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通過雷達液位計智能控制定量裝車鐵水液位測量中的應用

日期：2018-08-16 來源：作者：

[ 摘要 ] 隨著冶金行業高爐大型化的發展，高爐 - 轉爐界面也實現了“一罐到底”的生產工藝，節省了能源、降低了生產成本、延長了鐵水罐的使用壽命，但一罐到底的模式存在無法準確控制高爐鐵水的出鐵量的問題，從而給轉爐冶煉過程操作及出鋼合金化帶來一定難度，另外，如果鐵水罐車周轉時間過長，容易造成鐵水罐大量結鐵。這就要求高爐鐵水注入鐵水罐后，要盡快完成秤量并運輸至轉爐工序，本文介紹的智能控制定量裝車鐵水液位計，實現了精準控制鐵水量、快速周轉的要求。

一、概述

隨著冶金行業高爐大型化的發展，高爐 - 轉爐界面也實現了“一罐到底”的生產工藝，節省了能源、降低了生產成本、延長了鐵水罐的使用壽命，但一罐到底的模式存在無法準確控制高爐鐵水的出鐵量的問題，從而給轉爐冶煉過程操作及出鋼合金化帶來一定難度，另外，如果鐵水罐車周轉時間過長，容易造成鐵水罐大量結鐵，這就要求高爐鐵水注入鐵水罐后，要盡快完成稱量并運輸至轉爐工序。

智能控制定量裝車鐵水液位計安裝在高爐出鐵口下面的線路上，當鐵水罐車駛上衡器，并到位停止后，高爐出鐵口即開始往鐵水罐里注入鐵水，軌道衡實時進行稱重，并將重量值顯示在室外的 LED 大屏幕上，配合雷達液位計，大屏幕上同時顯示鐵水罐中鐵水的液位位置，當液位到達設定值時，即進行聲光報警提示，控制裝車量，待鐵水灌裝到設定值，即停止灌裝，同時顯示出zui終的重量值和液位置。稱量結束后，鐵水罐車即可駛離軌道衡，運輸至轉爐進行煉鋼作業。在整個過程中，鐵水罐運輸車是不需要移動的，整個過程是連續的、高效的，節省了周轉的時間，實現了定量裝車和準確稱重，確保了作業的安全性和可靠性。

二、結構組成及技術參數

（一）結構組成

智能控制定量裝車鐵水液位計主要包括稱重軌道衡、雷達液位計（LD91高頻雷達液位計）、智能控制終端、智能識別系統、滾動大屏幕顯示系統、聲光報警系統等部分。

（1）稱重軌道衡作為定量裝車鐵水液位計的稱重部分，采用靜態整車計量的方式，稱重計量精度高，操作方便。軌道衡秤體采用組合秤臺形式，可以滿足不同車型、不同軸距鐵水罐車的稱量，當稱量大噸位長軸距鐵水罐車時，采用（A+B） +（A″+B″ ）組合的方式，其中 A+B 秤臺可以實現前轉向架的計量，A″+B″秤臺進行后轉向架的計量，組合起來實現整車計量，前后秤臺中間采用混凝土結構，節省了鋼材，降低了費用；當稱量小噸位、小軸距車輛時，采用 B+B″秤體的方式，其中 B 秤臺實現前轉向架計量，B″秤臺實現后轉向架的計量，組合起來實現整車計量，可避免了小噸位車輛的牽引車駛入秤臺，導致稱量不準。結構示意圖如圖 1 所示：

秤體臺面鋪設耐火磚及耐火沙，防止鐵水外溢時對秤體的損壞，在秤體外側配有防飛濺防塵板，可以方便快捷的清除飛濺物，充分保護軌道衡秤體。

（2）為確保鐵水罐中鐵水的液位準確可靠，系統配置了雷達液位計，形成了直接測量和間接測量（軌道衡稱重）互為冗余的方式，解決了灌注的高溫鐵水密度不恒定且有大氣泡，通過稱重重量計算的液位不能保證鐵水外溢的安全管理的要求，實現鐵水的精準控制和液位的測量，實現了系統的安全性和可靠性。

（3）智能控制終端具有稱重計量、車號包號自動識別、大屏幕顯示輸出、聲光報警輸出、罐車擺放到位反饋、定量裝車數據采集等功能，可實現軌道衡的智能控制。智能控制終端使用觸摸屏顯示并操作，操作靈活方便，同時配備操作按鈕，保障應急使用。

（4）智能識別系統包括車號識別系統和包號識別裝置，采用 RFID 技術，通過射頻信號自動識別鐵水罐運輸車的車號、鐵水罐的包號，解決了車、罐分離的問題，根據生產管理系統提供的鐵水灌裝和運輸計劃提供的罐容量、灌裝量等信息，在計量和灌裝過程中通過軌道衡實時動態監測鐵水量，出現異常時及時報警，并根據異常級別進行停止灌裝、聲光警示等控制，防止欠量、超量、異常等情況，保障鐵水灌裝過程可監管，做到系統安全、可靠。

（5）滾動大屏幕系統可實時顯示鐵水罐的毛重、皮重、凈重信息，并伴有語音報警，信息顯示在顯示屏上（字或數值），并播放聲音。報警信息包括毛重超重、凈重超重、皮重超標報警和出鐵 80%和出鐵 90%預警，并算出出鐵流速和剩余出鐵時間，各種報警信息的設置均可配置。

（二）系統主要技術參數指標：

（1） zui大稱量：600t；

（2）稱量方式：靜態整車計量；

（3）安全載荷：150%；

（4）計量精度：中準確度級；

（5）定量裝車精度：±0.1‰FS；

（6）稱量對象：鐵水罐車，同時滿足多種不同軸距的車型。

三、系統原理框圖及工作流程

（1）原理框圖如圖 2 所示：