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
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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:
- 智能化集成:与工业互联网、数字孪生技术融合,实现原料重量数据与高炉炉温模型的实时联动分析,为配料优化提供预测性支持;
- 耐高温技术升级:开发耐 1200℃以上高温的陶瓷基敏感材料,适应高炉炉顶高温环境下的长期稳定测量;
- 振动抗干扰优化:通过智能算法补偿高炉加料时的机械振动影响,进一步提升动态称重精度。
这些技术演进将推动高炉原料称量向更智能、更精准的方向发展,在保障钢铁质量、降低冶炼能耗中持续发挥核心作用,为冶金行业绿色化、智能化转型提供关键技术支撑。
称重传感器
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