劉小寶，胡國(guó)軍

（1．江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424；2．中國(guó)瑞林工程技術(shù)股份有限公司，江西南昌 330038）

失重秤是在靜態(tài)秤計(jì)量基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的以微處理機(jī)為核心的自動(dòng)化控制裝置，廣泛用于冶金、建材、化工等行業(yè)的典型生產(chǎn)工藝的配料，例如粉料、顆粒料、片料、球料等的計(jì)量配送。 它分為兩種工作方式：用于批次配料，特點(diǎn)是間隙式喂料;用于流量控制的連續(xù)式配料，可以控制一定的物料流速向下游裝置添加規(guī)定質(zhì)量的物料，用于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。

江西銅業(yè)股份有限公司貴溪冶煉廠（以下簡(jiǎn)稱“貴冶”）一系統(tǒng)閃速爐采用連續(xù)式配料的失重秤給料系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“失重秤”）來(lái)計(jì)量閃速爐投料量，它的計(jì)量精度直接影響閃速爐爐況，是閃速爐的廠控重點(diǎn)設(shè)備。 失重秤通過(guò)安裝在失重倉(cāng)底部的3 個(gè)稱重傳感器來(lái)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)計(jì)量倉(cāng)物料質(zhì)量的變化。將實(shí)際下料流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較，用變頻器控制螺旋出料電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 使下料流量與設(shè)定值相符。校驗(yàn)失重秤稱重傳感器需要消耗大量時(shí)間，以往每次校驗(yàn)至少要預(yù)留15 h 以上。 根據(jù)閃速爐工藝連續(xù)式作業(yè)的特點(diǎn)，只有2 年1 次的年修才具備校驗(yàn)條件，如要提高稱重傳感器校驗(yàn)頻次，使其適應(yīng)各種復(fù)雜工況就必須縮短其校驗(yàn)時(shí)間。

1 失重秤的校驗(yàn)原理

受現(xiàn)場(chǎng)工藝條件限制，失重倉(cāng)頂部分布太多設(shè)備，空留位置小，貴冶校驗(yàn)失重秤采取的是使用多個(gè)25 kg 的小法碼的校驗(yàn)方式。失重秤的校驗(yàn)分為2 個(gè)步驟：角平衡校驗(yàn)和量程校驗(yàn)。

1.1 角平衡的校驗(yàn)

如圖1 所示，在失重秤底部均勻分布了3 個(gè)稱重傳感器，分別標(biāo)記為A、B、C，校驗(yàn)角平衡時(shí)需要單獨(dú)對(duì)每個(gè)稱重傳感器校驗(yàn)。 在每個(gè)稱重傳感器對(duì)應(yīng)的倉(cāng)頂位置放置重量為1 t 的砝碼，即需要均勻放置40 個(gè)25 kg 的砝碼，而后交由失重給料控制器進(jìn)行校驗(yàn)工作。當(dāng)3 個(gè)稱重傳感器都校驗(yàn)成功，角平衡校驗(yàn)完成。

圖1 三點(diǎn)角平衡校驗(yàn)示意

1.2 量程校驗(yàn)

需要在失重秤倉(cāng)頂部均勻放置重量為2 t 的砝碼，即需要均勻放80 個(gè)25 kg 的砝碼，稱量重量并消除誤差。

2 校驗(yàn)方式存在的問題及分析

2.1 偏差大導(dǎo)致校驗(yàn)多次失敗

校驗(yàn)時(shí)砝碼的總重量應(yīng)當(dāng)垂直作用于稱重傳感器，而如圖2 所示，失重倉(cāng)的頂部擠滿了設(shè)備，只能將砝碼堆放在設(shè)備之間的間隙中。砝碼過(guò)于分散，重力會(huì)產(chǎn)生偏差，很難垂直作用于稱重傳感器，如果偏差過(guò)大，則會(huì)造成該次校驗(yàn)失敗，必須重新開始校驗(yàn)。

圖2 校驗(yàn)時(shí)在縫隙放置砝碼示意

2.2 人工搬運(yùn)砝碼費(fèi)時(shí)費(fèi)力

校驗(yàn)時(shí)需用的砝碼數(shù)量較多，且因倉(cāng)頂位置及擺放的特殊性要求必須靠人工搬運(yùn)，需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。 采用25 kg 砝碼校驗(yàn)，即使一次性順利通過(guò)，整個(gè)過(guò)程需要人工來(lái)回搬運(yùn)砝碼800 余次，而實(shí)際上往年每次校驗(yàn)總是需要進(jìn)行多達(dá)5～6 次角平衡校驗(yàn)才能成功。人工搬運(yùn)砝碼達(dá)3 000 余次。校驗(yàn)花費(fèi)的總時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅消耗大量人力物力，正常生產(chǎn)時(shí)也完全不具備校驗(yàn)條件。

3 優(yōu)化措施

1）分別在3 個(gè)稱重傳感器的正上方失重倉(cāng)壁上焊接承重掛鉤，3 個(gè)掛鉤處在同一水平面上。 如圖3所示。

圖3 在失重秤倉(cāng)壁焊接承重掛鉤實(shí)

2）將校驗(yàn)用25 kg 的小砝碼換成1 t 的大砝碼。

3）選用手推叉車代替人工搬運(yùn)，將砝碼掛至掛鉤位置，見圖4。

圖4 改進(jìn)后角平衡校驗(yàn)示意

4 優(yōu)化后的效果

4.1 優(yōu)化后校驗(yàn)時(shí)間縮短

失重秤校驗(yàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)見圖5。

圖5 失重秤校驗(yàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)

如圖5 所示，2015 年年修時(shí)，貴冶一系統(tǒng)閃速爐兩臺(tái)失重秤校驗(yàn)工作共耗時(shí)1．5 h。 2017 年年修，校驗(yàn)工作共耗時(shí)1 h。 對(duì)比于2011 年的11．5 h，2013年的17 h，失重秤的校驗(yàn)時(shí)間得到了明顯地縮短。

4.2 優(yōu)化后校驗(yàn)精度提升

將校驗(yàn)用25 kg 的小砝碼換成1 t 的大砝碼后，整個(gè)砝碼的重量垂直作用于稱重傳感器，重量集中偏差小，一次校驗(yàn)即可成功。 減小了誤差，保證了傳感器稱量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了校驗(yàn)精度。

4.3 優(yōu)化后人工成本降低

以往每次校驗(yàn)工作由于勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要安排6～8 個(gè)人分兩批替換作業(yè)10 余小時(shí)，優(yōu)化后僅需2 人加1 臺(tái)叉車1～2 h 即可。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著貴冶智能工廠的建設(shè)，自動(dòng)化水平提高的同時(shí)亦對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行有了更高的要求。 通過(guò)對(duì)貴冶一系統(tǒng)失重秤校驗(yàn)方式的優(yōu)化，打破了必須在2 年1 次的年修條件下進(jìn)行校驗(yàn)工作的局限， 進(jìn)一步減少了人力物力消耗，提升了校驗(yàn)精度，為閃速爐投料量的穩(wěn)定控制提供了有力的保障。