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摘 要：焙烧炉氢氧化铝进料系统是整个焙烧过程的第一步，申克皮带秤是焙烧炉唯一的计量设备，其计量的精度，关系到焙烧炉的产量；焙烧炉进料量调整后，实际进料变化情况，直接关系到焙烧炉各运行的稳定性，甚至影响到产品的质量。申克皮带秤的计量精度没有达到工艺需求，将影响到焙烧炉的操作控制，甚至造成焙烧炉跳停。氧化铝产量能否提高，申克秤精确测量起到了关键作用。
关键词：申克秤；计量；准确度；控制
中图分类号：TF351 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0181-02
引 言
申克秤是一种喂料计量系统，用于恶劣环境下的散粒料给料控制，广泛应用于建材、冶金、化工、粮食等行业的散状物料的配料和计量，是实现自动化控制、稳定产品质量的理想计量设备。
1 申克秤组成部分与测量原理
1.1 申克秤的组成部分
主要包括称重单元、皮带输送机及驱动单元、测速传感器单元、显示控制仪表DISOCONT系统。其中称重单元包括称重传感器和称量皮带段；显示控制仪表DISOCONT系统主要用于信号采集、处理，DISOCONT是一个模块化的称重电子装置的通用系列，与称重系统和给料系统一起使用。DISOCONT设计用来执行连续的测量任务和控制任务，以及执行断续的批料供给。
1.2 测量原理
皮带称重机设计来连续地称取在输送皮带上传送的材料的重量。图1“测量原理”示出了其测量原理。引导材料从称重平台上通过，当物料流经皮带段时，皮带通过称重托辊把重力传递到称重传感器上，称重传感器测出皮带单位长度的载荷值Q（kg/m），使用一个模拟/数字转换器将负载传感器输出传送到微处理器；安装于电动机传动法兰上的测速传感器用于测量同一时刻皮带的运行速度V（m/s）；Q和V同时送至显示控制DISOCONT系统中，经过DISOCONT系统的处理得出物料在这一瞬间的流量值I=Q·V，并将实际给料量不断地与设定的给料量相比较，精确控制给料速率。一般下料口大小固定后，可以通过调节皮带速度V（皮带速度V通过微处理器调节变频器频率以调节电机转速）来精确控制给料量。
2 焙烧炉申克秤校验方案与改进
（1）广西华银铝业公司氧化铝厂焙烧车间拥有三台气态悬浮焙烧炉，是整个拜耳法生产流程中最后一道生产工序。申克皮带秤作为配料计量设备，其计量的准确性直接影响到焙烧炉的温度、压力、氧气含量、ID风机转速、百叶风门开度以及煤气总管上的流量等参数控制。焙烧炉进料量调整后，实际进料变化情况，直接关系到焙烧炉各环节运行的稳定性，甚至影响到产品的质量。从实际的生产情况反映，申克皮带秤的计量精度并没有达到设计精度要求，申克秤氢氧化铝下料换算量和氧化铝出库盘存量存在较大差距，依照公司生产目标，保障生产稳定，厂部要求焙烧炉申克秤计量准确度不低于97%。
（2）目前，申克秤使用的标定方法主要有砝码标定和实物标定两种。
砝码标定，主要是把砝码挂到称重传感器上方进行校验，不能真实模拟物料经过称重平台的状态，校验时得出的数据并不能真实反映申克秤计量准确与否。
实物标定，主要通过申克秤的控制面板进行下放物料，物料下料至皮带秤，经给料螺旋塞入文丘里干燥器，再由下料口放料进卡车运输至地磅稱量，采集申克秤的累积量和地磅称量数据进行比对，再实时修改申克秤KOR参数值，继续下放物料称量，直至申克秤的测量值与实际值偏差在5‰之内。在标定过程中，物料流经多设备环节，运输至地磅点距离长，有洒料遗料情况，多环节存在较大误差；且因条件限制每次仅能放约5t物料，而申克秤的最大下料量165t/h，下放5t料从提料到停料整个过程不足3min，在以上校验环节条件下对申克秤进行实物标定，其准确度就要大打折扣。当前申克秤的计量准确度已不能满足工艺控制需求，严重制约生产稳定，成为了生产过程中亟需攻克的“瓶颈”。
（3）改进的标定方案
针对申克秤计量现状，参考申克喂料称维护检修规程，经过多环节分析，从人、机、法、料、环几方面找出了7个末端因素，并逐一进行要因确认后，得出导致申克秤计量准确度低的三个方面原因：
①校秤精度未达设计精度（申克秤的测量值与实际值偏差在5‰之内）；
②物料超过皮带称重额定容量；
③标定用料有存料、洒料情况。
因此，为了能确保申克秤校验的准确性，针对以上三方面原因，对以往所使用的标定方法进行了改进。
步骤如下：
a.设定准确的皮带运转速度值V
测量皮带周长L；测量皮带运转一周需要的时间T（因人工计时，为减小误差，需多次多圈数测量，取平均值）；利用公式V=L/T求出速度值（表1）并输入至申克秤系统保存。
去皮重及验证：在测量皮带长度及皮带运行周期时间后，需对皮带进行去皮重操作。去皮重完成后启动皮带按最高转速空转约10min，验证去皮重后皮带空转的测量结果，空转10min后，申克秤的累积量仍然为0，说明去皮重结果合格。
b.自制申克秤下料口调节刮板，调整料重
申克秤下料口改造，调整料重在皮带额定称重范围200kg/m内，可将物料刮平送出；同时可调节让申克秤在不同的承重情况下，测试申克秤称重系数和皮带运行转速的对应情况（此项试验为校正申克秤转速系数做参考）。
c.制作截料模具，称量皮带上每米物料重量（图2）
制作一个能准确截取皮带上1m物料的器具，对器具尺寸进行测量及调整，内壁到内壁的标准尺寸为1m，取六个点进行测量并调整到标准值；通过现场就地控制箱启动皮带，观察到皮带上物料成形较好时停止皮带，利用准备好的截料器具截取皮带上的物料，截料时保持器具与皮带垂直，器具的两块铁板应同时向下压，确保正确截取1m物料。利用检定合格准确度为Ⅲ级的台秤称量所截取物料，为减小测量误差，分别进行了5次，结果如表2。 d.实物标定并调整KOR参数
将申克秤累积量清零，然后启动皮带秤进行放料，让皮带秤按照设定下料量（150t）运行4圈，根据测量出的皮带长度（8.403m）、算出的平均每米皮带物料的重量（198.37kg/m），计算出皮带运行四周时所放的物料重量：一周皮带长度×每米皮带物料的重量×4=6667.6kg。再结合此时申克秤显示的累积量6037.3kg，计算出新的KOR值。
KOR值计算公式如下：
PVnew=PVold·MW/MA
式中：
PVnew=參数P 09.01“Range Correction”的新值；
PVold=参数P 09.01“Range Correction”的旧值，即：1.0027；
MW=实际材料量，即：6.6676；
MA=申克秤累积器读出的皮带运行四周的物料重量，即：6.0373；
得出PVnew=1.1074。
e.对修改后的KOR值进行验证
KOR值修改成1.1074后，进行5次放料比对，将申克秤累积量清零，启动皮带秤进行放料，让皮带秤按照设定下料量（150T）运行四周，计算出皮带运行四周时所放的物料重量，同时读取此时申克秤显示的累积量，数据如表3。
从5次比对数据观察，通过KOR参数调整后，2#焙烧申克秤的测量值与实际值偏差在5‰之内，测量精准度符合要求。
（4）校验方案改进实施后效果
通过采集2017年4～12月氢氧化铝下料量与氧化铝盘存量的数据，并将下料量进行换算（如：4月份氢氧化铝下料换算量：315298.53×0.634（氧化铝换算氢氧化铝系数）=199899.2685t）与氧化铝盘存量进行比对，见图3。
申克秤校验方案改进实施前，氢氧化铝下料换算量与氧化铝盘存量最大月份差值为13008t；实施后，最大月份差值为3792t，较之前差距大大减少，申克秤计量准确度稳定在98%以上。
3 结 论
通过现场实施改进方案活动，统计数据验证了本次申克秤校验方案改进成功，提高了申克秤计量准确度，为工艺人员提供准确的数据，有利于工艺流程的精准控制，提高产品的质量，提高系统的可靠性和稳定性，降低产品的生产成本。
参考文献
[1]《中华人民共和国国家计量检定规程》（JJG195-2002）.连续累计自动衡器（皮带秤）.
收稿日期：2018-4-28
作者简介：谭 海（1984-），男，助理工程师，大专，主要从事自动化仪表安装调试维护等方面工作。
关键词：申克秤；计量；准确度；控制
中图分类号：TF351 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0181-02
引 言
申克秤是一种喂料计量系统，用于恶劣环境下的散粒料给料控制，广泛应用于建材、冶金、化工、粮食等行业的散状物料的配料和计量，是实现自动化控制、稳定产品质量的理想计量设备。
1 申克秤组成部分与测量原理
1.1 申克秤的组成部分
主要包括称重单元、皮带输送机及驱动单元、测速传感器单元、显示控制仪表DISOCONT系统。其中称重单元包括称重传感器和称量皮带段；显示控制仪表DISOCONT系统主要用于信号采集、处理，DISOCONT是一个模块化的称重电子装置的通用系列，与称重系统和给料系统一起使用。DISOCONT设计用来执行连续的测量任务和控制任务，以及执行断续的批料供给。
1.2 测量原理
皮带称重机设计来连续地称取在输送皮带上传送的材料的重量。图1“测量原理”示出了其测量原理。引导材料从称重平台上通过，当物料流经皮带段时，皮带通过称重托辊把重力传递到称重传感器上，称重传感器测出皮带单位长度的载荷值Q（kg/m），使用一个模拟/数字转换器将负载传感器输出传送到微处理器；安装于电动机传动法兰上的测速传感器用于测量同一时刻皮带的运行速度V（m/s）；Q和V同时送至显示控制DISOCONT系统中，经过DISOCONT系统的处理得出物料在这一瞬间的流量值I=Q·V，并将实际给料量不断地与设定的给料量相比较，精确控制给料速率。一般下料口大小固定后，可以通过调节皮带速度V（皮带速度V通过微处理器调节变频器频率以调节电机转速）来精确控制给料量。
2 焙烧炉申克秤校验方案与改进
（1）广西华银铝业公司氧化铝厂焙烧车间拥有三台气态悬浮焙烧炉，是整个拜耳法生产流程中最后一道生产工序。申克皮带秤作为配料计量设备，其计量的准确性直接影响到焙烧炉的温度、压力、氧气含量、ID风机转速、百叶风门开度以及煤气总管上的流量等参数控制。焙烧炉进料量调整后，实际进料变化情况，直接关系到焙烧炉各环节运行的稳定性，甚至影响到产品的质量。从实际的生产情况反映，申克皮带秤的计量精度并没有达到设计精度要求，申克秤氢氧化铝下料换算量和氧化铝出库盘存量存在较大差距，依照公司生产目标，保障生产稳定，厂部要求焙烧炉申克秤计量准确度不低于97%。
（2）目前，申克秤使用的标定方法主要有砝码标定和实物标定两种。
砝码标定，主要是把砝码挂到称重传感器上方进行校验，不能真实模拟物料经过称重平台的状态，校验时得出的数据并不能真实反映申克秤计量准确与否。
实物标定，主要通过申克秤的控制面板进行下放物料，物料下料至皮带秤，经给料螺旋塞入文丘里干燥器，再由下料口放料进卡车运输至地磅稱量，采集申克秤的累积量和地磅称量数据进行比对，再实时修改申克秤KOR参数值，继续下放物料称量，直至申克秤的测量值与实际值偏差在5‰之内。在标定过程中，物料流经多设备环节，运输至地磅点距离长，有洒料遗料情况，多环节存在较大误差；且因条件限制每次仅能放约5t物料，而申克秤的最大下料量165t/h，下放5t料从提料到停料整个过程不足3min，在以上校验环节条件下对申克秤进行实物标定，其准确度就要大打折扣。当前申克秤的计量准确度已不能满足工艺控制需求，严重制约生产稳定，成为了生产过程中亟需攻克的“瓶颈”。
（3）改进的标定方案
针对申克秤计量现状，参考申克喂料称维护检修规程，经过多环节分析，从人、机、法、料、环几方面找出了7个末端因素，并逐一进行要因确认后，得出导致申克秤计量准确度低的三个方面原因：
①校秤精度未达设计精度（申克秤的测量值与实际值偏差在5‰之内）；
②物料超过皮带称重额定容量；
③标定用料有存料、洒料情况。
因此，为了能确保申克秤校验的准确性，针对以上三方面原因，对以往所使用的标定方法进行了改进。
步骤如下：
a.设定准确的皮带运转速度值V
测量皮带周长L；测量皮带运转一周需要的时间T（因人工计时，为减小误差，需多次多圈数测量，取平均值）；利用公式V=L/T求出速度值（表1）并输入至申克秤系统保存。
去皮重及验证：在测量皮带长度及皮带运行周期时间后，需对皮带进行去皮重操作。去皮重完成后启动皮带按最高转速空转约10min，验证去皮重后皮带空转的测量结果，空转10min后，申克秤的累积量仍然为0，说明去皮重结果合格。
b.自制申克秤下料口调节刮板，调整料重
申克秤下料口改造，调整料重在皮带额定称重范围200kg/m内，可将物料刮平送出；同时可调节让申克秤在不同的承重情况下，测试申克秤称重系数和皮带运行转速的对应情况（此项试验为校正申克秤转速系数做参考）。
c.制作截料模具，称量皮带上每米物料重量（图2）
制作一个能准确截取皮带上1m物料的器具，对器具尺寸进行测量及调整，内壁到内壁的标准尺寸为1m，取六个点进行测量并调整到标准值；通过现场就地控制箱启动皮带，观察到皮带上物料成形较好时停止皮带，利用准备好的截料器具截取皮带上的物料，截料时保持器具与皮带垂直，器具的两块铁板应同时向下压，确保正确截取1m物料。利用检定合格准确度为Ⅲ级的台秤称量所截取物料，为减小测量误差，分别进行了5次，结果如表2。 d.实物标定并调整KOR参数
将申克秤累积量清零，然后启动皮带秤进行放料，让皮带秤按照设定下料量（150t）运行4圈，根据测量出的皮带长度（8.403m）、算出的平均每米皮带物料的重量（198.37kg/m），计算出皮带运行四周时所放的物料重量：一周皮带长度×每米皮带物料的重量×4=6667.6kg。再结合此时申克秤显示的累积量6037.3kg，计算出新的KOR值。
KOR值计算公式如下：
PVnew=PVold·MW/MA
式中：
PVnew=參数P 09.01“Range Correction”的新值；
PVold=参数P 09.01“Range Correction”的旧值，即：1.0027；
MW=实际材料量，即：6.6676；
MA=申克秤累积器读出的皮带运行四周的物料重量，即：6.0373；
得出PVnew=1.1074。
e.对修改后的KOR值进行验证
KOR值修改成1.1074后，进行5次放料比对，将申克秤累积量清零，启动皮带秤进行放料，让皮带秤按照设定下料量（150T）运行四周，计算出皮带运行四周时所放的物料重量，同时读取此时申克秤显示的累积量，数据如表3。
从5次比对数据观察，通过KOR参数调整后，2#焙烧申克秤的测量值与实际值偏差在5‰之内，测量精准度符合要求。
（4）校验方案改进实施后效果
通过采集2017年4～12月氢氧化铝下料量与氧化铝盘存量的数据，并将下料量进行换算（如：4月份氢氧化铝下料换算量：315298.53×0.634（氧化铝换算氢氧化铝系数）=199899.2685t）与氧化铝盘存量进行比对，见图3。
申克秤校验方案改进实施前，氢氧化铝下料换算量与氧化铝盘存量最大月份差值为13008t；实施后，最大月份差值为3792t，较之前差距大大减少，申克秤计量准确度稳定在98%以上。
3 结 论
通过现场实施改进方案活动，统计数据验证了本次申克秤校验方案改进成功，提高了申克秤计量准确度，为工艺人员提供准确的数据，有利于工艺流程的精准控制，提高产品的质量，提高系统的可靠性和稳定性，降低产品的生产成本。
参考文献
[1]《中华人民共和国国家计量检定规程》（JJG195-2002）.连续累计自动衡器（皮带秤）.
收稿日期：2018-4-28
作者简介：谭 海（1984-），男，助理工程师，大专，主要从事自动化仪表安装调试维护等方面工作。