静态轨垫式铁水轨道衡改动态复合式铁水轨道衡

静态轨垫式铁水轨道衡改动态复合式铁水轨道衡

张明贵

湖南钢铁集团华菱涟源钢铁有限公司 湖南 娄底 417009

【摘要】本文主要介绍了如何将无基坑断轨式静态铁水轨道衡改成无基坑不断轨动态铁水轨道衡的改造方案。

【关键词】无基坑、断轨、不断轨、动态、静态、轨垫式、复合式、铁水轨道衡

一、概述

铁水轨道衡是用我公司炼铁厂与炼钢厂之间铁水计量的工具，此衡的计量准确度事关两家单位产量与生产成本的核算。之前我们公司所采用的是无基坑轨垫式、断轨式结构的静态铁水轨道衡（简称静态轨道衡），静态轨道衡虽然准确度相对比较高，但是随着生产节奏的加快，静态轨道衡一罐一罐停车的计量方式已无法满足现有的生产节奏需求，因此需要将现有的静态轨道衡改造成无基坑复合式、不断轨结构的动态铁水轨道衡（简称动态轨道衡）。在改造设计时我们将最大限度的利用现有的基础设施及硬件设备以减少改造投资，实现不停车计量。

二、静态轨道衡的原理

该静态轨道衡采用了轨垫式结构的传感器，当铁水罐轮重通过钢轨作用到各传感器上，形成多支点的受力称重轨，传感器便产生一个与铁水罐重成正比的输出信号，实现铁水静态计量。该静态衡的优点是结构简单、计量精度高，缺点是需要一罐一罐停车的计量，工作效率低。具体结构形式。（见图1）  

（图1）

三、动态轨道衡的原理

改造的动态轨道衡利用了老秤轨垫式结构的传感器和增加塞入式结构的传感器组合一起使用，当铁水罐轮重通过钢轨作用到各传感器上，塞入式传感器上测出的信号为W1，轨垫式传感器上测出的信号为W2。由于称重区内无其它旁路影响，因而使称重轨形成一个“复合式”称重结构，经技术处理和两类信号波形互补后合成的叠加重量W＝W1＋W2（见图2）。

（图2）

四、塞入式传感器在动态轨道衡中的作用

动态轨道衡就是因为有了塞入式传感器的加入所以才实现了不断轨的特性，具体塞入式传感器的作用有以下几点：

1. 实现不断轨的作用：

如图所示塞入式传感器的重量信号，随着被测车辆的车轮从外向称重区方向行驶时，该传感器会产生一个特殊的信号(负值的上升沿转为正的脉冲再转为正的下降沿)，而且该信号的大小与轮重的大小成线性关系，上升沿与轨垫传感器的正值上升沿正好可以抵消（称重区之外部分），下降沿与轨垫传感器的上升沿也正好叠加（称重区部分）。通过PC机对传感器信号波形的处理，这样我们就实现了不断轨结构的轨道衡类似与断轨式结构的轨道衡所具有断轨式原理，实现隔离与被轮重无关的相邻轮重的外力影响，从而实现被称车辆区域“全浮”的原理。

2. 实现判断车辆方向的作用：

在称量区的左右两端都安装有塞入式传感器，并且每个传感器的信号都是单独进入PC机，由于该传感器具有的特殊信号，当被测车辆的车轮从外向称重区方向行驶时，PC机就会通过检测是左边的传感器先有信号还是右边的传感器先有信号，这样就可以知道车辆是从哪个方向过来的，从而实现判断方向的作用。

3. 实现数车轮轴数的作用：

在动态轨道衡中我们要实现自动的过车计量，因此我们就需要知道被测车辆什么时候上衡台，什么时候下衡台，并且还要对车头和隔离车辆进行自动的剔除，这样就需要通过数车轮来进行判别，我们也是采用了塞入式传感器的特殊信号，每过一个车轮就会产行一个特殊信号（如图所示）。

4. 实现测量车辆车速的作用：

因为在称重区的左右两端都安装有塞入式传感器，这两端传感器的间距是固定的（设为L），我们只要记录每个车轮经过两端传感器的时间差（设为T）,那么车辆的行驶车速（设为V）就可以轻易的计算出来。V=L/T,L的单位是公里，T的单位是小时。

五、改造设计方案

结合静态轨道衡与动态轨道衡的原理，在基础、机械、电气方面进行如下的改动。

基础部分：现有称重区和过渡区的基础都不需工进行改动，但是动态轨道衡的过渡区比静态轨道衡的过渡区要求长，所以在两外侧需要各增加5米的水枕浇筑过渡区。（如图3）

机械部分：轨垫式称重传感器由原来的26改成22个（两头各去掉一个传感器），在去掉轨垫式传感器的位置安装特制钢枕垫。称重轨由原来的8m更换成12.5m的整轨，并且按图纸尺寸要求在称重轨上加工塞入式安装孔（见图3）。保护罩也可以利旧，只需要增加塞入式传感器的保护罩就要可以了。

（图3）

电气部分：静态轨道衡由称重传感器+数字式接线盒+称重仪表+工控机组成（见图4）；动态轨道衡将现有的数字式接线盒和称重仪表去掉，增加通道电源、采集通道、采集卡及工控机（含动态软件）（见图4）

（图4）

改造后的主要经济指标：

六、结束语

该改造项目应用最新的复合式不断轨动态轨道衡原理，该轨道衡具有的安全可靠、施工简单、无基坑、不断轨的特点，而且将两类不同结构的传感器结合在一起后所形成的一个“复合式”称重区，在计量性能方面能与传统的有基坑轨道衡相媲美。同时在对于大冲击应用条件下的稳定性、准确性、安全性、使用寿命以及抗冲击、抗振动、防爬轨等方面要比传统有基坑轨道衡都要高出一筹。优点是：1、减少了高炉铁水罐的运行数量，降低了公司在铁水罐运行上的成本；2、提高炼铁厂至炼钢厂之间的铁水计量效率，一罐铁水的计量对位时间由原来的3分钟左右缩短至1S左右；3、提高铁水入炉温度，减少炼钢工序发热剂使用成本，增加废钢加入量，降低铁水单耗；4、去掉了热装工对位的工作程序，减轻劳动强度。提高缺点是：1、在计量的准确度上要比静态轨道衡稍逊一筹；2、罐号识别率达不到99%，所以将来的持续改进目标还是在计量准确性和罐号识别率上。

作者简介

张明贵，男，出生于1981年，涟钢检修中心衡器作业区工作，长期从事电子衡器和仪表的维修和检定工作。

通讯地址：湖南省娄底市涟源钢铁集团有限公司检修中心

邮政编码：417009