失重秤给料系统校验方式优化

刘小宝，胡国军

（1．江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424；2．中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330038）

失重秤是在静态秤计量基础上发展起来的以微处理机为核心的自动化控制装置，广泛用于冶金、建材、化工等行业的典型生产工艺的配料，例如粉料、颗粒料、片料、球料等的计量配送。 它分为两种工作方式：用于批次配料，特点是间隙式喂料;用于流量控制的连续式配料，可以控制一定的物料流速向下游装置添加规定质量的物料，用于连续生产过程。

江西铜业股份有限公司贵溪冶炼厂（以下简称“贵冶”）一系统闪速炉采用连续式配料的失重秤给料系统（以下简称“失重秤”）来计量闪速炉投料量，它的计量精度直接影响闪速炉炉况，是闪速炉的厂控重点设备。 失重秤通过安装在失重仓底部的3 个称重传感器来测量单位时间内计量仓物料质量的变化。将实际下料流量与设定流量进行比较，用变频器控制螺旋出料电机的转速， 使下料流量与设定值相符。校验失重秤称重传感器需要消耗大量时间，以往每次校验至少要预留15 h 以上。 根据闪速炉工艺连续式作业的特点，只有2 年1 次的年修才具备校验条件，如要提高称重传感器校验频次，使其适应各种复杂工况就必须缩短其校验时间。

1 失重秤的校验原理

受现场工艺条件限制，失重仓顶部分布太多设备，空留位置小，贵冶校验失重秤采取的是使用多个25 kg 的小法码的校验方式。失重秤的校验分为2 个步骤：角平衡校验和量程校验。

1.1 角平衡的校验

如图1 所示，在失重秤底部均匀分布了3 个称重传感器，分别标记为A、B、C，校验角平衡时需要单独对每个称重传感器校验。 在每个称重传感器对应的仓顶位置放置重量为1 t 的砝码，即需要均匀放置40 个25 kg 的砝码，而后交由失重给料控制器进行校验工作。当3 个称重传感器都校验成功，角平衡校验完成。

图1 三点角平衡校验示意

1.2 量程校验

需要在失重秤仓顶部均匀放置重量为2 t 的砝码，即需要均匀放80 个25 kg 的砝码，称量重量并消除误差。

2 校验方式存在的问题及分析

2.1 偏差大导致校验多次失败

校验时砝码的总重量应当垂直作用于称重传感器，而如图2 所示，失重仓的顶部挤满了设备，只能将砝码堆放在设备之间的间隙中。砝码过于分散，重力会产生偏差，很难垂直作用于称重传感器，如果偏差过大，则会造成该次校验失败，必须重新开始校验。

图2 校验时在缝隙放置砝码示意

2.2 人工搬运砝码费时费力

校验时需用的砝码数量较多，且因仓顶位置及摆放的特殊性要求必须靠人工搬运，需要花费很长的时间。 采用25 kg 砝码校验，即使一次性顺利通过，整个过程需要人工来回搬运砝码800 余次，而实际上往年每次校验总是需要进行多达5～6 次角平衡校验才能成功。人工搬运砝码达3 000 余次。校验花费的总时间过长，不仅消耗大量人力物力，正常生产时也完全不具备校验条件。

3 优化措施

1）分别在3 个称重传感器的正上方失重仓壁上焊接承重挂钩，3 个挂钩处在同一水平面上。 如图3所示。

图3 在失重秤仓壁焊接承重挂钩实

2）将校验用25 kg 的小砝码换成1 t 的大砝码。

3）选用手推叉车代替人工搬运，将砝码挂至挂钩位置，见图4。

图4 改进后角平衡校验示意

4 优化后的效果

4.1 优化后校验时间缩短

失重秤校验时间统计见图5。

图5 失重秤校验时间统计

如图5 所示，2015 年年修时，贵冶一系统闪速炉两台失重秤校验工作共耗时1．5 h。 2017 年年修，校验工作共耗时1 h。 对比于2011 年的11．5 h，2013年的17 h，失重秤的校验时间得到了明显地缩短。

4.2 优化后校验精度提升

将校验用25 kg 的小砝码换成1 t 的大砝码后，整个砝码的重量垂直作用于称重传感器，重量集中偏差小，一次校验即可成功。 减小了误差，保证了传感器称量数据的准确性，提高了校验精度。

4.3 优化后人工成本降低

以往每次校验工作由于劳动强度大，需要安排6～8 个人分两批替换作业10 余小时，优化后仅需2 人加1 台叉车1～2 h 即可。

4 结语

随着贵冶智能工厂的建设，自动化水平提高的同时亦对设备的稳定运行有了更高的要求。 通过对贵冶一系统失重秤校验方式的优化，打破了必须在2 年1 次的年修条件下进行校验工作的局限， 进一步减少了人力物力消耗，提升了校验精度，为闪速炉投料量的稳定控制提供了有力的保障。