稱重傳感器的選用

稱量箱所選配的稱重傳感器，必須具有足夠 的抗沖擊能力；便于維護(hù)和檢修；具有高性能指 標(biāo)。根據(jù)以上特點(diǎn)，選用余通公司設(shè)計(jì)、制作的 TY2011G橋式耐高溫稱重傳感器。TY2011G稱重 傳感器外形實(shí)物，如圖6所示。TY2011G稱重傳 感器特點(diǎn)：

TY2011G耐高溫稱重傳感器采用橋式結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)。橋式稱重傳感器：具有極強(qiáng)的加載性能，對 側(cè)向力和加載位置變化不敏感，即具有抗較強(qiáng)的 側(cè)載能力；

（三）稱量信號(hào)及稱重儀表選用

電子秤安裝在扒渣車上，是一種在移動(dòng)中使 用的電子秤，但電子秤的稱量結(jié)果要求是送到控 制器，根據(jù)現(xiàn)場條件選用無線傳輸稱量信號(hào)的工 作方案。

采用無線傳輸系統(tǒng)可以降低由于信號(hào)線的燒 斷而出現(xiàn)的故障，提高系統(tǒng)的可靠性；無線傳輸 系統(tǒng)的工作過程：牽引臺(tái)車上將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換 數(shù)字信號(hào)，再用電臺(tái)將此數(shù)字信號(hào)發(fā)射出去，控 制室內(nèi)的接收機(jī)收到電子秤數(shù)據(jù)信號(hào)后再完成顯 示、去皮、輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)或通訊接口等功能和WFJ- S電子秤數(shù)據(jù) 無線接收機(jī)組成。發(fā)射機(jī)主要完成傳感器信號(hào)放 大、A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)無線發(fā)射功能，接收機(jī)主要完 成數(shù)據(jù)接收、稱量標(biāo)定、各種稱量功能操作和稱 量信號(hào)輸出功能。WFJ-F/S無線稱重儀，如圖7所 示。

WFJ- FS型電子秤數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)，在冶金 行業(yè)的長期使用，可以滿足移動(dòng)電子秤的各項(xiàng)功 能要求。

（四）安裝與信號(hào)電纜走線

（1）軌道扒渣車電子秤，由于軌道車是處于運(yùn) 動(dòng)中的計(jì)量，則其電子秤的安裝與信號(hào)線布線、 走線需有特殊性設(shè)計(jì)與布局；

（2）稱重?cái)?shù)據(jù)采集與發(fā)送機(jī)，安裝于扒渣車的 電氣控制柜內(nèi)；

（3）稱重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)線于車架下方走線，信號(hào)電 纜須有護(hù)套防護(hù)，防止鋼水飛濺燒損及車輛運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)的磨損領(lǐng)依據(jù)現(xiàn)場實(shí)物確定具體走向；

（4）稱重傳感器與整體式稱量箱，于制造廠整 體制造安裝并檢測調(diào)試；稱量箱于現(xiàn)場直接安裝 于車架主梁平面，采用焊接方式連接。

四、電子秤的綜合性能指標(biāo)

（―）電子秤系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

1最大稱量：240t ；

2綜合準(zhǔn)確度：s 1%F.S；

3計(jì)量方式：靜態(tài)計(jì)量；

3分度數(shù)：2400 ；

4分度值：100kg。

（二）稱重傳感器技術(shù)參

1 型號(hào)量程：TY2011G- 150t ；

2綜合準(zhǔn)確度：0.05%F.S ；

3 靈敏度：1.5± 0.2%mv/v ；

4輸入阻抗：780± 300 ；

5輸出阻抗：700± 30 ；

6過載能力：150%。

五、安裝與使用

（一）改造安裝

1用戶需保證鋼包耳座安放平臺(tái)（車架上平 面必須光滑、平整，無任何雜物、焊渣。軌道 車車梁對稱且處于同一水平面內(nèi)；

2秤量箱安裝后，須保障兩稱量箱4傳感器 的承壓頭處于同一水平平面內(nèi)，這樣才可保障各 傳感器同時(shí)受力均勻，以提高稱重準(zhǔn)確性；

3由于稱量箱須安裝在原軌道車車梁平面支 座上，稱量箱的高度應(yīng)盡可能地放低，以提高鋼 包座入后的穩(wěn)定性。

（二）使用操作

（1）扒渣車處于一般的工廠軌道之上，軌道的 平行平整程度，會(huì)影響車梁的平行平面程度，安 裝于車梁上的的電子秤會(huì)產(chǎn)生角差一應(yīng)在平行 平整的軌道上進(jìn)行稱量操作；

（2）軌道車車梁的平行平整程度，會(huì)影響安裝 于上的電子秤秤臺(tái)的平行平整程度，稱量時(shí)也會(huì) 產(chǎn)生稱量角差一應(yīng)對二平行車梁進(jìn)行水平測試, 如不在同一水平面內(nèi)，稱量箱安裝時(shí)應(yīng)有墊平物；

（3）扒渣車帶有傾翻裝置，車架的傾翻通過液 壓缸推動(dòng)來完成，當(dāng)車架回復(fù)時(shí)，車架回到原始位置的誤差，也會(huì)影響秤體平行平整程度而產(chǎn)生稱量誤差 在回程空包計(jì)量和鋼水計(jì)量前應(yīng)檢查傾翻機(jī)構(gòu)的復(fù)位情況。

㈢軌道扒渣車電子秤

計(jì)量時(shí)，其影響稱重準(zhǔn)確性的因素較多，影 響其準(zhǔn)確度等計(jì)量性能，但能基本滿足工藝計(jì)量 要求。

六、結(jié)束語

鋼鐵廠煉鋼工藝用鋼水包的稱重計(jì)量，屬高 溫稱重計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域。解決高溫環(huán)境的稱重計(jì)量， 具有一定的挑戰(zhàn)性。本高溫計(jì)量改造方案，于廣 西柳州鋼鐵公司煉鋼廠得以實(shí)現(xiàn)。

在冶金工業(yè)，高溫環(huán)境較多，高溫環(huán)境的稱 重計(jì)量，又往往是需對現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行改造為前 提。如何設(shè)計(jì)適應(yīng)高溫環(huán)境的稱重承載器，以 “嵌入”相應(yīng)的冶金工業(yè)設(shè)備，進(jìn)行“對接”，以 實(shí)現(xiàn)冶金高溫環(huán)境的稱重計(jì)量，也是稱重技術(shù)工 作需不斷探索的計(jì)量課題之一。