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煉鋼廠車載稱工作原理及常見故障處理(煉鋼廠自動化儀表)

2019/10/6 14:37:13 人評論 次瀏覽 分類:過程控制  文章地址:http://www.uzmie.tw/tech/2728.html

在煉鋼廠現場的檢測儀表中,重量的檢測是極其重要的環節。自動化生產離不開自動稱量配料,因此,工業現場用到很多不同功能的秤。以煉鋼廠有車載秤(出鐵秤、出鋼秤)、廢鋼秤、轉爐輔原料秤、轉爐合金秤、轉爐氧槍秤、連鑄機大包秤、連鑄機中間包秤、天車秤等。它們雖然用途各不相同,但基本是利用金屬的彈性形變導致阻值變化的原理實現測量的,在現場遇到的問題也是類似的。考慮其對生產組織的影響程度,昌暉儀表在本文以煉鋼廠車載秤為例加以介紹。

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,它是這個區域最重要的一個儀表設備,也是自動化煉鋼的基礎。盡管有經驗的出鐵操作人員可以根據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入轉爐的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留人工設定窗口的,如果不能及時輸入這一凈重值,煉鋼生產就會面臨停產的危險。

濟南金鐘衡器等國內企業在鐵水車設計、制造方面有較為成熟的經驗,車載秤的設計成熟,車載秤應用技術處于領先水平。下面以此為例介紹一種比較可靠的鐵水車車載秤設計。


通常工稱120t轉爐的鐵水的裝入量為140t左右,廢鋼的裝入量為20-26t,估計總裝入量為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。這樣在設計選型時,一般選擇四個100t的稱重傳感器分置在鐵水車的兩側,如圖1所示。

煉鋼廠鐵水稱量車俯視圖
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例框圖。考慮到100t申克稱重傳感器價格昂貴(約10萬元),也有不少設計和使用部門開始釆用余姚通用儀表廠、北京701研究所等國內有實力的傳感器制造廠家的產品,實際效果也不錯。現有的設計,基本滿足了生產的需求,但從現場使用來看,還有改進的空間。因為對稱重儀表傳感器保護程度不夠,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,設計時需要重點考慮這個看似不重要的問題,在制造時配置冷卻風管,到現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動,一般情況下不會磨壞。壓縮空氣可以保證稱重傳感器內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,是大型鋼鐵企業常用的計量衡器。它經常安裝在煉鋼車間的轉爐前,用來稱量轉爐入爐的鐵水。由于受到所處環境的限制,出鐵秤常會出現一些故障。怎樣快速排除故障,盡快恢復生產,是衡器技術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,當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包裹,很容易把稱重傳感器總線及各支線燒毀。
3、當車載出鐵秤的電動機線與稱重傳感器各線同時燒成裸線時,電流可進入傳感器及儀表內,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
防止措施及解決辦法

1、加強對現場人員的管理,使其對車體行程的距離長短、車速快慢有一定掌握。
2、電動機線與稱重傳感器總線應分別安裝在車載秤體兩側。
3、為了防止電流進入稱重傳感器及儀表,在稱重傳感器總線處接一個保險裝置。
4、稱重傳感器總線及電動機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,影響稱量的準確性。
2、當天車工放鐵包時,容易造成偏載現象。
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、當裝鐵有鐵料落入基坑的軌道上時,需有專人清理坑內軌道旁的雜物,以保證秤體平穩,增強秤體的準確度。
2、當天車工放包時,秤體旁需安排專人指揮,以防止偏載發生。
3、當排除上面兩種原因后,而稱重傳感器總線、各支線沒問題時,應考慮是否是傳感器損壞。此時應打開接線盒,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,用標準砥碼去壓保留傳感器的秤體一角,記下數值,然后順時針或逆時針逐一如上試法,通過記下的數值 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。

從現場來看,由于岀鐵時鐵水、渣子等高溫液體的燙傷和反復運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,但很難保證能夠經受不停地來回反復的拉伸與折疊。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,以便現場直接按照顏色對接。否則在線號印刷不清和現場倒罐坑昏暗的照明條件下,很容易接錯線,既難以發現,又影響生產。


其次,最容易出問題的部位是稱重傳感器,這是因為有時鐵水不足,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生改變,造成出鐵時鐵水重量無規律波動,這時只能更換傳感器。經濟一些的辦法是通過測量判斷哪個稱重傳感器信號不穩,就更換信號不穩的那個傳感器;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,接線盒也會出現問題。接線盒平均一年出現兩次問題,注意及時更換就可以了。由于設計一般選用申克公司的產品,價格大約在3000多元,也有不少廠家開始選擇國產化的產品,因為兩者在原理上是一致的,都是基于惠更斯電橋的平衡原理。


出鐵秤的校準與數據傳遞

現場常用的校驗方法是實物標定法,即先準備一個已經在更高一級計量秤上稱好的實物包,重量與實際出鐵重量接近,然后以此為準分別校驗零點和量程。有時為了提高校驗的精度,在兩者中間設置一個中等重量的實物砥碼,以便確保秤的線性;不過,現在的稱重傳感器制造技術已經很高,線性一般都比較好,可以忽略。但是,為了保證校準的可靠,建議還是按照計量程序進行。

首先進行空秤校準:將顯示儀表通上電源,預熱30min,使衡器保持空秤狀態。將后面的 撥動開關“CAL”撥向C位置解鎖,然后同時按下B+T鍵進入設置狀態進行設置。按下ENTER鍵,比如顯示最大量程“230000”。按下ENTER鍵,提示進行空秤校準。保持空秤穩定,按下ENTER鍵,即完成空秤校準。按下TARE鍵,將后面撥動開關“CAL”撥回中間位置, 返回稱重狀態。


第二再做稱量校準:將鐵水車開至裝包區,然后執行帶載校準。將標準包吊至鐵水車上。鍵入標準包重量,按下ENTER鍵,將鐵水車開至校驗區,觀察數值是否波動。如正常,重新進行一遍空秤校準,然后將后面開關“CAL”撥回中間位置,返回稱重狀態。計算△=A-B,式中,A為稱重顯示值,kg;B為標準值,kg。


若△max的絕對值不大于允差的絕對值,判為合格,出具校準證書和原始記錄,否則應檢修調整,仍不合格者則禁用。鐵水秤的校準周期一般為6個月。


現代大型冶金企業在自動化控制系統設計時,一般按照L1、L2、L3的模式進行配置。L1是基礎自動化級,負責收集現場傳感器來的信號,控制現場元件;L2是過程控制級,負責生產模型運算等;L3是管理級,負責計劃的下達。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網絡中,可以通過PLC傳遞到轉爐服務器, 現場一般設置2臺秤,可以共用一套PLC。


如果現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:實型數(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:實型數(REAL)400012、雙整型(DINT)400016、整型(INT)400018。同類企業可以參照類似定義方法配置。

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