電子地磅稱重儀表在球團工序中的應用

全面論述了冶金行業電子地磅稱重儀表的分類、選型依據、安裝要求以及標定方法等。詳細介紹了各種稱重儀表在鋼鐵廠球團工序中的應用，并闡述了當前電子地磅稱重儀表的應用現狀和技術瓶頸，預測了其未來發展的趨勢。

0.引言

物資計量一方面直接涉及貿易結算，其準確與否直接影響生產成本；另一方面計量準確度影響生產物資的使用（比如球團工序中原燃料的配比），間接影響生產穩定性、產品合格率等關鍵指標。冶金行業稱重儀表的重要性在未來會更為突出，精準、節能、智能是未來發展的方向，本文以稱重儀表在鋼鐵廠球團工序中的應用為例進行闡述。

１.球團工序中主要應用的稱重儀表

秤，是一種測定物體質量的衡器，其廣泛應用于工業、農業、商業、科研、醫療衛生等行業，是各行各業大宗貨物計量的主要稱重設備。冶金行業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；按制作標準化分為標準秤（如皮帶秤、料斗秤等）和非標準秤（如行車秤、鋼卷秤等）；按稱重狀態可分為動態秤（如皮帶秤）和靜態秤（如料斗秤、鋼卷秤等）；按應用場合可分為結算秤和工藝秤。球團工序是鐵前原料加工工序，給高爐生產提供品質較高的球團礦，在球團工序中主要應用的稱重儀表如表１所示。

２.稱重儀表工作原理

２．１.動態秤工作原理

動態秤在冶金行業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過皮帶秤秤體時，物料的重量經稱量框架作用到荷重傳感器上，荷重傳感器輸出同物料質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），將其累加構成總的物料輸送量。物料輸送量計算公式為：

２．２靜態秤工作原理

靜態秤的工作原理是將所承受力轉換成電信號，通過通信介質傳輸到稱重控制器，再轉化成人們所能識別的重量信號。各種靜態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構，因為壓頭結構是根據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換成電信號，并經測量電路中的放大器放大后進行顯示、記錄和數據處理。料斗秤廣泛用于自動配料稱重系統，在球團配料室有大量應用，用于測量料倉內料量以便確定下料量及補料時間。

３.稱重儀表的技術性能

稱重儀表的技術性能分為工藝參數要求和控制性能要求。工藝參數要求與工藝相關，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、穩定性與稱重傳感器的測量精確度、穩定性同等重要，同樣制約稱重系統的整體精度。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據處理中心，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備運行信號，開始由熱備用狀態轉入對皮帶秤測重、測速信號積算；并將運算后當前流量與設定流量值比較，根據ＰＩＤ閉環控制理論運算出調整結果，以標準電流方式（４ｍＡ～２０ｍＡ）調節變頻器的給定信號，從而達到定量給料的目的。控制器為數據采集運算、功能報警、數據通訊等功能中心。

４.稱重儀表安裝要求

４．１動態秤安裝要求

以通過式皮帶秤安裝要求為例介紹動態秤安裝要求。秤架的安裝質量決定系統的運行水準，其安裝應注重以下幾個方面：選擇合適的安裝位置、秤架基礎加固、托輥準直度調整、秤架結構件安裝牢靠。通過式皮帶秤安裝示意圖如圖２所示。

４．２靜態秤安裝要求

靜態秤安裝要求如下：

（１）承受力面須水平，不能出現局部受力的現象。

（２）傳感器固定要實，不能出現晃動和竄動的現象。

（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，消除側向力，保證作用力全部作用在傳感器上，這樣測量較為準確。

５.稱重儀表檢驗標定

５．１動態秤標定

動態秤校驗以皮帶秤校驗方法為例進行闡述。皮帶秤在稱量過程中是動態的、連續的，由于使用環境的不同，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、安裝質量、維護質量等三方面。其在運行使用過程中，需對準確度進行定期標定，且當皮帶秤結構、傳感器等發生變化時需要重新標定。目前皮帶秤的標定方法有３種，分別為鏈碼標定、砝碼標定及實物標定。３種標定方法各有優缺點，其中實物校驗最為準確，但其時常受客觀條件限制實現比較困難，一般都用鏈碼校驗或砝碼校驗代替。各種標定方法在進行標定前均需要進行零點校準，具體標定步驟需根據各廠家稱重儀表的產品說明書進行操作。

５．２靜態秤標定

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

（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）測試一般應選定以下幾個稱量，一般普通準確度級最小稱量為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％和接近最大稱量進行兩組測試，每組至少重復３次。每次測試前，應將重量讀數調至零。

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

６.結語

中國智造的實現不但需要智能的上層設備，同時需要底層執行元件的精準及穩定以及那種鍥而不舍的工匠精神。在冶金生產過程中更要摒棄那種粗放的生產方式，要做到精打細算，只有按照科學的、精確地配料、加工，才能生產出理想中的精品鋼。