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高爐料倉的測量難點與料位測量儀表的選擇

2019-08-14

　　【計為儀表 專注物位測量】高爐最早起源于中國，可以說中國高爐的出現(xiàn)和發(fā)展，是對人類物質(zhì)生活的重要貢獻。高爐是用鋼板作爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。由于高爐煉鐵具有技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)良好，工藝簡單，生產(chǎn)量大，勞動生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點，故以該方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分。高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料（焦炭）和熔劑（石灰石）三部分組成。通常，冶煉1噸生鐵需要1.5～2.0噸鐵礦石，0.4～0.6噸焦炭，0.2～0.4噸熔劑，總計需要2～3噸原料。為了保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)性，要求有足夠數(shù)量的原料供應(yīng)。而高爐上料是煉鐵高爐系統(tǒng)中最重要的一個環(huán)節(jié)，及時、準(zhǔn)確地進行配料、上料，是保證高爐產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的重要前提。根據(jù)現(xiàn)代化高爐的要求，上料控制系統(tǒng)需要實現(xiàn)自動上料，并要求該系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性、先進性和經(jīng)濟實用性。本文將談?wù)劯郀t料倉的測量難點與適合的料位儀表。

高爐料倉的測量難點與料位測量儀表的選擇

　　一、高爐料倉料位測量的難點

　　高爐料倉的料位檢測與控制對于保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)進行十分關(guān)鍵，但由于其工況的特殊性，導(dǎo)致料位測量存在以下難點：
　　1．溫度過高
　　高爐料倉的溫度較高，其工作溫度范圍一般在200～300℃之間。
　　2．粉塵較大
　　高爐料倉內(nèi)被干燥后的原材料，如碳素、石灰、礦石等會在加料和生產(chǎn)過程中散發(fā)出大量粉塵懸浮于空氣中。
　　3．沖擊與磨損較強
　　高爐料倉的高度比一般容器高出許多，其內(nèi)部的塊料等固體料在下料過程中會對測量儀表產(chǎn)生較大的向下重力沖擊，且每次都對測量儀表造成不同程度的磨損。
　　4．介電常數(shù)變化大
　　由于物料配比會發(fā)生變化，且混和不均勻，還可能受少量蒸汽等影響，因此導(dǎo)致介質(zhì)的介電常數(shù)變化較大，與此同時，高爐中較多的粉塵也會對介電常數(shù)形成干擾。
　　二、高爐料倉測量的料位開關(guān)選擇
　　高爐工況的上述特點，使得其對料位開關(guān)的要求較高。
　　適合用于高爐料倉的料位儀表：
　　1．雷達料位計
　　雷達料位計本身不耐高溫，但可采用冷卻氣體冷卻吹掃、使雷達料位計遠離高溫環(huán)境，廣泛應(yīng)用在鋼廠高爐和水泥罐中。雖然雷達料位計采用小射角高頻雷達波，能盡量減少料倉中粉塵帶來的回波干擾，但由于在其工作過程中不能中斷氣源，因此對于高爐料倉的工況有一定的限制與不便。
　　2．射頻導(dǎo)納料位開關(guān)
　　射頻導(dǎo)納料位開關(guān)，即射頻導(dǎo)納物位計，采用獨特的電路設(shè)計和傳感器結(jié)構(gòu)，，在主電極與補償電極間分別施加一組RF射頻信號。射頻導(dǎo)納料位開關(guān)測量量多樣化在于不止是測量電容，而是測量電容、電阻和電感的綜合量，使測量更全面、更準(zhǔn)確。對于高溫環(huán)境，可采用超高溫型射頻導(dǎo)納料位開關(guān)進行測量，其探頭通常采用陶瓷檢測元件而制成，但由于在高爐料倉內(nèi)，物料沖擊十分強烈，而陶瓷檢測元件不抗沖擊，容易在下料過程中被壓彎損壞。
　　3．振棒料位開關(guān)
　　計為Tube-11振棒料位開關(guān)國產(chǎn)首款基于雙管設(shè)計的棒狀振動料位開關(guān)。產(chǎn)品主要用于測量顆粒狀固體料位，能夠滿足絕大部分顆粒狀料位的現(xiàn)場測量要求?？蓽y物料密度低至0.02g/cm3，過程溫度高達250℃，而超高溫型（氣/水冷卻）的過程溫度可達400℃。抗掛料冗余大，防護等級高（高達IP66/IP67），本安隔爆雙重防爆，可以在粉塵較大的環(huán)境中使用，且其測量與介電常數(shù)無關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性測量。
　　4．阻旋料位開關(guān)
　　阻旋料位開關(guān)因價格低廉、應(yīng)用廣泛，被許多用戶列為高爐料倉料位測量的首選。計為研發(fā)生產(chǎn)的Spin-11系列阻旋料位開關(guān)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)型和保護型兩種，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，利用微型馬達做驅(qū)動裝置，通過離合器與傳動軸相連接。當(dāng)未接觸物料時，儀表馬達正常運轉(zhuǎn)；當(dāng)葉片接觸物料時，馬達則立刻停止轉(zhuǎn)動，并自行切斷電源，輸出對應(yīng)信號以控制物料輸送。Spin-11阻旋料位開關(guān)具有以下工作特點：
　?。?）耐高溫，性能強
　　過程最高溫度高達400℃，采用進口電機、微動開關(guān)及軸承，具有較高的可靠性。
　?。?）防塵防爆性好，使用范圍廣
　　氣體粉塵雙防爆（Ex d IIC T6 Gb；Ex tD A21 IP65 T80℃），適用范圍廣，有效保證了其能夠在具有爆炸性的粉塵場合中安全可靠地應(yīng)用。
　　（3）抗沖擊
　　配備304不銹鋼材質(zhì)作為主軸的保護管，有效地避免了物料對主軸造成的沖擊，適用于密度較大的固體顆粒測量，如粘土、金屬、石灰石、水泥、金屬鋸屑、砂石等。
　　選擇正確的料位儀表可以為高爐料倉相關(guān)的冶煉企業(yè)提供更好的生產(chǎn)過程穩(wěn)定性及生產(chǎn)效率，綜合來講，振棒料位開關(guān)和阻旋料位開關(guān)都能較好滿足高爐料倉的測量，但比較而言，計為Spin-11阻旋料位開關(guān)在價格上更有優(yōu)勢些。
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