專利名稱：鐵水罐車重量計算方法
技術領域：
本發明涉及冶金高爐出鐵口向鐵水罐車灌裝鐵水時，對鐵水灌裝 量的控制方法，即對鐵水罐車鐵水灌裝重量的控制方法。
背景技術：
現有技術高爐鐵水罐車在進行鐵水灌裝時，為了控制鐵水罐車上 鐵水罐內的鐵水灌入量， 一般采用秤重式鐵水液面檢測技術，通過重 量來控制鐵水灌入量。秤重式鐵水液面檢測技術是，在高爐鐵水灌裝點下方的鐵水罐車 停車位置的軌道上安裝一臺軌道秤。鐵水罐車進入高爐鐵水灌裝點后 停在軌道秤上，操作人員將此時秤得的重量去皮得到凈值，然后進行 鐵水灌裝。隨著鐵水的不斷灌入，軌道秤上秤得的重量不斷增加，待 軌道秤上秤得的重量到達一定數值的時候，即認為鐵水已經灌到額定 值。這種方法在實際使用中存在如下幾個問題1、鐵水罐車到達高爐 鐵水灌裝點開始灌裝鐵水時的鐵水罐不一定是空罐，有時鐵水罐內還 剩余很多的鐵水，此時的重量去皮后嚴重影響計算精度，甚至造成計 算鐵水液面到達額定液面時實際上已經溢出。2、鐵水罐內襯是采用耐 材砌成，隨著鐵水罐使用次數的增加，鐵水罐耐材內襯會逐步侵蝕， 造成鐵水罐車的皮重和容積變化影響重量和液面的換算關系。因此在 安裝秤重式鐵水液面檢測裝置的場合，為了鐵水灌裝的安全都需要配 置人員觀察鐵水灌裝液面情況，以人工觀察為主。發明內容本發明的目的在于提供一種鐵水罐車重量計算方法，該方法能較 準確地計算出鐵水罐內的容積和鐵水重量，從而確定鐵水灌裝量，防 止灌裝鐵水外溢。
本發明是這樣實現的 一種鐵水罐車重量計算方法，其步驟是 第1步，根據鐵水罐車的鐵水罐制造完成時的情況，取得新鐵水 罐車的皮重；第2步，在各鐵水灌裝點裝設鐵水罐車定位及車號檢測裝置，檢 測記錄每個特定罐號鐵水罐車鐵水罐的灌裝次數，并對每個鐵水罐車 鐵水罐的灌裝次數進行統計；通過計算機連網獲取每個鐵水罐的使用 耐材種類、使用方式類別和使用次數；第3步，對鐵水罐車鐵水罐在使用不同種類耐材、不同灌裝次數、 不同使用方式情況下的內部耐材襯侵蝕體積進行記錄，并組成數據庫 或計算公式；第4步，采用各鐵水灌裝點的秤重式重量檢測裝置輸出的重量信號；第5步，根據得到的鐵水灌裝時實時重量和檢測記錄到的該罐號 鐵水罐車鐵水罐的已灌裝使用次數，根據第3步得到的使用次數下內 部耐材襯侵蝕體積數據庫或計算公式，得到鐵水罐內耐材襯侵蝕總體 積，進行鐵水罐皮重的補償計算，最終得到這一罐號、這一次數、這 一罐車總重量下的實時罐內鐵水重量。進一步，所述已灌入鐵水罐內鐵水的液面計算方法是(1) 在鐵水灌裝線上得到待裝鐵水罐車的車號，同時在鐵水灌裝 過程中測得罐車及已灌入鐵水的總重量ZZ;(2) 在運算控制設備數據庫中找到該車號鐵水罐車已使用的累計 灌裝次數、使用耐材種類、使用方式類別的相關參數；(3) 在運算控制設備數據庫中找到該耐材種類、使用方式和灌裝 次數下對應的鐵水罐內部耐材襯侵蝕總體積ZVqN;(4) 此時可以得到罐車的實際皮重PZw，罐車的實際皮重為新罐 車的皮重減去罐車內部耐材襯侵蝕總體積乘以耐材襯比重，艮口PZN=PZ—ZVqN*BZN，式中PZ:新罐車的皮重，BZN:耐材襯比重；(5) 計算已灌入鐵水的重量TZ,已灌入鐵水的重量為實測的罐 車和已灌入鐵水的總重量減去罐車的實際皮重，艮P:TZ=ZZ—PZN， 式中ZZ:實測的罐車和已灌入鐵水的總重量。本發明是通過對鐵水罐車鐵水罐的使用耐材種類、使用方式類別、 使用次數進行自動檢測統計，根據鐵水罐各種使用方式下的使用次數 記錄鐵水罐耐材襯侵蝕總體積，從而計算出不同使用情況下鐵水罐的 實時皮重，再利用秤重式鐵水重量檢測裝置得到的鐵水罐重量最終計 算出罐內的鐵水重量。本發明能較準確地計算出鐵水罐內的鐵水重量，從而確定鐵水灌 裝量，防止灌裝鐵水外溢。解決了現有技術的秤重式鐵水重量檢測裝 置計算精度不高，需人工監控鐵水液面的缺陷。
圖1為本發明鐵水罐車重量計算的控制邏輯圖； 圖2為鐵水罐車重量計算的控制系統示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。 參見圖l、圖2， 一種鐵水罐車重量計算方法，其步驟是 第1步，根據鐵水罐車的鐵水罐制造完成時的情況，取得新鐵水 罐車的皮重；第2步，在各鐵水灌裝點裝設鐵水罐車定位及車號檢測裝置，檢 測記錄每個特定罐號鐵水罐車鐵水罐的灌裝次數，特別是在罐內脫硫 使用方式的次數，并對每個鐵水罐車鐵水罐的灌裝次數進行統計；通 過計算機連網獲取每個鐵水罐的使用耐材種類、使用方式類別和使用 次數；第3步，對鐵水罐車鐵水罐在使用不同種類耐材、不同灌裝次數 和在罐內脫硫的次數下內部耐材襯侵蝕總體積進行記錄，并組成數據 庫或計算公式；第4步，采用各鐵水灌裝點的秤重式重量檢測裝置輸出的重量信號；
第5步，根據得到的鐵水灌裝時實時重量和檢測記錄到的該罐號 鐵水罐車鐵水罐的已灌裝次數和在罐內脫硫的次數，根據第3步得到 的使用次數下內部耐材襯侵蝕總體積數據庫或計算公式，得到鐵水罐 內耐材襯侵蝕總體積，進行鐵水罐皮重的補償計算，最終得到這一罐 號、這一罐車灌裝次數和罐內脫硫的次數、這一罐車總重量下的實時 罐內鐵水重量。下面就上述的步驟具體展開描述1、 新鐵水罐的皮重雖然各家企業鐵水罐車上鐵水罐形狀和容積根據需要各有不同， 但是一家企業中使用鐵水罐車鐵水罐一般是相同的，而且每個鐵水罐 車鐵水罐都有編號，如果不一致也可以分別進行記錄。根據鐵水罐制 造時的圖紙幾何尺寸和使用的耐材種類，可取得新鐵水罐車的皮重。2、 在各鐵水灌裝點及脫硫工藝點獲取待灌裝或待脫硫的鐵水罐車鐵水罐編號與次數。可以使用任何可以獲取待灌裝或待脫硫鐵水罐車鐵水罐編號與次 數的方法，如人工獲取再輸入到控制設備中的方法，以及裝設專用裝 置自動獲取再輸入到控制設備中的方法等。例如專利申請號200610023410.3的"鐵水罐車定位及車號檢測方法和裝置"中使用的 方法，將鐵水罐車的定位情況和鐵水罐車的車號送入鐵水灌裝控制系 統的控制設備的數據庫中，進行車號記錄和灌裝或脫硫次數的累加、 統計、保存。多個鐵水灌裝或脫硫點采取通信聯網的方法，將各鐵水 灌裝或脫硫點分別獲取的鐵水罐車鐵水罐編號與次數統一送到系統數 據庫進行處理。3、 獲取鐵水罐內部耐材襯侵蝕的總體積對鐵水罐車的鐵水罐不同灌裝次數或脫硫次數下的內部耐材襯侵 蝕情況，根據灌裝次數和脫硫次數分別進行記錄，獲取鐵水罐耐材襯 侵蝕的總體積。這樣用實際測試方法取得的耐材襯侵蝕參數，兼顧了 因耐材品種、鐵水成分等因素造成的差異。然后將在鐵水罐不同使用 次數和脫硫次數下，內部耐材襯侵蝕總體積所獲取的數值放入計算控 制設備。當然在實際使用時根據所使用的計算控制設備性能不同，既 可以將各使用次數下耐材襯侵蝕總體積分別預先存儲在數據庫，也可 以直接將其歸納為計算公式放置于計算控制設備中。當秤重式重量檢 測裝置稱得罐車實時重量數據及采集裝置采集到特定車號時，第一種 方法是在數據庫中找到該車號的已灌裝次數和脫硫次數，根據灌裝 次數和脫硫次數找到數據庫中對應的耐材襯侵蝕總體積。第二種方法 是根據重量數據和鐵水罐已灌裝次數和脫硫次數，利用預存在控制設 備中的計算公式直接計算出與此次數對應的耐材襯侵蝕總體積。 4、鐵水罐車鐵水罐內已灌入鐵水重量的計算在用上述l、 2、 3步取得了新鐵水罐車的皮重、鐵水罐車的車號、鐵水罐車已使用和脫硫的次數、鐵水罐不同使用次數和脫硫次數下內 部耐材襯侵蝕總體積等參數的基礎上，計算出鐵水罐不同使用次數和 脫硫次數下的罐車皮重，即可以在鐵水灌裝過程中利用實測罐車重量， 進行己灌入罐內鐵水重量的計算。具體計算過程如下，(1)在鐵水灌裝線上得到待裝鐵水罐車的車號，同時在鐵水灌裝過程中測得罐車和己灌入鐵水的總重量ZZ;(2 )在運算控制設備數據庫中找到該車號鐵水罐車已使用的灌裝 次數和脫硫次數的分別累計次數；(3 )在運算控制設備數據庫中找到該使用次數下對應的鐵水罐內 部耐材襯侵蝕總體積ZVqN;(4) 此時可以得到罐車的實際皮重PZ^罐車的實際皮重為新罐 車的皮重減去罐車內部耐材襯侵蝕總體積乘以耐材襯比重，艮P:PZN=PZ—ZVqN*BZN， 式中PZ:新罐車的皮重，BZN:耐材襯比重；(5) 計算已灌入鐵水的重量TZ，己灌入鐵水的重量為實測的罐 車和已灌入鐵水的總重量減去罐車的實際皮重，艮口TZ=ZZ—PZN，式中ZZ:實測的罐車和已灌入鐵水的總重量。 在整個鐵水灌裝過程中，隨著實測罐車重量的不斷增大變化，運算控制設備不斷根據新的重量數據重復上述計算過程，實時提供新的已灌入罐內鐵水的重量。
在上列計算式中: PZ-新罐車的皮重；PZw-罐車在特定使用次數下的實際皮重；TZ-已灌入鐵水罐內的鐵水重量；ZZ-實測的罐車和已灌入鐵水的總重量；BZf耐材襯比重；WB產鐵水比重；ZV^-罐車耐材襯在特定使用次數下罐內的總侵蝕體積；實施例在每一個鐵水罐車的相同位置上裝一個定位兼車號標志牌，在每 個鐵水灌裝點的車行軌道邊裝設一個可以檢測讀取裝設在鐵水罐車上定位兼車號標志牌信息的檢測裝置，參見專利申請號200610023410.3 的"鐵水罐車定位及車號檢測方法和裝置"。由于本實施例中采用的 脫硫工藝為每次進行罐內脫硫，可以與灌裝次數合并計算，所以只需 要在鐵水灌裝點設一個車號檢測裝置進行使用次數統計。如果存在有 時采用罐內脫硫工藝，有時采用罐外脫硫工藝的情況，則需要同時采 集每個罐的罐內脫硫次數，分別進行耐材襯侵蝕度的計算。在每個鐵 水灌裝點鐵水罐車停車位置的下部安裝有一個軌道衡，用于鐵水罐車 的稱重。鐵水灌裝系統的運算控制設備在本實施例中主要為西門子S7 系列PLC，參見圖2。鐵水罐車新車皮重為320t，額定鐵水灌裝量為 320t，罐內耐材襯額定使用次數為1000次，使用1000次后鐵水罐車皮 重為287t。新投入使用的鐵水罐車鐵水灌裝液面在2.40米時鐵水重量 為320t;使用1000次時鐵水罐車鐵水灌裝液面在2.40米時鐵水重量為 370t;鐵水比重1300'C時為6.6t/m、耐材襯比重為4.34t/m3 。本實施例中對鐵水罐由于使用次數增多罐內耐材襯侵蝕體積做了 如下處理。對每使用100次為分度抽取特定3個罐做測試，發現耐材 襯侵蝕程度基本與使用次數成線性比例，其中高度在2.40m時，使 用1000次時耐材襯侵蝕總體積為7.600m3。鐵水罐車灌裝計算鐵水重量過程
參見圖l、圖2，司機操作動力機車帶著鐵水罐車行進，在接近高 爐出鐵口下方灌裝鐵水位置時采用低速行進。當動力機車帶著鐵水罐 車行進，到達裝設在地面軌道道床上的標志牌讀頭與鐵水罐車上定位 兼車號標志牌接近到規定距離，標志牌讀頭接收到車上的定位兼車號 標志牌信號。將該車號及停位準確信號送入鐵水灌裝系統的運算控制 設備，進行鐵水灌裝控制以及鐵水罐車車號、使用次數的管理統計。鐵水灌裝系統的運算控制設備收到鐵水罐車停位準確及車號后， 使鐵水灌裝設備解鎖，開始往鐵水罐內進行鐵水灌裝。在鐵水罐車的 鐵水灌裝過程中，裝設在鐵水罐車下方地面軌道上的軌道衡(即秤重 式重量檢測裝置)在鐵水灌裝過程中不斷的將稱得的罐車重量數據送 到運算控制設備中。運算控制設備利用軌道衡送來的實測罐車重量數據進行鐵水罐內已灌入的鐵水重量計算。計算方式如下若收到鐵水罐車車號為58號；測得的罐車重量為438.9噸；運算 控制設備在數據庫中找到58號鐵水罐車己使用的累計次數為650次。 此時的罐內耐材襯侵蝕體積為7.6/1000*650; 計算此時罐車的皮重=320—7.6/1000*650*4.34=298.56噸； 計算鐵水重量=438.9—298.56=140.34噸；隨著鐵水的不斷灌入，罐車重量逐漸增加，鐵水灌裝控制系統不 斷根據軌道衡送來的實測罐車重量數據，以及數據庫存儲的有關數據 進行已灌入58號車鐵水重量的計算，并將計算結果在鐵水重量顯示器 上進行顯示。直到滿足數據庫存儲的用戶需求重量信息要求。此時，鐵水灌裝系統的運算控制設備使鐵水灌裝設備鎖定，停止 鐵水灌裝，并發出信號通知司機操作動力機車帶著鐵水罐車離開鐵水 灌裝點。到達裝設在地面軌道道床上的標志牌讀頭與鐵水罐車上定位 兼車號標志牌離開到規定的距離，標志牌讀頭接收不到車上的定位兼 車號標志牌信號。將該車號己離開信號送入鐵水灌裝系統的運算控制 設備，運算控制設備進行對58號車灌裝次數加1次的計算，并將結果 存入數據庫。本發明能較準確地計算出鐵水罐內鐵水重量，從而確定鐵水灌裝 量，防止灌裝鐵水外溢。
權利要求
1、一種鐵水罐車重量計算方法，其特征是第1步，根據鐵水罐車的鐵水罐制造完成時的情況，取得新鐵水罐車的皮重；第2步，在各鐵水灌裝點裝設鐵水罐車定位及車號檢測裝置，檢測記錄每個特定罐號鐵水罐車鐵水罐的灌裝次數，并對每個鐵水罐車鐵水罐的灌裝次數進行統計；通過計算機連網獲取每個鐵水罐的使用耐材種類、使用方式類別和使用次數；第3步，對鐵水罐車鐵水罐在使用不同種類耐材、不同灌裝次數、不同使用方式情況下的內部耐材襯侵蝕體積進行記錄，并組成數據庫或計算公式；第4步，采用各鐵水灌裝點的秤重式重量檢測裝置輸出的重量信號；第5步，根據得到的鐵水灌裝時實時重量和檢測記錄到的該罐號鐵水罐車鐵水罐的已灌裝使用次數，根據第3步得到的使用次數下內部耐材襯侵蝕體積數據庫或計算公式，得到鐵水罐內耐材襯侵蝕總體積，進行鐵水罐皮重的補償計算，最終得到這一罐號、這一次數、這一罐車總重量下的實時罐內鐵水重量。
2. 根據權利要求1所述的鐵水罐車重量計算方法，其特征是已 灌入鐵水罐內鐵水的液面計算方法是(1) 在鐵水灌裝線上得到待裝鐵水罐車的車號，同時在鐵水灌裝 過程中測得罐車及己灌入鐵水的總重量ZZ;(2) 在運算控制設備數據庫中找到該車號鐵水罐車已使用的累計 灌裝次數、使用耐材種類、使用方式類別的相關參數；(3) 在運算控制設備數據庫中找到該耐材種類、使用方式和灌裝 次數下對應的鐵水罐內部耐材襯侵蝕總體積ZVqN;(4) 此時可以得到罐車的實際皮重PZw，罐車的實際皮重為新罐 車的皮重減去罐車內部耐材襯侵蝕總體積乘以耐材襯比重，艮P..PZN=PZ—ZVoN*BZN， 式中PZ:新罐車的皮重，BZN:耐材襯比重； (5)計算已灌入鐵水的重量TZ，已灌入鐵水的重量為實測的罐 車和己灌入鐵水的總重量減去罐車的實際皮重，艮口 TZ=ZZ—PZN， 式中ZZ:實測的罐車和已灌入鐵水的總重量。
全文摘要
本發明公開了一種鐵水罐車重量計算方法，其步驟是首先取得新鐵水罐車的皮重；在各鐵水灌裝點記錄每個罐號鐵水罐車鐵水罐的灌裝次數；對鐵水罐不同灌裝次數下和不同使用方式下的耐材襯侵蝕總體積進行記錄并組成數據庫或計算公式；采用各鐵水灌裝點的秤重式重量檢測裝置輸出的重量信號；根據得到的鐵水灌裝時實時重量和檢測記錄到的該罐號鐵水罐的已灌裝使用次數、該使用次數下耐材襯侵蝕總體積數據庫或計算公式，對鐵水罐皮重進行補償計算，最終得到這一罐號和次數的罐車總重量下的實時罐內鐵水重量。本發明能較準確地計算出鐵水罐內鐵水重量，從而確定鐵水灌裝量，防止灌裝鐵水外溢。
文檔編號G01F23/00GK101398325SQ20071004637
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月25日 優先權日2007年9月25日
發明者姜偉忠, 徐天鳳, 韓明明 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司