介紹髙溫稱(chēng)重傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合和選用特性,簡(jiǎn)述髙溫稱(chēng)重傳感器的正確選擇與保 護(hù)措施。

在我國(guó)大型鋼鐵企業(yè)中，煉鐵廠和煉鋼廠的生產(chǎn)對(duì)象主要是高溫的鐵水和鋼水，魚(yú)雷耀車(chē)、混鐵爐、鐵水包、鋼水包、鋼包吊車(chē)、 中間包、澆注鋼包，真空冶煉鋼包都是儲(chǔ)運(yùn)高 溫鐵水和鋼水的容器和運(yùn)輸工具。為了適應(yīng) 工藝制作和經(jīng)濟(jì)考核的需要，煉鐵廠和煉鋼 廠都需要對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)中的高溫鐵水和高溫鋼水進(jìn) 行在線稱(chēng)量。同時(shí)，根據(jù)各鋼鐵企業(yè)的工藝 設(shè)備和生產(chǎn)特點(diǎn)，鐵水和鋼水稱(chēng)量測(cè)控點(diǎn)的 位置不同，但卻有一個(gè)共同的應(yīng)用工況特點(diǎn)， 即需要在高溫環(huán)境下進(jìn)行稱(chēng)重作業(yè)。高溫稱(chēng) 量裝置的表面溫度一般可達(dá)200T以上，所 以，對(duì)于上述高溫鐵水和鋼水的在線稱(chēng)量，必 須使用能在高溫環(huán)境下工作的電子秤。目前 我國(guó)鋼鐵企業(yè)冶煉生產(chǎn)過(guò)程中主要使用的耐 高溫電子秤有:高爐出鐵口鐵水液面計(jì)、轉(zhuǎn)爐 混鐵爐軌道衡、煉鋼連鑄機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)鋼包秤、精 煉爐、真空冶煉爐車(chē)載鋼包秤、中間鋼包秤、 鋼包行車(chē)秤、鋼軌式鋼包秤、軸計(jì)量式車(chē)載鋼 包秤和箱式高溫料斗秤等等。高溫環(huán)境下工 作的電子秤除了稱(chēng)量裝置上要根據(jù)主體工藝 設(shè)備形狀、規(guī)格和特殊技術(shù)要求作專(zhuān)門(mén)的設(shè) 計(jì)外，關(guān)鍵是必須使用能在高溫下穩(wěn)定工作 的250T高溫稱(chēng)重傳感器（同時(shí)，也必須提供 適用于高溫環(huán)境的各種附件和稱(chēng)重顯示儀 表，例如：高溫電纜、限位附件、大屏幕顯示 器、重量變送器、稱(chēng)重顯示控制器、信號(hào)箱或 無(wú)線接收和發(fā)射機(jī)等）。

近年來(lái)，隨著我國(guó)煉鋼、連鑄生產(chǎn)工藝技 術(shù)的發(fā)展，隨著鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗降成本的 內(nèi)部管理加強(qiáng)，煉鋼工藝稱(chēng)重系統(tǒng)的作用也 越來(lái)越重要，例如，連鑄工藝要求連續(xù)不斷地 進(jìn)行作業(yè)，所以要求兩個(gè)鋼包交替注人，使中 間鋼包的鋼水能源源不斷地注人連鑄口。因 此，連鑄工藝裝備必須有中間包作為儲(chǔ)庫(kù)，同 時(shí)，又要求隨時(shí)檢控大包的液位，在溶渣層尚 未到達(dá)水口前，即關(guān)閉水口移開(kāi)工作鋼包，隨 即開(kāi)始第二只鋼包的澆注作業(yè)。從這一過(guò)程 中不難看出，實(shí)行連鑄作業(yè)必須有大包電子 秤和中間包電子秤進(jìn)行工藝檢控，其中大包 電子秤用來(lái)計(jì)量注人鋼水重量，檢控鋼水液 位。中間包電子秤用來(lái)檢控中間包鋼水儲(chǔ)庫(kù) 的鋼水液位。

在煉鋼、連鑄的高溫作業(yè)狀態(tài)下，為保證 大包、中間包電子秤的準(zhǔn)確稱(chēng)量，首先必須選 擇能夠適應(yīng)這種高溫惡劣環(huán)境的250T高溫 傳感器。以前，我國(guó)高溫稱(chēng)重測(cè)力領(lǐng)域中所 用的高溫傳感器是長(zhǎng)期依靠進(jìn)口的。先期采 用國(guó)外的壓磁式高溫稱(chēng)重傳感器、精度低、磁 性差。后來(lái)采用國(guó)外的電阻應(yīng)變式高溫稱(chēng)重 傳感器，性能雖好，但價(jià)格比較昂貴，備件來(lái) 源也不方便。自九十年代中期以來(lái)，隨著我 國(guó)不斷引進(jìn)和吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及制造工 藝，我國(guó)一些主要稱(chēng)重傳感器生產(chǎn)廠家（如 浙江余姚通用儀表有限公司.、太平洋稱(chēng)重工 程有限公司、江蘇宜川申大電子稱(chēng)重有限公 司等)先后成功研制、開(kāi)發(fā)了 25(rC電阻應(yīng)變 式高溫稱(chēng)重傳感器，并于1997年5月通過(guò)國(guó) 家冶金部門(mén)的技術(shù)鑒定，其主要性能指標(biāo)在 加溫加載下均優(yōu)于0. 1%FS。尤其是TY和 HT系列250T高溫稱(chēng)重傳感器，通過(guò)近幾年 在國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐，其主要性能指 標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量已接近或達(dá)到國(guó)外同類(lèi)型耐高 溫稱(chēng)重傳感器的先進(jìn)水平。所以說(shuō)，這種耐 高溫稱(chēng)重傳感器可廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè) 冶煉高溫作業(yè)中的稱(chēng)重測(cè)力領(lǐng)域，以利實(shí)現(xiàn) 稱(chēng)重裝備國(guó)產(chǎn)化和稱(chēng)量檢控過(guò)程自動(dòng)化。

1.髙溫稱(chēng)重傳感器的特點(diǎn)

250T高溫稱(chēng)重傳感器，實(shí)際上屬于中溫 電阻應(yīng)變或稱(chēng)重傳感器范疇，它與常溫的電 阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器，使彈性體中心產(chǎn)生微 小變形，這個(gè)微小的變形引起膠合在彈性測(cè) 量體上的應(yīng)變片的電阻改變。通過(guò)惠司頓電 橋轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)而進(jìn)行測(cè)量，不同之處主 要是采用自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪透邷貞?yīng)變計(jì)，耐高溫 粘結(jié)劑，耐高溫焊錫與耐高溫的專(zhuān)用電纜，采 用計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)采集系統(tǒng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 采用計(jì)算機(jī)控制連續(xù)法、自動(dòng)加溫加載，并采 用特殊的制造工藝處理和特殊的補(bǔ)償元器 件，保證其在惡劣的使用溫度環(huán)境下，長(zhǎng)期高 溫?zé)彷椛?、環(huán)境溫度遞變或瞬變時(shí)，保持傳感 器的稱(chēng)量精度，確保其達(dá)到穩(wěn)定可靠。因?yàn)?/span> 高溫稱(chēng)重傳感器使用溫度范圍在0 -250T 內(nèi)。有時(shí)溫度梯度變化劇烈，必須解決傳感 器零點(diǎn)基準(zhǔn)的漂移，以及在這么大的溫度范 圍內(nèi)滿(mǎn)量程輸出的一致性。由于傳感器彈性 體的彈性模量隨溫度變化而變化，還必須進(jìn) 行各個(gè)溫度點(diǎn)的彈性模量補(bǔ)償，并解決相應(yīng) 溫度范圍內(nèi)靈敏度系數(shù)的變化。通過(guò)結(jié)合對(duì) 高性能高溫稱(chēng)重傳感器的應(yīng)用實(shí)踐，我們認(rèn) 為:選擇一只好的250T高溫稱(chēng)重傳感器，熟 悉和了解對(duì)其在制作過(guò)程中耐高溫元器件的 選擇是十分關(guān)鍵的，也是很有必要的。如選 用進(jìn)口玻璃纖維增強(qiáng)聚酰亞胺基底卡瑪溫度 自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)，其工作溫度范圍：-196T ~

+ 250T;補(bǔ)償溫度+10T ~ +250T;其自補(bǔ) 償特性為11 xio-VT，與同時(shí)選用的彈性 體40CrNiMoA鋼材線膨脹系數(shù)相匹配，而且 熱輸出小，具有較高的絕緣電阻和應(yīng)變極限， 其靈敏系數(shù)隨溫度變化較小。如選定優(yōu)質(zhì)合 金鋼40CrNiMoA，則其彈性體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上 應(yīng)保證工作應(yīng)變片之間空間距離盡可能集中 “一點(diǎn)”，就會(huì)大大減少溫度梯度下引起傳感 器的零漂。選用進(jìn)口貼片膠和保護(hù)面膠，粘 貼高溫度應(yīng)變計(jì)用的貼片膠既能耐高溫，具 有高膠合性，而且必須具備高絕緣性和優(yōu)良 的蠕變特性，可克服傳感器帶來(lái)一定的蠕變 而造成的測(cè)量誤差,涂上保護(hù)面膠則可提高 傳感器的抗溫度梯度的能力。

2.高溫稱(chēng)重傳感器的應(yīng)用技術(shù)

隨著我國(guó)鋼鐵企業(yè)冶煉工藝計(jì)算機(jī)控制 技術(shù)的快速發(fā)展，耐高溫稱(chēng)重傳感器的應(yīng)用 將越來(lái)越廣泛，例如煉鋼、連鑄、熱乳工藝方 面就有許多場(chǎng)合必須應(yīng)用250尤高溫稱(chēng)重傳 感器。

新、老轉(zhuǎn)爐煉鋼，連鑄工藝、熱軋精煉 爐技改過(guò)程中，要對(duì)鋼包、中間包進(jìn)行鋼水液 位在線檢測(cè)、稱(chēng)量、實(shí)測(cè)傳感器安裝部分的表 面溫度達(dá)175~ 250T。

轉(zhuǎn)爐（或精煉爐）完成冶煉作業(yè)后，需 要把鋼水注入鋼包、工藝上要求對(duì)鋼水凈重 進(jìn)行檢控，在這種情況下，空鋼包烘烤后吊上 鋼包車(chē)，此時(shí)傳感器受到熱輻射，熱傳導(dǎo)的威 脅，開(kāi)到出水口后，傳感器又受到高溫鋼水的 輻射和護(hù)墻的二次輔射;有時(shí)還有鋼水、熔渣 的濺射甚至溢瀉。

轉(zhuǎn)爐或RH真空爐旁側(cè)設(shè)置配料料 斗秤用的稱(chēng)重傳感器,幾乎容易被轉(zhuǎn)爐或真 空爐升騰的高溫灰塵、火星所淹埋、傳感器受 到高溫、燃燒的威脅。

3.稱(chēng)重傳感器的保護(hù)措施

在實(shí)際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)爐、連鑄、精煉爐鋼包 承載鋼水后，其鋼包表面溫度達(dá)200T左右， 由于倒包，鋼渣噴濺、鋼包被鋼水燒穿等因 素，就會(huì)導(dǎo)致各類(lèi)型鋼包秤體溫度更高，從而 使傳感器參數(shù)發(fā)生變化或損壞。因此,設(shè)計(jì) 制造合理有效的鋼包秤秤體對(duì)稱(chēng)重傳感器保 護(hù)尤其重要’結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，應(yīng)采用或做 好如下防護(hù)措施。

防止熱輻射、熱傳導(dǎo),不使傳感器參 數(shù)發(fā)生變化或者損壞。采用35 ~40mm厚鋼 板做稱(chēng)重箱體內(nèi)側(cè)板，內(nèi)側(cè)板和導(dǎo)向限位器 組成散熱式保護(hù)架結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)板與傳感器之 間加裝石棉膠板或硅酸鋁板阻熱隔熱,這樣 就可以有效防止鋼包熱源直接以熱輻射、熱 傳導(dǎo)方式作用于稱(chēng)重傳感器。在稱(chēng)重梁上安 裝有隔熱或抗緩沖耐高溫橡膠襯套的承重壓 頭或壓塊，承重壓頭或壓塊呈半球狀,這樣使 稱(chēng)重梁承重鋼水包的方式形成點(diǎn)接觸方式， 能有效減少熱傳遞面積而保護(hù)稱(chēng)重傳感器性 能良好,檢測(cè)準(zhǔn)確。

防止鋼渣噴濺。鋼包被鋼水燒穿時(shí)， 鋼渣鋼水滲透直接燒壞稱(chēng)重傳感器,傳感器 與稱(chēng)重梁底座板之間采用整體式結(jié)構(gòu)，傳感 器置于箱體內(nèi)再被填充的石棉膠板或硅酸鋁 板四周包裹,稱(chēng)重箱采用整體外散熱保護(hù)架 (有條件的也可用管道壓縮空氣降溫散熱） 保護(hù)，尤其注意將傳感器安裝在稱(chēng)重整體內(nèi) 時(shí)，必須保證使其承載力的作用線與傳感器 受力軸線重合，以使傾斜負(fù)載和偏心負(fù)荷的影響減至最小。

為確保煉鋼、連鑄工藝的連續(xù)性和相 配套稱(chēng)重裝置的檢修快捷、方便,設(shè)計(jì)時(shí)可將 稱(chēng)重梁、250T高溫傳感器及傳感器底座板一 體化考慮，整體呈箱體式結(jié)構(gòu)。安裝時(shí)用高 強(qiáng)度M24螺栓將稱(chēng)重箱牢牢緊固在鋼包秤 的底板上。在使用過(guò)程中，如鋼包秤，特別是 傳感器發(fā)生難以當(dāng)即修復(fù)的故障時(shí)，快速換 上備用稱(chēng)重箱體即可稱(chēng)重作業(yè),可大大縮短 現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)間,贏得用戶(hù)滿(mǎn)意。

轉(zhuǎn)爐混鐵爐軌道衡,高爐出鐵口鐵水 液面計(jì)使用的傳感器四周溫度過(guò)高,還必須 在耐高溫傳感器外圍進(jìn)行溫度隔離,可在其 四周（或秤坑內(nèi)四周）用耐火磚砌一個(gè)圍墻， 中間秤臺(tái)面可用干燥的耐火土（必要時(shí)可再 加一層石棉膠板鋪蓋）搗實(shí)，以起到隔熱防 濺噴保護(hù)作用，其電纜線的鋪設(shè)也比較重要， 除采用耐高溫電纜外’還必須在電纜外用套 管保護(hù)，通過(guò)耐火磚孔從地面敷設(shè)進(jìn)人控制 室，這樣即使跑渣或火星淹埋，也不至于把傳 感器信號(hào)線纜燒毀，大大延長(zhǎng)整個(gè)裝置的使 用壽命。