李永華，葛路飛，苗祝梅，宋向陽

（1.河鋼集團(tuán)邯鋼公司自動化部，河北 邯鄲 056015；2.河鋼集團(tuán)邯鋼公司設(shè)計院，河北 邯鄲 056015；3.河鋼集團(tuán)邯鋼公司邯寶煉鐵廠，河北 邯鄲 056015）

0 引言

燒結(jié)礦由返礦、混勻料、溶劑（生石灰、白云石）、燃料（煤粉、焦粉）等混合后燒制而成。在燒結(jié)的生產(chǎn)中，配料環(huán)節(jié)非常重要，配料秤系統(tǒng)故障率高，運(yùn)行不穩(wěn)定，配料量誤差大，會導(dǎo)致混合料成分不穩(wěn)定，燒結(jié)礦的成品率降低，返礦量大，直接影響燒結(jié)礦的產(chǎn)量和優(yōu)質(zhì)品率，甚至影響燒結(jié)系統(tǒng)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。要保證燒結(jié)系統(tǒng)中配料秤計量的準(zhǔn)確性和運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低配料秤系統(tǒng)的故障率至關(guān)重要。

河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司邯寶360 m2燒結(jié)有兩期配料秤系統(tǒng)，每期15 臺配料秤，所使用配料皮帶秤為成都光華配料秤，分為自校秤和非自校秤兩種。自校秤包括5 臺混勻料配料秤、4 臺溶劑配料秤（生石灰、白云石）、2 臺燃料配料秤，非自校秤包括2 臺返礦配料秤、2 臺除塵灰配料秤。配料秤為360 m2燒結(jié)機(jī)日常配料，24 h 運(yùn)行，集中在中控PLC 進(jìn)行啟停和配比控制。本文主要介紹光華配料秤在混勻料配料時的應(yīng)用情況。

1 光華配料秤簡介

1.1 結(jié)構(gòu)

光華配料秤在燒結(jié)的混勻料應(yīng)用中，采用中間倉預(yù)存料、拖料式配料秤，主要由硬件和控制系統(tǒng)組成。

硬件組成：預(yù)給料皮帶秤、預(yù)給料皮帶變頻器及電機(jī)、中間倉、配料秤架、配料秤皮帶變頻器及電機(jī)、2個稱重傳感器（并聯(lián)使用）、4 個倉重傳感器（并聯(lián)使用）、測速編碼器、信號隔離轉(zhuǎn)換器、頻率信號轉(zhuǎn)換器、繼電器和穩(wěn)壓電源等。

控制系統(tǒng)組成：西門子配料秤PLC 和觸摸顯示屏。PLC 包括CPU、通信模塊、模擬量輸入和輸出模塊等。

1.2 工作原理

1.2.1 中間倉料位控制

物料存于儲料大倉中，通過預(yù)給料皮帶把料下到中間倉中，中間倉的料斗直接坐在配料秤上，倉重傳感器輸出一個與受力大小成正比例關(guān)系的mV 信號，經(jīng)信號隔離轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為mA 信號，輸入到配料秤PLC 中，經(jīng)過運(yùn)算后，可以得到中間倉的實際料位，將其與中間倉的料位設(shè)定值相比較，根據(jù)偏差值輸出4～20 mA DC 調(diào)節(jié)信號給預(yù)給料皮帶電機(jī)變頻器，據(jù)此控制電機(jī)，調(diào)節(jié)預(yù)給料皮帶的轉(zhuǎn)速，使中間倉的料位與設(shè)定值基本保持一致[1]。

1.2.2 配料量控制

由中控PLC 設(shè)定控制配料流量值并發(fā)出配料秤啟動信號，配料秤皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)。皮帶上的物料通過稱重托輥?zhàn)饔迷诜Q重傳感器上，稱重傳感器輸出一個與受力大小成正比例關(guān)系的mV 信號，通過頻率信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成頻率信號，和測速滾筒帶動測速編碼器輸出的速度脈沖信號一起輸入到配料秤PLC 中，進(jìn)行運(yùn)算后得到配料秤的瞬時流量。將瞬時流量與設(shè)定流量相比較，根據(jù)偏差值，輸出4～20 mA DC 調(diào)節(jié)信號給配料秤皮電機(jī)帶變頻器，據(jù)此控制電機(jī)，調(diào)節(jié)配料秤皮帶的轉(zhuǎn)速，使瞬時流量與設(shè)定流量基本保持一致[2-3]。

光華配料秤工作原理方框圖如圖1 所示。

圖1 配料秤工作原理方框圖

2 燒結(jié)配料中配料秤常見故障及處理

2.1 常見故障1

配料秤的中間倉料位波動，預(yù)給料皮帶電機(jī)頻繁啟停，甚至變頻器跳停，中控?zé)o法再次自動開啟，需要檢修人員對配料皮帶電機(jī)變頻器進(jìn)行復(fù)位，影響配料。

故障原因分析：

1）外力影響。現(xiàn)場有人在附近作業(yè)，偶爾讓秤架受力一下，使倉重傳感器受力加大，中間倉的料位高，實際中間倉的存料量就會降低一些；作業(yè)人員離去后，秤架又卸力，使倉重傳感器受力減小，中間倉的料位又恢復(fù)到正常，使倉重傳感器輸出信號波動，造成中間倉料位波動。

2）倉重傳感器壓料、卡蹭、供橋電壓、線纜破損等原因?qū)е缕漭敵鲂盘柈惓?，造成中間倉料位波動。

3）倉重傳感器故障，輸出信號有時正常，有時異常，造成中間倉料位波動。

4）信號隔離轉(zhuǎn)換器故障，輸出信號有時正常，有時異常，造成中間倉料位波動。

5）中間倉料位控制的調(diào)節(jié)比例系數(shù)設(shè)置設(shè)定過小，導(dǎo)致預(yù)給料皮帶電機(jī)的變頻器調(diào)節(jié)過慢，當(dāng)料位測量值低于或高于設(shè)定值時，調(diào)節(jié)達(dá)到設(shè)定值的時間過長，導(dǎo)致變頻器低頻率運(yùn)行時間過長，啟動時頻率較低，電機(jī)的變頻器電流大。過大電流或持續(xù)時間長會超過設(shè)定保護(hù)上限，導(dǎo)致預(yù)給料皮帶電機(jī)的變頻器保護(hù)停機(jī)。

處理方法：檢修人員和作業(yè)人員、崗位人員做好溝通，作業(yè)時盡量避免觸碰到正在運(yùn)行中的配料秤；清理倉重傳感器和秤架上的積料、更換供橋電源、用絕緣膠布和防水膠布對破損的線纜進(jìn)行包扎恢復(fù)；更換倉重傳感器；更換信號隔離轉(zhuǎn)換器；將中間倉比例系數(shù)設(shè)置值調(diào)大，縮短中間倉料位實際值到達(dá)設(shè)定值的時間，減少變頻器低頻率運(yùn)行時間。

2.2 常見故障2

中間倉溢料，造成配料秤停用。

故障原因分析：中間倉零點(diǎn)跑了，設(shè)定值過大；倉重傳感器故障，其輸出信號特別小或變化不靈敏；信號隔離轉(zhuǎn)換器故障，輸入信號和輸出信號不一致，且輸出信號大大小于輸入信號；線路故障。這些原因?qū)е聜}重傳感器輸出信號小，達(dá)不到料位設(shè)定值，預(yù)給料皮帶就一直下料，從而導(dǎo)致中間倉溢料。

處理方法：檢查中間倉空倉時料位顯示，手動下半倉料看中間倉料位變化情況，若空倉時，料位為負(fù)，需對中間倉除皮。若料位變化正常，只是料位過高，調(diào)整中間倉料位設(shè)定值即可；若中間倉空倉或帶料過程中料位顯示異常，檢查倉重傳感器的輸出信號，對信號異常的倉重傳感器進(jìn)行更換；更換信號隔離轉(zhuǎn)換器；修復(fù)線路故障。

2.3 常見故障3

配料皮帶秤上料流不成型或斷料，導(dǎo)致配料秤速度加大，超過正常值，配料秤瞬時量達(dá)不到給定量。

故障原因分析：中間倉黏料多，中間倉料位設(shè)定值不變，導(dǎo)致中間倉的存料量降低；倉重傳感器故障，其輸出信號遠(yuǎn)大于正常值；信號隔離轉(zhuǎn)換器故障，其輸出信號遠(yuǎn)大于正常值；儲料大倉下料不順暢。

處理方法：清理中間倉的黏料；黏料不多的情況下，可以暫時不清料，通過提高中間倉料位的設(shè)定值，加大存料量；更換倉重傳感器；更換信號隔離轉(zhuǎn)換器；及時使用振動器，以使儲料大倉順暢下料。

2.4 常見故障4

配料秤瞬時量波動大，導(dǎo)致其配料精度誤差大。

故障原因分析：測速滾筒的扣瓦松動、滾筒扣瓦輸出軸和測速編碼器之間聯(lián)軸節(jié)松動，導(dǎo)致測速編碼器打滑、丟轉(zhuǎn)，其輸出脈沖時大時小，使配料秤瞬時量波動大；測速編碼器故障，輸出信號存在波動現(xiàn)象；中間倉下料量存料少，導(dǎo)致下料不穩(wěn)定，忽大忽小，料流不成型，達(dá)不到配料秤流量設(shè)定值，皮帶速度超過正常值；稱重托輥黏料或軸承壞，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)動不靈、上下跳動，使稱重傳感器輸出信號波動；稱重傳感器安裝處有卡蹭的地方，使稱重托輥在轉(zhuǎn)動時存在沒有完全把力施加在稱重傳感器上的情況；稱重傳感器故障，輸出信號波動；信號隔離轉(zhuǎn)換器故障，輸出信號存在波動的現(xiàn)象。

處理方法：首先確認(rèn)是否是由測速信號故障引起的測量值波動，現(xiàn)場進(jìn)行手動操作，中間倉不下料，空開皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，查看速度脈沖信號是否穩(wěn)定，若速度脈沖信號顯示波動，則查看測速滾筒扣瓦是否松動、測速編碼器和滾筒扣瓦輸出軸之間的聯(lián)軸節(jié)是否松動，及測速編碼器是否存在打滑、丟轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，若有，緊固扣瓦、更換聯(lián)軸節(jié)；若硬件均正常，進(jìn)一步檢查測速編碼器輸出信號是否正常，若不正常，更換測速編碼器；若測速信號正常，進(jìn)一步排查稱重傳感器問題。若是配料秤皮帶上料流不成型引起的波動，按常見故障3進(jìn)行處理；如果稱重托輥上有黏料，須清理掉；如果軸承壞，須更換稱重托輥；去除稱重傳感器安裝處卡蹭的東西；更換稱重傳感器，以保證其輸出信號正常；更換信號隔離轉(zhuǎn)換器故障，以保證其輸出信號正常。

2.5 常見故障5

若現(xiàn)場配料秤配料量下得多或下得少，但中控顯示瞬時流量（設(shè)定流量）正常，導(dǎo)致配料秤計量誤差大。

故障原因分析：皮帶跑偏，導(dǎo)致稱重傳感器受力加大，輸出信號大，配料秤就會降低配料量，以使配料秤瞬時流量與設(shè)定流量保持一致；由于各種原因，導(dǎo)致一側(cè)或兩側(cè)稱重托輥高度降低，使稱重托輥受力減小，配料秤就會加大配料量，以使配料秤瞬時流量與設(shè)定流量保持一致；稱重托輥、耳板、變徑支撐桿或稱重傳感器有卡蹭的地方，導(dǎo)致稱重傳感器受力加大或減小，就會導(dǎo)致其輸出信號變大或變小，配料秤為保持瞬時流量與設(shè)定流量一致，就會減少或加大配料量；變徑支撐桿彎曲變形，導(dǎo)致耳板和秤架靠在一起，稱重傳感器的受力就會減小，輸出信號也會降低，配料秤為保持瞬時流量與設(shè)定流量一致，也會導(dǎo)致實際配料量加大；稱重傳感器故障或空載時，輸出信號不回零；有負(fù)載時，靈敏度低，輸出信號比輸入信號小很多[4]；信號隔離轉(zhuǎn)換器故障，輸出信號比輸入信號大或者小，配料秤為保持瞬時流量與設(shè)定流量一致，會導(dǎo)致實際配料量減少或加大。

處理方法：對皮帶進(jìn)行糾偏，可以給配料秤安裝糾偏裝置和皮帶張緊裝置，以防止皮帶跑偏；恢復(fù)稱重托輥的高度，重新校準(zhǔn)皮帶秤零點(diǎn)，并進(jìn)行鏈碼校秤或?qū)嵨飿?biāo)定；去除稱重托輥、耳板、變徑支撐桿或稱重傳感器卡蹭的東西；更換變徑支撐桿，重新校準(zhǔn)皮帶秤零點(diǎn)，并進(jìn)行鏈碼校秤或?qū)嵨飿?biāo)定；更換稱重傳感器，重新校準(zhǔn)皮帶秤零點(diǎn)，并進(jìn)行鏈碼校秤或?qū)嵨飿?biāo)定；更換信號隔離轉(zhuǎn)換器[5]。

2.6 常見故障6

配料秤皮帶上有料，中控顯示配料量為0。

故障原因分析：測速編碼器故障或聯(lián)軸節(jié)故障，導(dǎo)致速度信號輸出為0；稱重傳感器故障，稱重信號輸出為0；信號隔離轉(zhuǎn)換器或頻率信號轉(zhuǎn)換器故障，導(dǎo)致其信號輸出為0。

處理方法：更換測速編碼器或聯(lián)軸節(jié)；更換稱重傳感器；更換信號隔離轉(zhuǎn)換器或頻率信號轉(zhuǎn)換器。

2.7 常見故障7

中控PLC 發(fā)出“啟動”信號后，配料秤無法啟動。

故障原因分析：配料秤就地操作箱轉(zhuǎn)換開關(guān)在“就地”位置，使配料秤無法接受遠(yuǎn)程控制；電氣設(shè)備故障，導(dǎo)致中控PLC 無法發(fā)出“啟動”信號；繼電器故障。

處理方法：測量配料秤PLC 柜內(nèi)“備妥”DI 信號和“啟動”DO 信號是否正常，若DI 信號和DO 信號正常，查看“備妥”和“啟動”繼電器是否動作，若不動作，更換繼電器；若DI 信號不正常，通過中控PLC 程序查看“無法給出配料秤啟動信號”的原因，排查配料秤就地操作箱轉(zhuǎn)換開關(guān)是否在“自動”位置、電氣設(shè)備信號是否正常，并予以處理。

3 配料秤日常維護(hù)

定期對配料秤進(jìn)行點(diǎn)檢：根據(jù)中間倉黏料情況，及時清理；皮帶掉下的料要及時清理，以免將倉重傳感器和秤的下梁埋??；皮帶是否跑偏和黏料；倉重傳感器的球頭受力頂面與傳感器之間有無雜物；稱重托輥轉(zhuǎn)動是否靈活，高度是否變低，稱重傳感器是否有卡蹭，變徑支撐桿是否彎曲變形，稱重托輥、耳板有無傾斜，限位螺絲是否自由松動；測速編碼器和測速滾筒的輸出軸是否同心，是否有丟轉(zhuǎn)的現(xiàn)象；觸摸屏上顯示的配料秤皮帶速度、稱重載荷、預(yù)給料和配料秤皮帶電機(jī)的變頻器輸出信號等是否與實際情況大致相符。

定期對配料秤進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定及鏈碼或?qū)嵨飿?biāo)定，如果誤差大，及時排查原因，以保障配料秤計量的準(zhǔn)確度。

4 結(jié)語

燒結(jié)配料皮帶秤是一種動態(tài)物料稱量設(shè)備，使用頻次多，故障或稱量誤差大，直接影響著燒結(jié)礦的產(chǎn)量和成品率，對生產(chǎn)成本也有很大的影響。掌握配料秤的結(jié)構(gòu)、原理和常見故障排除方法，加上日常維護(hù)、定期校秤，定能為燒結(jié)的正常生產(chǎn)提供有力的保障。