液位传感器改造钢包电子秤

　　文章重传感器改造钢包电子秤点阐述电子秤的安装使用环境条件与分析；采用耐高温液位传感器的秤体结构设计；克服恶劣环境条件对电子秤影响，应采取的有效措施；阐述了电子秤的各种抗冲击、防高温辐射、防钢水烧损、防倾翻的措施；对高温环境用电子秤的设计改造，具有一定的指导作用和参考价值。

一、概述

冶金企业为了提高钢的质量与合理控制制造成本，在钢水精炼连铸成型过程中，一般需安装两套电子称量系统，以对在线计量。

1．车载钢包电子秤用来检测对钢水包注入钢水时的液位，并在精炼时控制合金材料的加入量，以提高冶炼质量，同时对钢包的钢水重量进行称量。
2．回转台钢包电子秤用来监控连铸时钢包内不断下降的钢水液位情况，适时对流量进行控制，当钢水液位接近钢渣时，及时关闭出钢口。

由上可知，连铸工艺中钢包电子秤的运行质量，对钢的液位传感器液位传感器液位传感器液位传感器液位传感器液位传感器液位传感器液位传感器液位传感器液位传感器质量和提高工效方面起着十分重要的作用。

二、钢包电子秤现场使用环境条件与分析

目前，国内使用的钢包电子秤，无论是国内制造或从国外随同连铸设备引进，虽然其结构各不相同，但它们的安装位置方式都基本相同，一般都是在钢包支承座底下设计一台特殊结构的电子秤，使钢包左右两只耳座支承在电子秤秤架上；一般都需具有耐高温、防溅射、抗冲击及抵御外界横向水平冲击的能力，以确保设备正常运转，满足连铸工艺的需要。本文着重介绍利用国产高温传感器设计改造钢包电子秤的结构设计特点。

1、车载钢包电子秤的现场环境特点

钢水运载过程中，必须有一特殊运载车进行运载，一般称此运载车为钢包车。此车根据钢水包的大小，车体大小各有所不同。一般运载车的车体长约7米，宽约5米，高约2.6米，以钢轨轨道作为运行路线。出钢前，由行车吊运经烘烤后的空钢包，从高空放置到钢包车的特定位置。钢包在吊运前已进行长达几小时的烘烤，表面温度达到60℃～70℃，钢包放置后，运载车开至出钢炉炉口，出钢温度高达1600℃左右的钢水或铁水流入钢包内，现场环境较为恶劣。主要表现为：a、为了防止钢水外溅及保温，炉口周围虽有隔热板或防火墙保护，但运载车周围的环境温度仍可升至几百度。b、出钢过程中，炉子的倾角，随出钢量的变化而改变。为保证钢包口与炉口的一致，出钢车的位置作相应的改变，但在实际操作过程中，会出现不同步现象，经常出现钢水外溢。钢包车表面都有较厚钢渣。c、出钢车从出钢炉运行至精炼区精炼时，用大功率电极加温冶炼 20～30分钟，此时的钢包壁温已高达几百度，钢包耳座底下的温度可高达250℃左右。d、钢包车在运行时会产生横向冲击力。

2、回转台钢包电子秤现场环境特点

对回转台钢包电子秤的威胁，主要来自钢水包的高温辐射及吊运时对秤体的垂直冲击力。主要表现为：a、连铸设备的回转台壁与钢包的间隔一般在1500mm左右，为防止高温辐射，在设计时，一般采取加包盖的防辐射措施。但在现场实际使用中，钢包一般都没有加盖，电子秤安装位置的温度很高，可达200℃左右。b、在吊运过程中，由于行车操作室离地面较高，降落时凭经验操作，有时会造成较高落差，对秤体冲击很大。c、行车吊运钢包是高空作业，钢包支承耳落入回转台壁的电子秤支承座内的难度较大。

三、 钢包电子秤的秤体结构

改造钢包电子秤的安装现场，存在钢水外溅的威胁、高温辐射的威胁、吊运过程中的垂直冲击及运载车运行的水平冲击、高空作业定位困难等难题。目前，国内的钢包电子秤一般都是在钢包支承耳座的支承架上设计安装结构特殊的秤体，左右各一台，设置导向架，以便准确对位。下面介绍两种秤体结构特点。

(一)采用双剪切梁式耐高温液位传感器设计的钢包电子秤的结构

采用双剪切梁式液位传感器作为称重支点设计改造的钢包电子秤，由耐高温传感器、承重梁、保护板、接近导向架、最终导向架等组成。
 
1、接近导向架2、液位传感器
3、高强度螺钉 4、承重梁
5、保护板 6、最终导向

钢包电子秤使用的液位传感器有大吨位国产液位传感器、(国产TY型传感器外形)。

上述液位传感器有一个共同特点：吨位量程大、外形尺寸宽、平面承载，承载面上都有4-6只M24紧固安装螺孔，能保证承载梁与传感器连接牢固，安全可靠。

钢包电子秤改造设计中须解决以下难题：

1、高空吊运钢包包耳导入秤体

行车龙门吊钩吊着庞大的钢包放置到秤体位置时，行车操作工人在几十米外凭目测进行操作，如果秤体周围不设置引导装置，要使钢包正常进入指定位置是难以做到的。为了保证安全作业，使钢包顺利进入秤体，在秤体左右设计安装导向装置(导向装置结构外形见图一)。导向架采用优质合金钢焊接成整体结构，一高一矮固于秤体两侧，导向架的顶部制作成一定斜面，以给吊运操作工人一个明显的参照标志。当包耳接近导向架时，左右斜面会带动包耳顺利进入秤体，提高操作安全性，同时又可保护秤体。

2、保证钢包完全受力

为保证钢包在计量时不受外力的影响，使包耳完全支承在秤体承重梁上，提高计量精度。在设计秤体时，必须在承重梁上加设接近导向架及限位架。

在钢包支承耳进入称量座时，要保证钢包无摩擦、无分力地座落在称量箱承重梁上是有困难的，因为当钢包与导向装置的一侧紧靠时，其摩擦分力势必影响称量精度。为克服这一影响，应在承重梁上设置最终导向装置，在装置斜面的作用下，迫使钢包向中心靠近，最后座落在承重梁上。由于最终导向装置与承重梁为一整体，不会产生外力，也就不会影响称重精度。假若最终导向装置的斜面顶端不在接近导向装置竖面的内侧，则钢包会卡搁在它的顶端，会使耳座产生倾斜；另外，最终导向装置的斜面必须有足够大的角度，以使钢包接触此斜面后产生的水平力足以把钢包推向中心，因此，最终导向装置必须设计足够的高度。

3、克服水平冲击力

钢包包耳通过最终导向斜面导入秤体及车体作横向运动时，会产生一个很大的水平冲击力，这个巨大的冲击力会使承重梁产生一定的水平位移。从现场使用情况了解到，正是由于这个原因，致使许多钢包电子秤在使用中失败。在改造设计时，要利用液位传感器的特殊设计来承担这个巨大的水平冲击力，使其具有足够的抗御能力，如采用高强度平面桥式液位传感器，其最大允许侧向负荷在20-150t之间就不会被损坏。安装时，利用液位传感器凸出的承载面承重大梁内，与承重梁构成整体结构，当产生水平冲击力时，由承载面来承担水平方向的剪力，传感器紧固螺钉不受剪力，使秤体得以正常使用。