糖菜窝

宝钢生产称重技术应用概况
（宝钢股份公司设备部 朱力生 沈毅）


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摘要：称重技术在钢铁工业中得到了广泛应用，宝钢是包含从冶炼到钢板、卷、管线等各类钢铁成品的制造过程的钢铁企业，称重技术应用中反映了制造过程对称量设备的一些特别要求。
关键词：称重技术 应用 特殊要求

一、宝钢生产中称重技术的应用

称重技术是物流计量的主要技术之一，宝钢有着从水路、公路、铁路运输的各类物料计量要求和冶炼、轧钢等生产过程的控制要求，称量设备使用于从原料输入到铁、钢、坯、材的流转过程和成品出厂全过程的物流计量及过程控制。

1、皮带秤在冶炼过程中的广泛应用

水路原料运输量大，作业时间长，物流管理需要皮带称量设备，从原料码头到原料堆场的20余套皮带称量装置，工效达1200吨/小时到6000吨/小时，保证了卸料到堆场管理的需要。

厂内皮带运输要满足炼铁、炼钢生产达千万吨级钢产量的各道工序要求，近200套的皮带称量设备分别用于烧结、煤焦、高炉、转炉生产过程，承担着发运、配料和工序消耗计量。工效达30-2000吨/小时。

2、型式不同的大吨位称量设备

焦炉的400吨装煤车和高炉的800吨铁水车均在加重轨道上进行称量，其称重型式有秤台压力传感器称量和轨道轴销传感器称量，即有静态测量，也有动态测量。数量达到近30套。而铁水包和钢水包重量计量，采用了秤台和台式称重方式，还有钢包吊车秤，称量范围为70-450吨。

3、在线发货称量设备

完成从几百公斤的管、线材成品到几十吨的板、卷 、坯出厂计量，工作节奏从几秒到数十秒，均以自动方式工作。

进出厂陆路物资计量和厂内物资转运计量，由安装在公司各道路上的12台50-200吨汽车衡完成,其中大部分称量速度达到一车40-60秒,轨道衡器为动态计量方式。

4、用于过程控制的在线称量设备

安装在钢铁生产线上的数百套称量设备，除了保证物流管理的需要外，还在制造过程控制上起着重要作用。

对冶炼过程中各种成分的控制，重要环节就是通过各种主辅料的投料量来控制。配料控制系统及其称量设备保证了大流量、多过程、品种繁复的高速生产过程自动控制功能。

轧钢过程的质量控制，无论是通过加工前后物料重量来监测加工过程，还是通过称量半成品和成品的实际重量来自动控制工序质量，都大量采用称重技术。百余套的称量设备，有平台式、料筐式、气动/液压控制式、步进机构式、辊道机式、自动包装控制等称量设备；其量程也从几十公斤到上百吨；秤体机构重量与称量重量之比从几十倍到零点几倍不等；动态分辨率有的高达万分之几。

二、适应冶金自动化过程的称量设备

钢铁生产中称重技术的应用，面临的是钢铁生产过程特殊的环境和测量要求，其突出的问题就是传统工艺所特有的高温、粉尘、震动、强电磁干扰等恶劣环境与现代过程控制和信息管理要求的在线、高精度、快速、可靠的测量要求的矛盾。

1、环境适应性

高温是冶金工业面临的问题之一，例如，冶炼过程金属熔融状态的铁水、钢水重量测量，信号检取所处的是受高温辐射的坏境。称重传感器具有一定的温度补偿作用，部分地解决了信号检取过程的高温环境适应性，例如：在铁水包和钢水包重量测量方面，国内外专业传感器制造商研制的高温大吨位传感器的使用，使测量可靠性得到了较大提高。

强电磁干扰是冶金工业面临的又一问题，数字式传感器等技术的出现，给信号传输和处理过程中的抗干扰提供了可能，但是它需要同时适应测量过程的高温、粉尘和腐蚀环境等。

粉尘、震动、腐蚀环境等是称重测量装置设计中需要考虑的又一类环境问题，也是冶金生产过程特点之一。它需要测量设备制造过程从设计开始，就要和整个生产设备设计相结合，根据测量要求、环境条件和生产线的总体方案设计选择合适的测量装置。这也是为什么在引进生产线时，称量装置也要大部分一起引进的原因。

2、过程控制和信息管理的适应性

宝钢是一个年产千万吨的钢铁公司，其劳动生产率在同行中也是处于领先，过程自动化和信息化管理是基础。

测量技术是自动化和信息化技术之一，称重技术必须与控制系统和信息管理系统的发展相适应。从过程控制角度，宝钢生产过程具有生产节奏变化大、控制参数多、系统实时性强等特点，称重技术应用于不同的控制系统，如：设定值控制、比例控制、批量控制、优化控制等；对称量设备也有响应速度、分辨率、稳定性、可靠性等方面较高的要求，例如：有的称量设备的响应速度要求在3-5秒/件；而有的设备则要求在生产间隙的几秒时间内自动校准；有的几十吨量的称重设备，需要在几秒钟内有十几公斤的分辨率等。

从信息系统上看，宝钢对于产品制造过程进行的SPC控制，建立了关键质量数据的统计过程控制系统，从短期的实时性到长期的统计稳定性进行监控，这就是要求测量设备在信息传输上具有较强的功能，例如：具有多种信息传输协议，具有代码设定功能，具有数据初始处理能力等。

三、满足精益生产要求的计量技术

自动化和信息化给传统的冶金工业生产过程带来了革命性的变化，同时也使精益生产成为可能。准确的测量是精益生产的基础之一。

称重技术在钢铁生产中广泛应用，为工业过程提供了准确计量手段，但是，此项技术应用仍然需要相应的技术保证。

1、良好的工程设计是称量设备正常运行的前提

称量设备工程设计与生产过程及其它设备关系密切，从称量点选位，工艺流程及动作、机械结构与称量设备选型等对检取有效信号有着极为重要的作用；而对工业过程控制的了解，控制系统的适应性和操作使用的界面等也将决定着称量系统能否正常工作。

2、开发新产品以持续满足用户要求

称量设备的开发始终应以不断满足用户需求为方向。在冶金工业应用中，无论是规模的扩大，工艺过程的改进，还是自动化程度的提高都会对测量技术提出新的要求，例如：大吨位称量技术随着大型高炉和转炉的出现而得到应用；自动配料称量系统随着冶炼过程自动化水平的提高，从速度、品种和控制精度等方面得到了很大的改善；称量设备响应速度的提高，实现了在线自动发货等等。可以预见，随着智能和虚拟仪表技术的发展，例如自动诊断校准、在线量程切换、具有数字化数据处理功能的称量设备等将更适应冶金生产过程的要求，也更适应诸如现场总线技术、信息网络技术等的发展控制和管理系统的要求。

3、计量确认技术要符合工业应用发展速度

称量设备的应用中,计量确认是质量保证的重要环节,就目前的技术标准,真正得到认可的计量检定、校准方法很难覆盖工业应用领域。例如皮带秤的链码校准。链码校准方法应用于工业过程已经超过几年时间才得认可，而现有的计量检定、校准标准尽管在形式上很严密，但在专业行业也未形成较权威的标准，这对推动新产品和新技术的使用，客规上也是不利的。

宝钢在线使用的大量称量设备，既要满足连续自动化生产，又要保证测量准确性，大量的计量确认工作在生产间隙实施。为了保证计量确认质量达到连续生产的目的，自行编制了电子秤和皮带秤等设备的校准规程，可以满足使用要求。

（首届冶金称重技术研讨会论文）