废钢天车电磁吸盘轨道式称重
装置的研究与实践
云用英语怎么说首钢股份迁钢设备部缪明军，刘晓宇
杭州钱江称重技术有限公司顾增华
[摘要]废钢的天车配料计量设备的技术创新，突破了废钢抗砸秤不耐砸、故障率高、计量失准的技术瓶颈，将以往粗框的计量方式，转变为一步到位的计量模式，既能对每
一废钢品种的准确计量，又能对配料合成后的总重准确计量。通过解决废钢配料过程中的精
准计量、智慧计量，避免生产过程中的重复计量、避免重复投资，实现炼钢经济效益的最大
化、炼钢品质再提升的管理目标。
[关键词]废钢配料称重；废钢装载称重；电磁吸盘称重；天车秤；门式吊机称重；起重计量；物流装载计量；轨道车辆称重；轨道衡等
[中图分类号]T H715.1+93[文献标识码]B[文章编号]1003-5729(2020)05-0011-08
R earch and pract i ce of t rack w ei ghi ng devi ce of el ect rom agnet i c chuck of scrap st eelcrow n
A rt i cl e abst ract:The t echni cal i nnovat i on of t he cr ane bat chi ng and m easur i ng equi pm ent of scr ap st eel has br oken t hr ough t he t echni cal bot t l eneck of t he scr ap st eel ant i-bat t er i ng scal e,hi gh f ai l ur e r at e and m i sm easur em ent,and t r ansf or m ed t he pr evi ous m easur em entm et hod ofr ough f r am e i nt o a one-st ep m easur em ent m ode,whi ch can notonl y accur at el y m easur e each scr ap var i et y,but al so accur at el y m easur e t he t ot al wei ght of t he com posi t e bat chi ng.The m anagem ent goal of m axi m i zi ng t he econom i c benef i t of st eel m aki ng and i m pr ovi ng t he qual i t y of st eel m aki ng can be achi eved by sol vi ng pr eci and i nt el l i gent m easur em ent i n t he pr ocess of scr ap st eelbat t er i ng,avoi di ng r epeat ed m easur em entand i nvest m enti n t he pr oduct i on pr ocess.
K ey w ords:scr ap bat chi ng and wei ghi ng;scr ap l oadi ng and wei ghi ng;wei ghi ng of el ect r om agnet i c sucker;cr ane scal e;por t al cr ane wei ghi ng;l i f t i ng m easur em ent;l ogi st i cs l oadi ng m easur em ent;r ai lvehi cl e wei ghi ng;r ai lw ei ghbr i dge et c
1废钢计量设备改造前存在的问题
北京首钢股份迁钢废钢作业区，每年为炼钢提供废钢配料的装载量约360万吨，主要依靠16吨双梁天车，双60吨(120吨)天车、100吨地面基坑式抗砸电子秤、抓钢机等配套设备，对十余种不同料号的废钢配料与装载作业。
由于原有的有基坑抗砸电子秤经常失准、故障率高、日常维修耗时长、维护成本居高不下。原有配料间计量区域紧凑狭窄，遇有抗砸秤故障维修或生产繁忙时，待装废钢斗就会出现接龙式的等待和拥挤，严重制约了废钢配料作业，也给现场生产带来安全隐患。viper是什么意思
迁钢废钢厂曾对天车废钢配料计量设备进行过多次技术改造，一直没能获得较为理想的计量效果。为了突破炼钢前道工序计量难的困惑，迁钢公司决定由迁钢设备部牵头，联合杭州钱江称重技术有限公司共同参与研制——
—废钢天车电磁吸盘轨道式称重装置。
2天车配料计量的改造难点
熟悉钢铁冶金行业生产、设备、工艺、计量的专业技术人员都知道，要让废钢天车配料计量设备用的既准确、又稳定,
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自距离地面>5米高度，自重约0.1吨~4吨的废钢在自由落体装载过程中，给计量设备带来的巨大冲击力；如何使废钢装载配料的计量设备具有机动的计量性能，以缓解狭窄场地、计量设备不足、等待配料供应的三者矛盾；如何解决电磁吸盘释放轻质材料过程中，由于电磁吸盘退磁不净，给计量带来额外偏差的影响；如何解决废钢天车轨道称重装置在累加25次~45次之后产生的积累误差。如何区别和克服当起重大车及起重小车快速经过轨道接缝，受到冲击所产生的重量波动；如何选择能避免撒落的废钢不对计量设备带来损伤的最佳结构和方案；在天车电磁吸盘抖动、摆幅等动态装载工况下，如何选择能够确保快速、准确、安全计量的称重结构与称重控制系统之间的科学配置。
3废钢天车电磁吸盘轨道式称重装置主要技术参数(计量性能部分)
●称量范围:0t~20t(含电磁吸盘、起重小车自重);
●称量方式：静态整车(起重小车)计量，满足电磁吸盘动态工况下的计量;
●称量区：根据生产装载工艺确定称量区域;
●系统计量准确度:≤±0.5%FS;
(装满一个废钢斗的废钢重量约50吨，装满一个废钢斗的计量次数，视电磁吸盘吸取废钢品种的不同而不一，通常在25次~45次。系统计量准确度包含累加误差)。
●检定分度值:10kg；最小显示值1、2、5可选;
●计量稳定读数“确认”时间≤(3~5)s，计量“确认”成功提示;
●满足被称废钢在晃动摆度20度左右、电磁吸盘上下颠动等动态工况下，快速装车、准确计量的装载工艺;
●全数字式传感器自动修正角差，传感器故障报警;
●全自动对码，无需人工干预，即插即用;
●小车进入称量区成功、越界的提示与告警;
●兼顾起重设备超载限制安全报警、起重超
;
●天车电磁吸盘轨道式称重装置的过载能力200%;
●天车电磁吸盘轨道式称重装置，具有天车司机、地面指挥、生产调度之间的配料计划下达、装载配方及重量、去向、统计等等生产管理信息，实时传输、显示、签收交换的智能调度功能;●根据配料品名及重量计划，实现大车自动走行、定位到相应的废钢料池，杜绝废钢料号装载差错率(略)。
4天车电磁吸盘轨道式称重装置设计方案的确定
首钢迁钢公司专家组，经过对国内外有关起重计量或称重设备、轨道称重、特种计量设备的资料查新检索、组织各种方案的技术交流，根据废钢现场环境条件、配料计量工艺的要求、需要解决计量的性能、达到效果的需要，结合各种设计方案的利弊及应用效果的综合评审结果，优先选择集多项发明专利和获得国家级科研成果——
—不断轨动、静态轨道称重装置(结构图如图1所示)，作为废钢天车计量技术创新的基本骨架。
5天车电磁吸盘轨道式称重装置的创新措施
要把不断轨动静态轨道衡称重技术融于天车计量装置，成为完全适应废钢配料使用的计量装置，除了常规动静态轨道衡设计、安装、调试必须具备的技术要点之外，还专门采取了如下专项技术措施。
5.1选择全浮式轨道称重结构的发明专利技
图1天车电磁吸盘轨道小车称重结构示意
小车
大车钢梁
轨垫式传感器
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术，利用被称废钢及吸盘晃动、颤抖过程中，它们的重心不断发生变化，其合力没有发生改变，分力依旧通过起重小车的车轮作用于称重轨道上的特点。在遵循合理布置传感器的原则基础上，根据起重小车行走称量区域、轨型、起重小车配重分配、轮重参数，进行轨垫式传感器的设计布局，突破了配料场地狭窄、起重小车轴距不同、起重小车自身设备不对称的偏载等环境与技术条件的限制。实现被装或待装的废钢斗，只要在天车大、小车容许行驶到达的区域内，都能及时获得装载、卸载的计量，大大提高了配料与计量的工作效率。
5.2
根据原有起重设备的机械及轨道结构,
结合计量应用工况，对天车电磁吸盘轨道式称重装置采用多数量传感器的布局设计。通过定型设计传感器，尽可能保留原机械及轨道等部件不变，以利于在较短的检修时间内完成计量装置改造，现场安装如图2所示。
量身定制的称重传感器，具有良好的一致性，对这些正态分布(线性、滞后、重复性)特点的传感器集合后，与动态轨道衡的快速采样、数据处理、信号传输等技术，融入到天车电磁吸盘轨道式称重装置的控制系统，称重装置操作界面如图3所示。
5.3电磁吸盘经过n 次计量后的积累误差分super simple
析
通常装满一斗30吨~50吨的废钢，电磁吸盘
需要经过25次~45次的计量，累计误差是人们关注的焦点。为此，有必要加以分析，以消除对积累误差的顾虑。
假设：天车电磁吸盘的每次称量误差δ不超过0.5%，由于电磁吸盘的每次称重误差，主要来自于吸盘的颤抖和晃动，这种随机误差具有正态分布特征，因此其积累误差可通过下面公式计算。
天车电磁吸盘每次吸取废钢的重量为W ；假设：第n 次秤量为W n ，第n 次的称量误差为Δn ;
经天车电磁吸盘轨道式称重装置n 次计量后的废钢总重量为W ，总误差为Δ;
于是:ΔW =
Δ2
1+Δ2
2+…+Δ2
n
√done什么意思
W
为了便于分析，假设每次吸盘吸取废钢的重
量W n :
W n =W n ,W =nW
n
则:ΔW
=
Δ2
1+Δ2
2+…+Δ2
n
√
nW n
=Δ1nW 1
melody意思()2
+
Δ2
nW 2
()2
+…
Δn
nW n
(
)
2
√=
δ1n
()2
+δ2
tomboy
n ()2
pen是什么意思
+…+δn
n
()
2
√假设:δ1,δ2,…δn ≤0.5%，则有:
图3
天车电磁吸盘轨道式称重装置操作界面
图2
天车电磁吸盘轨道式称重装置结构改造现场
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Δ
W≤n δ1 n ()2√=δ1
n √=0.5%
n √
由此可见，由于天车电磁吸盘轨道式称重装置的检定误差，要比每次吸盘称量误差小的多，按照正常的天车装载、计量规范操作，电磁吸盘吸取废钢的单次计量误差≤±0.5%的依托下，加上对计量“确认”的时机和操作熟练程度的适当把握，装满总重W约50吨的废钢，经电磁吸盘合成的累计误差是可控的。
从长达几个月的试用和对计量数据的跟踪比对结果汇总分析来看，天车轨道称重装置在废钢配料过程中的积累误差，均在双方技术协议规定的可控范围之内。
5.4称重传感器，采用了研制单位所拥有的自主发明专利技术的二维测量技术，称重传感器输出的垂直力信号用于轮重计量；称重传感器输出的侧向力信号用于盲区对起重小车四轮定位引起的挤轨、轨距变化、扣件压板松紧、高空起重小车四轮对角距离等的车况监测。
5.5利用小车驶出称量区后产生负值信号与增加称重越界识别的激光传感器结合，既起到了防止司机操作起重小车进入盲区误计量、误“确认”的提醒告警，又起到防止小车越界撞击止挡器的机械、电子双保险的人性化安全管理作用。
5.6采用数字式称重传感器技术，一旦遇有故障能够得到及时提示信息，找到故障点的所在位置，减少了维护人员点检强度、也降低了维护成本。
5.7天车电磁吸盘轨道式称重系统，舍弃静态称重仪表作为常规配置的选择，采用动态快速采样的称重技术，目的是达到快速采样和对数据的快速处理。将实时采集到的真值重量信号，与由于天车大车、小车、电磁吸盘多向同时运行、加速、减速、轨道接缝、被吊废钢不规则形状重心不一等引起的颤抖、晃动、冲击、振动等波动的干扰信号，进行快速甄别、快速处理，满足从吸盘停止提升——
—计量“确认”(或从吸盘停止计量确认)的装载计量时间≤5s，减少司机等待计量稳定的作业时间。
5.8在电磁吸盘附近适当位置，增加了三维加速度辅助传感器，把获得的下降失重、提升加速、斜线提升加速走行数据，与实时采集的称重数据有机结合，为缩短系统判稳时间，起到辅助参考作用。
5.9利用准确度较高的实时计量数据，拓展应用于起重设备的超载限制报警装置，使天车安全报警装置的可靠性、灵敏性，得到了进一步的提升。
5.10制定严格的内控检验规程，在不作线性段修正的前提下，对每个检定段，增分别减感量砝码进行检验，使电磁吸盘在吸取轻质废钢薄片时的计量误差、累计误差最小化。
5.11通过采用天车轨道称重装置结构，不仅解决了不同厂家制造的天车型号、起重小车轴距、轨距、轨型、自重、走行速度等参数不一致，所带来改造难的技术问题，而且统一了天车所采用的计量结构、附件的一致性，达到了维护的便捷性、备品备件的一致性。
5.12天车箱型大梁扰度、吸盘不能快速释放磁性的机械与电气等遇到的问题，由迁钢进行专门的技术调整，以消除这些因素给计量带来额外的误差。
6天车称量区域传感器的内码值
6.12018.11.9废钢天车轨道称重装置，经安装轨道式专用传感器与称重轨道后，未做调试情况下测得的传感器内码值如表1所示。
6.22018.11.10用总重15.4t(小车自重5.4t，砝码10t)起重小车，对安装好的天车电磁吸盘轨道式称重装置的称量区进行压点，如图4所示，为便于观察记录，将小车自重5.4t作置零处理，压点记录如表2所示。
7试用中的计量数据比对
自2018.11.20-2019.1.23(不含春节前后阶段)全程跟踪收集数据265组，涉及装斗、卸车、倒运等不同品名的打包料和散装废钢。
265组的数据比对中，装车的数据225组、卸车的数据38组、倒运的数据2组，计量数据比对如表3
所示。. All Rights Rerved.
8检定验收(检定验收如图5所示)
表1
初装内码值
表2压点记录
表3
计量数据比对doubted
uuc装料净重量及卸车净重量在
30t
~52t 区间
。
电磁吸盘在装斗计量或卸车计量过程中的累加次数约在25次~48
次区间。
误差区间(kg )
组
数
误差分布比例(%)
备
注
0≤±503412.830废钢斗自重约30t ~32t不等。
发生物料撒落在外的情况，通常会超出误差范围。
±60≤±100
47
17.736
±110≤±1504918.491±160≤±2006223.396±210≤±2507026,415>250±400
3
1.132
图4称量区压点检验图5检定验收
. All Rights Rerved.忏悔节
