炉前加料称量系统分析

刘柏春

（东旭集团有限公司，北京 100022）

0 引言

在玻璃生产中，物料的输送速度及给料的准确对于生产过程的稳定以及产品的质量有着重要的影响。为了解决传统加料机存在的给料不准确、易产生结块等影响加料精度的问题，本文特在原有的基础上进行了局部改进，引入高精度的传感器、冷却装置、振打装置、可移动易于维修便于控制的螺旋给料机及优良的控制系统。

1 炉前加料称量系统的组成

图1 炉前加料称量系统

炉前加料称量系统的组成：受料斗、受料斗架台、炉前称重仓、称重仓架台、称重传感器、冷风罩、手动插板阀、振动电机、螺旋给料机、除尘器，热电偶，上下料位计、移动平台等。其系统组成如图1 所示。

2 炉前加料称量系统的基本操作步骤

通过电梯将在配料系统混合机下配好料的料罐运至炉前加料系统的恒温恒湿间，用电动葫芦将料罐吊至炉前受料斗正上方，受料斗内中心铁杆将料罐底端打开，原料通过受料斗进入到称重仓内，称重仓通过3 个称重传感器支撑，净料的重量传到窑炉控制室，之后通过减量法加料。

3 炉前加料称量系统的各组成的作用

1）单元料罐：料罐呈圆柱形，用来承装混料机混合均匀的混合料，料罐的底部有个可以启闭的卸料门，由中心铁杆的上下移动加以控制。卸料时，铁杆下降，卸料门打开，卸料时会引起分层和飞料现象，因此落差要尽量减小。

2）收尘器：为了减少料罐卸料时引起的飞料现象，每个受料斗单独设置一台收尘器，在卸料时吸收飞料，之后反吹，以确保配合料的原料质量及配比准确。

3）炉前称重仓：为向炉内准确供料，设置炉前称重仓，使用减量法进行控制。称重仓放置于称重仓架台上，用3 个称重传感器支撑。因部分原料受高温容易结块，故称重仓放置在离开窑炉一定距离的位置处，以减少炉体高温散热的影响。

4）称重传感器：其结构简单，体积小，重量轻，安装使用方便，测量可靠，适用于远距离控制。称量时传感器受重量的作用，使机械能转化为电能，经过放大平衡显示出数字，同时通过比较器与定值点给定的信号比较，进行自动控制。称重传感器减少了杠杆称重造成的误差，使计量精度大大提高。称重支架必须有较高的水平度，传感器垂直安装，必须保证角度和受力均匀。通常称量误差是设备没有调整好造成的，因此应当对称重系统定期使用标准砝码进行校正，并经常维修，保证正常。

5）冷风罩：因为窑炉区域的温度过高，称重仓紧邻窑炉，为了避免因温度过高使原料结块，引入冷却装置——冷风罩，依据温度状况冷风罩通过闸阀来调节风量的大小，每个冷风罩有4 个进气孔，可同时吹气冷却。

6）电动振打器：为防止和消除称重仓内的物料起拱等闭塞现象，每个称重仓下端专设一电动振打装置，此装置工作时，振动电机高速转动，便产生了对料仓壁的周期性高频振动，一方面使物料与仓壁脱离接触、消除物料与仓壁的摩擦；另一方面使物料受交变速度和加速度的影响，处于不稳定状态，从而有效地克服物料的内摩擦力和聚集力，以消除料仓内物料间的相对稳定性，使物料从料仓口顺利排出。

7）手动闸板阀：通常闸板阀处于常开状态，只有出现异常如维修时，闸板阀才会关闭，用以截断原料的流动，待问题解决后再打开闸板阀。

8）螺旋给料机：原料经过闸板阀后直接进入螺旋给料机，给料机的顶端深入窑炉内部。螺旋给料机出口端插入胸墙上部，为了避免该处受窑炉热量辐射而温度过高，在给料机前段配有水冷装置，该装置选用耐高温原料焊接而成，内通循环冷却水。螺旋给料机可通过变速来调节给料量，并且能保持持续稳定地投料。在窑炉后墙上开两个进料口，并排布置两台给料机。正常情况下，一同供料，如果其中一台要检修时，另一台也能满足单独投料的需要。但为了不影响加料精度，可备用一台，并可瞬间更换。

9）热电偶：测量水冷罩伸入窑炉内部端内端面的温度，避免因温度过高变形而影响加料。

4 炉前加料控制系统

由于人工加料会产生一些不可避免的问题，如加料时间的准确度、加料数量的精确度、加料分布的均匀度等等，而这些问题会影响玻璃窑炉的加料量与出料量的平衡关系，导致液面波动巨大。为更好地解决此问题，使用了可编程控制器，以及可编程控制终端，以伺服系统为主动力，通过软件与硬件的相互结合、本地连续模式（手动设定流量）、远程连续模式（远程DCS 设定流量）、远程批次模式（设定流量、批次运行）、紧急模式（仪表、变频器故障时使用）、手动模式（振动器手动启动、停止）、报警复位按钮、急停按钮、现场按钮盒、上下料位指示灯等方式实现加料机的控制。自动加料根据液面仪检测提供的加料信号，自动完成加料和停料的动作，不需人工干预，能够保证玻璃液面的波动在正常的范围内。上料位、下料位的信号是由二级螺旋给料机传输过来的，当上料位信号灯亮时螺旋给料机停止加料，10s 后再自动加料；当下料位信号灯亮时螺旋继续加料，不会停止，下料位信号传输给上位DCS 处理。

5 结语

此次改造通过加料测试，加料平稳准确，反应迅速，控制方便，调整容易，提高了液面的稳定性，避免了液面的过大波动，大大提高了产品的质量。