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 1 引言

某公司分公司于 2005 年底建成投產(chǎn)，屬“國際一流、國內(nèi)領(lǐng)先”的鉛、鋅金屬冶煉企業(yè)，年產(chǎn)主產(chǎn)品電鉛、電鋅 20 多萬噸。其中鋅冶煉系統(tǒng)的工藝流程是將硫化鋅精礦通過沸騰爐焙燒脫硫后變成碚砂，利用稀硫酸將碚砂中的鋅浸出進入溶液，溶液經(jīng)過處理后變?yōu)橹薪锨逡?，中浸上清液?jīng)過凈化工藝除去銅、鎘、鈷、鎳、鍺等有害的雜質(zhì)元素后成為新液，合格的新液經(jīng)過電解后得到最終產(chǎn)品鋅片。在凈化工藝過程中是靠向中浸上清液加入鋅粉，利用鋅元素的化學(xué)特性置換出溶液中的其它元素，達到除去有害的雜質(zhì)元素目的，加入鋅粉的量根據(jù)理論公式計算和經(jīng)驗修正得到，然后靠定量給料機進行計量控制。鋅粉加少了達不到除去有害雜質(zhì)元素的期望值，得不到合格的新液；鋅粉加多了造成浪費。因此，定量給料機的計量準(zhǔn)確性非常重要。

 

2 DEL 型定量給料機的工作原理

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

DEL 型定量給料機的秤體采用 2 個十字簧片做支點、一個懸臂梁式稱重傳感器和帶平衡重的單桿式承載器結(jié)構(gòu)；托輥間距 200mm （槽型角為零的單個平托輥）；測速采用接近開關(guān)和變頻電機上安裝的齒輪盤配合做測速傳感器；儀表采用德國 SCHENCK PLUS 儀表；動力部分采用變頻電機和西門子 420 變頻器作驅(qū)動。

2.2 稱重控制原理

鋅粉的重量通過皮帶傳遞到稱重托輥，再由杠桿機構(gòu)傳遞給稱重傳感器。皮帶的速度由接近開關(guān)發(fā)出脈沖電壓頻率確定，每當(dāng)接近開關(guān)與變頻電機上安裝的齒輪的齒頂接觸一次就發(fā)出一個脈沖電壓，脈沖電壓頻率越高代表皮帶速度越高。稱重傳感器的毫伏信號和接近開關(guān)的脈沖電壓信號經(jīng) SCHENCK PLUS 儀表處理和積分運算得出皮帶上鋅粉的瞬時流量和累積量。

2.3 控制原理

需要定量輸送的鋅粉裝在料倉里，料倉的底部為圓錐體，在圓錐體的鋅粉輸送方向上有一個開口，料倉里的鋅粉直接壓在定量給料機的輸送皮帶上，皮帶運行時直接將鋅粉從開口處帶出，也就是說一般情況下皮帶的單位長度載荷是恒定的。定量給料機運行時儀表將實際的瞬時流量與設(shè)定量進行比較得出偏差值，根據(jù)此偏差值得出控制輸出值應(yīng)有的變化值控制變頻調(diào)速器，再由變頻調(diào)速器控制電機轉(zhuǎn)速來改變皮帶的速度，從而使實際流量趨近于設(shè)定值，實現(xiàn)定量給料的目的。

 

3 DEL 型定量給料機的缺陷

3.1 稱量段問題

定量給料機稱量段只有 0.2m，稱量段太短導(dǎo)致計量精度受皮帶張力影響太大。按廠家對電子皮帶秤的計量誤差定義：稱量段長度 4.8m 的計量誤差為 0.5%；稱量段長 度 2.4m 的計量 誤差為1%，有些廠家自稱誤差 0.25%的，其稱量段長度大于 10m，由此推論定量給料機的線性誤差大于10%，我們分別用 20kg/m 和 10kg/m 的鏈碼驗證的結(jié)果是線性誤差大于 5%。

3.2 鋅粉潑灑的問題

由于鋅粉粒度小 （大于 100 目），流動性好，當(dāng)向料倉里加鋅粉時，會有大量鋅粉從出口處噴灑；在皮帶運行過程中又會有鋅粉潑灑粘接托輥、平衡重、十字簧片、稱重傳感器；現(xiàn)場有蒸汽導(dǎo)致鋅粉粘接皮帶，這些因素會使皮重發(fā)生變化。鋅粉粘接托輥導(dǎo)致受力點變化和使托輥轉(zhuǎn)動不靈活或不轉(zhuǎn)動；粘接稱重傳感器導(dǎo)致稱重傳感器不能自由形變，皮帶跑偏、糾偏及溫度變化導(dǎo)致皮帶張力改變等都會帶來計量誤差。

3.3 近 3 年的檢定情況

凈化工序共計使用 7 臺定量給料機，每年檢定一次，期間對使用量大的至少每月校準(zhǔn)一次或工序人員反映誤差大時就進行校準(zhǔn)。2012 年的檢定情況是：零點誤差在 -29.9%～79.1%之間、稱量誤差在 -12.1%～18.5%之間；2013 年的檢定情況是：零點誤差在 -3.6%～28.8%之間、稱量誤差在-20.1%～12.5%之間；2014 年的檢定情況是：零點誤差在 -65.8%～34.7%之間、稱量誤差在 -24.2%～18.7%之間。這樣大的誤差遠遠超過了工藝控制的允許范圍，給工藝控制和生產(chǎn)成本帶來了嚴重的影響。

 

4 不利影響

4.1 對工藝控制的影響

鋅粉投多了是浪費，投少了影響工藝控制質(zhì)量；使工藝技術(shù)人員無法對工藝參數(shù)進行精確控制，對理論和經(jīng)驗易造成誤判，無法從經(jīng)驗上升到理論高度。

4.2 對生產(chǎn)成本的影響

由于定量給料機誤差太大，工藝技術(shù)人員只有靠多投鋅粉來規(guī)避風(fēng)險，避免生產(chǎn)出不合格的新液造成返工。凈化工序每年消耗鋅粉在 4000t 以上，保守估計至少多投了 10%的鋅粉，即每年浪費了至少 400t 鋅粉，價值 600 萬元以上。

4.3 對生產(chǎn)環(huán)境的影響

由于鋅粉產(chǎn)生噴灑和潑灑，污染了生產(chǎn)環(huán)境，給清潔文明生產(chǎn)帶來了很大的不利影響，給崗位操作人員帶來了極大的麻煩。

 

5 改進思路

針對定量給料機存在的問題，多年來我們一直在思考改進的辦法，一是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進行技術(shù)改造，例如使用帶裙邊的皮帶 （消除擋料板帶來的問題和避免鋅粉潑灑）、在出料口增加緩沖裝置 （避免鋅粉噴灑），但都覺得是治標(biāo)不治本；二是尋找替代定量給料機的新型測量設(shè)備。經(jīng)過不懈的努力，最終找到了合適的測量設(shè)備———失重秤，于是購置安裝了 2 臺失重秤。

 

 

 

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