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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一次或工序人員反映誤差大時就進行校準。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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