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高炉原料称量关键环节称重传感器的精细控制与冶金价值

时间：2025-05-31 阅读：5439

在冶金行业，高炉原料称量环节作为钢铁冶炼的起始工序，其计量精度直接影响高炉炉温稳定性、铁水成分均匀性与冶炼效率。随着钢铁生产向大型化、智能化发展，传统机械秤或粗放计量方式已难以满足高炉精准配料需求。称重传感器凭借精确测量炉料重量的能力，在高炉原料称量环节中扮演着关键角色，成为保障钢铁质量、提升冶炼效率的重要技术支撑。

称重传感器的技术原理与类型特性

称重传感器的工作原理基于物理效应的精密转换，常见的应变片式称重传感器应用广泛。其核心结构包括弹性元件、应变片和信号处理电路：当炉料重量作用于弹性元件时，元件产生微小形变，粘贴的应变片随形变改变电阻值，通过惠斯通电桥转化为电压信号，经放大、滤波等处理后，输出与重量成正比的电信号，实现精准测量。不同类型的传感器在测量范围和精度上各有差异，但均致力于为称量环节提供可靠数据 —— 其测量精度可达 ±0.5% FS，响应时间控制在毫秒级，能适应冶金车间高温、粉尘、振动等严苛工况。

从类型来看，称重传感器主要分为应变片型和电磁力平衡型：

应变片型通过张力与压缩应变片按特定电桥方式连接，外力作用下电阻值改变量与重量成正比；

电磁力平衡型利用电磁力与被测力平衡原理，通过检测电流或电压实现高精度测量，稳定性更强。在外型结构上，针对冶金需求，传感器多采用柱式、轮辐式等设计，并配备耐高温防护外壳，以适配高炉料仓、称量斗等设备的安装需求。

称重传感器在高炉原料称量中的核心应用

铁矿石精准配料场景的应用实践

铁矿石作为高炉冶炼的主要原料，其称量精度直接影响铁水含碳量与杂质控制。传统皮带秤受物料堆积密度波动影响，误差较大；而称重传感器集成于高炉料仓下方，实时监测铁矿石重量变化：当重量接近预设值时，系统自动由皮带机快速给料切换为振动给料机精细补料，确保配料精度。某钢铁企业引入该技术后，铁矿石称量误差从 ±3% 降低至 ±1% 以内，铁水含硅量波动范围缩小 40%，显著提升了后续炼钢工序的稳定性。

焦炭与熔剂的动态计量优化

焦炭作为高炉的热源与还原剂，其用量精准度影响炉温控制；石灰石等熔剂的添加量则关系到炉渣碱度调节。称重传感器应用于焦炭称量斗与熔剂料仓，通过动态称重技术实时追踪物料重量：当焦炭输送皮带因打滑导致流量异常时，传感器立即将信号反馈至 PLC 系统，自动调节皮带转速；熔剂则通过微量称重模块实现克级精度控制。某大型钢厂应用后，焦炭计量精度提升 30%，熔剂添加误差控制在 ±0.5%，炉渣碱度合格率从 85% 提升至 96%，减少了因配料偏差导致的炉况波动。

高炉喷吹煤粉的在线监测

在高炉喷吹煤粉环节，煤粉流量的稳定控制直接影响燃烧效率与能耗。称重传感器安装于煤粉仓支撑结构，实时监测仓内煤粉重量变化，并结合喷吹压力数据计算实时流量：当煤粉仓重量下降速率异常（如每分钟变化超过预设值），系统自动调整喷吹氮气压力，确保煤粉均匀输送。某钢铁基地采用该技术后，煤粉喷吹量波动幅度缩小至 ±2%，吨铁煤耗降低 8kg，年节约成本超千万元。

行业应用现状与未来发展趋势

从当前冶金行业高炉原料称量环节对称重传感器的应用来看，其具备测量精度高、环境适应性强等优势，有效满足了高炉冶炼对配料稳定性的严苛需求。展望未来，随着智慧钢厂建设推进，称重传感器将朝着三大方向演进：