采用高溫傳感器改造鋼包電子秤
加入技術(shù)交流群
鋼包電子秤改造設計中須解決以下難題：
1、高空吊運鋼包包耳導入秤體
行車(chē)龍門(mén)吊鉤吊著(zhù)龐大的鋼包放置到秤體位置時(shí)，行車(chē)操作工人在幾十米外憑目測進(jìn)行操作，如果秤體周?chē)辉O置引導裝置，要使鋼包正常進(jìn)入指定位置是難以做到的。為了保證安全作業(yè)，使鋼包順利進(jìn)入秤體，在秤體左右設計安裝導向裝置(導向裝置結構外形見(jiàn)圖一)。導向架采用優(yōu)質(zhì)合金鋼焊接成整體結構，一高一矮固于秤體兩側，導向架的頂部制作成一定斜面，以給吊運操作工人一個(gè)明顯的參照標志。當包耳接近導向架時(shí)，左右斜面會(huì )帶動(dòng)包耳順利進(jìn)入秤體，提高操作安全性，同時(shí)又可保護秤體。
2、保證鋼包完全受力
為保證鋼包在計量時(shí)不受外力的影響，使包耳完全支承在秤體承重梁上，提高計量精度。在設計秤體時(shí)，必須在承重梁上加設接近導向架及限位架。
在鋼包支承耳進(jìn)入稱(chēng)量座時(shí)，要保證鋼包無(wú)摩擦、無(wú)分力地座落在稱(chēng)量箱承重梁上是有困難的，因為當鋼包與導向裝置的一側緊靠時(shí)，其摩擦分力勢必影響稱(chēng)量精度。為克服這一影響，應在承重梁上設置最終導向裝置，在裝置斜面的作用下，迫使鋼包向中心靠近，最后座落在承重梁上。由于最終導向裝置與承重梁為一整體，不會(huì )產(chǎn)生外力，也就不會(huì )影響稱(chēng)重精度。由圖一可見(jiàn)，假若最終導向裝置的斜面頂端不在接近導向裝置豎面的內側，則鋼包會(huì )卡擱在它的頂端，會(huì )使耳座產(chǎn)生傾斜；另外，最終導向裝置的斜面必須有足夠大的角度，以使鋼包接觸此斜面后產(chǎn)生的水平力足以把鋼包推向中心，因此，最終導向裝置必須設計足夠的高度。
3、克服水平?jīng)_擊力
鋼包包耳通過(guò)最終導向斜面導入秤體及車(chē)體作橫向運動(dòng)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一個(gè)很大的水平?jīng)_擊力，這個(gè)巨大的沖擊力會(huì )使承重梁產(chǎn)生一定的水平位移。從現場(chǎng)使用情況了解到，正是由于這個(gè)原因，致使許多鋼包電子秤在使用中失敗。在改造設計時(shí)，要利用傳感器的特殊設計來(lái)承擔這個(gè)巨大的水平?jīng)_擊力，使其具有足夠的抗御能力，如采用高強度平面橋式傳感器，其最大允許側向負荷在20-150t之間就不會(huì )被損壞。安裝時(shí)，利用傳感器凸出的承載面承重大梁內，與承重梁構成整體結構，當產(chǎn)生水平?jīng)_擊力時(shí)，由承載面來(lái)承擔水平方向的剪力，傳感器緊固螺釘不受剪力，使秤體得以正常使用。
4、克服垂直沖擊力
當成百?lài)嵉匿摪侣鋾r(shí)，產(chǎn)生的垂直沖擊力的峰值是巨大的，其垂直沖擊力對傳感器有致命的影響。最佳辦法是在秤體下部安裝液壓裝置，由液壓裝置承受垂直沖擊力，然后再緩慢落至承重梁上。但是，此結構在實(shí)際使用現場(chǎng)是難以實(shí)現的，特別是設備改造難度大。因此，此類(lèi)結構的電子秤在改造設計時(shí)，可利用傳感器本身的結構特點(diǎn)，在滿(mǎn)足儀表采樣信號要求的前提下，放大傳感器量程，以抵御垂直沖擊。由于此類(lèi)電子秤一般都為工藝秤，對精度要求不高，在選擇傳感器時(shí)，可盡量采用大量程傳感器。例如：一臺150t鋼包秤，可用4只100t，靈敏度為2.OmV/V的傳感器。設橋壓為10V，分度值為100kg，通過(guò)計算，每一分度值仍有2.5：μV信號輸出，儀表足夠采樣。這樣可大大提高電子秤的總體抗沖擊能力，延長(cháng)傳感器使用壽命。
5、防高溫及鋼水濺射保護措施
車(chē)載鋼包電子秤及回轉臺鋼包電子秤的高溫威脅，來(lái)自出鋼爐口的鋼水外濺及鋼包內高溫鋼水約1600℃左右的高溫輻射，以及鋼包包壁的自身溫度對秤體的傳導?，F場(chǎng)檢測結果表明，秤體溫度可達200℃-250℃左右，針對這種情況，在改造設計時(shí)，應選用耐高溫200℃-250℃的稱(chēng)重傳感器，在秤體周?chē)鲈O防鋼水濺射隔熱板，傳感器采用耐高溫橋式傳感器，其引線(xiàn)由秤體中間引入到線(xiàn)管內，不從外部走線(xiàn)。外圍由下流板與內襯板組成迷宮狀進(jìn)行雙重保護，這樣即使出現鋼水溢出也不會(huì )燒壞傳感器。
(二)采用圓柱式耐高溫傳感器改造設計的電子秤
采用圓柱式傳感器作為稱(chēng)重支點(diǎn)設計改造的鋼包電子秤，與采用橋式傳感器設計的電子秤結構，從外表看基本相同，兩者都有承重梁，接近導向架、最終導向架內部設計結構則不同。(外形見(jiàn)圖三)
圖三
當鋼包進(jìn)入秤體時(shí)，以接近導向架作參考目標，使包耳順著(zhù)導向架斜面滑入接近導向架的內側。進(jìn)入秤體包耳，座落在承重梁時(shí)，由最終導向架進(jìn)行限位，分為 XY軸兩個(gè)方向，保證包耳與包壁不受任何外力而影響稱(chēng)量精度。當產(chǎn)生水平橫向力時(shí)，由三根導柱予以克服，傳感器不受影響。由于鋼包下落時(shí)包耳的某一點(diǎn)先落在承重梁上，會(huì )出現承重梁起翹現象，傾翻傳感器，秤體在設計時(shí)，內部應設防翹裝置，使傳感器正常受力。在結構改造設計上，除前面的抗水平?jīng)_擊力和外圍保護外，主要考慮如下特點(diǎn)：
1、對承重梁的定位和水平?jīng)_擊力
當鋼包座落在秤體上運動(dòng)時(shí)，由于慣性作用，會(huì )產(chǎn)生巨大的水平力，如果秤體沒(méi)有限位裝置，必然會(huì )使傳感器受到損傷，甚至會(huì )給生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。從圖中可見(jiàn)，秤體內部加設三根導柱、導套來(lái)承擔水平?jīng)_擊力，同時(shí)又對承重梁保持水平狀態(tài)。為安裝方便，導柱導套之間留有1mm左右的間隙；為不影響稱(chēng)重精度，襯套內壓入耐高溫緩沖橡膠。這種結構設計，事實(shí)上是只允許承重梁作上下直線(xiàn)運動(dòng)，限制水平位移。在此秤體結構中，傳感器不能采用上述秤體中采用的平面橋式傳感器，而應采用雙球面擺桿式傳感器。此類(lèi)傳感器能夠提供一定量的水平位移，且對稱(chēng)重傳感器不受影響。常用高溫傳感器有國產(chǎn)的TY2015G等國產(chǎn)化高溫傳感器。(外形見(jiàn)圖四)
圖四
鋼包從高空下降進(jìn)入秤體，包耳支承座與承重梁不可能整個(gè)平面同時(shí)接觸，又由于導向柱與導向套有一定的間隙存在，這樣勢必使承重梁產(chǎn)生瞬間起翹及跳動(dòng)現象；如不采取防翹限位裝置，勢必造成傳感器傾倒，嚴重時(shí)會(huì )造成承重梁傾斜，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患。所以在改造設計時(shí)，在傳感器左右增設防翹裝置是十分必要的。設計時(shí)可在承重梁及秤體底板上各焊接2套防翹板，保持在同一中心線(xiàn)，在起翹板上加設限位孔，采用限位銷(xiāo)進(jìn)行限位。設計時(shí)限位孔與限位銷(xiāo)保持一定間隙，一般最大限位間隙以不使傳感器傾倒為宜。
四、結束語(yǔ)
采用高溫傳感器設計改造鋼包電子秤，能克服高溫環(huán)境對電子秤的影響，在冶煉連鑄工藝中已得到廣泛應用，對控制冶煉成本和提高連鑄工藝質(zhì)量，具有十分重要的作用。國產(chǎn)耐高溫稱(chēng)重傳感器的特性指標已能滿(mǎn)足高溫電子秤的適用環(huán)境，在多家鋼廠(chǎng)冶煉現場(chǎng)得到應用，已產(chǎn)生較好的應用效果。高溫傳感器的國產(chǎn)化和設計應用，為計量稱(chēng)重技術(shù)進(jìn)軍高溫領(lǐng)域打下了良好基礎。(end)
評論