采用高溫傳感器改造鋼包電子秤
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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
行車龍門吊鉤吊著龐大的鋼包放置到秤體位置時，行車操作工人在幾十米外憑目測進行操作，如果秤體周圍不設置引導裝置，要使鋼包正常進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圖一)。導向架采用優(yōu)質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明顯的參照標志。當包耳接近導向架時，左右斜面會帶動包耳順利進入秤體，提高操作安全性，同時又可保護秤體。
2、保證鋼包完全受力
為保證鋼包在計量時不受外力的影響，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，必須在承重梁上加設接近導向架及限位架。
在鋼包支承耳進入稱量座時，要保證鋼包無摩擦、無分力地座落在稱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，其摩擦分力勢必影響稱量精度。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，不會產生外力，也就不會影響稱重精度。由圖一可見，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，則鋼包會卡擱在它的頂端，會使耳座產生傾斜；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、克服水平沖擊力
鋼包包耳通過最終導向斜面導入秤體及車體作橫向運動時，會產生一個很大的水平沖擊力，這個巨大的沖擊力會使承重梁產生一定的水平位移。從現(xiàn)場使用情況了解到，正是由于這個原因，致使許多鋼包電子秤在使用中失敗。在改造設計時，要利用傳感器的特殊設計來承擔這個巨大的水平沖擊力，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之間就不會被損壞。安裝時，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，當產生水平沖擊力時，由承載面來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
當成百噸的鋼包下落時，產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，此結構在實際使用現(xiàn)場是難以實現(xiàn)的，特別是設備改造難度大。因此，此類結構的電子秤在改造設計時，可利用傳感器本身的結構特點，在滿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。由于此類電子秤一般都為工藝秤，對精度要求不高，在選擇傳感器時，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，延長傳感器使用壽命。
5、防高溫及鋼水濺射保護措施
車載鋼包電子秤及回轉臺鋼包電子秤的高溫威脅，來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(xiàn)場檢測結果表明，秤體溫度可達200℃-250℃左右，針對這種情況，在改造設計時，應選用耐高溫200℃-250℃的稱重傳感器，在秤體周圍增設防鋼水濺射隔熱板，傳感器采用耐高溫橋式傳感器，其引線由秤體中間引入到線管內，不從外部走線。外圍由下流板與內襯板組成迷宮狀進行雙重保護，這樣即使出現(xiàn)鋼水溢出也不會燒壞傳感器。
(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重支點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。(外形見圖三)
圖三
當鋼包進入秤體時，以接近導向架作參考目標，使包耳順著導向架斜面滑入接近導向架的內側。進入秤體包耳，座落在承重梁時，由最終導向架進行限位，分為 XY軸兩個方向，保證包耳與包壁不受任何外力而影響稱量精度。當產生水平橫向力時，由三根導柱予以克服，傳感器不受影響。由于鋼包下落時包耳的某一點先落在承重梁上，會出現(xiàn)承重梁起翹現(xiàn)象，傾翻傳感器，秤體在設計時，內部應設防翹裝置，使傳感器正常受力。在結構改造設計上，除前面的抗水平沖擊力和外圍保護外，主要考慮如下特點：
1、對承重梁的定位和水平沖擊力
當鋼包座落在秤體上運動時，由于慣性作用，會產生巨大的水平力，如果秤體沒有限位裝置，必然會使傳感器受到損傷，甚至會給生產帶來安全隱患。從圖中可見，秤體內部加設三根導柱、導套來承擔水平沖擊力，同時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；為不影響稱重精度，襯套內壓入耐高溫緩沖橡膠。這種結構設計，事實上是只允許承重梁作上下直線運動，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。此類傳感器能夠提供一定量的水平位移，且對稱重傳感器不受影響。常用高溫傳感器有國產的TY2015G等國產化高溫傳感器。(外形見圖四)
圖四
鋼包從高空下降進入秤體，包耳支承座與承重梁不可能整個平面同時接觸，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生瞬間起翹及跳動現(xiàn)象；如不采取防翹限位裝置，勢必造成傳感器傾倒，嚴重時會造成承重梁傾斜，給安全生產帶來隱患。所以在改造設計時，在傳感器左右增設防翹裝置是十分必要的。設計時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，在起翹板上加設限位孔，采用限位銷進行限位。設計時限位孔與限位銷保持一定間隙，一般最大限位間隙以不使傳感器傾倒為宜。
四、結束語
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量，具有十分重要的作用。國產耐高溫稱重傳感器的特性指標已能滿足高溫電子秤的適用環(huán)境，在多家鋼廠冶煉現(xiàn)場得到應用，已產生較好的應用效果。高溫傳感器的國產化和設計應用，為計量稱重技術進軍高溫領域打下了良好基礎。(end)
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