玻璃配料称量系统的改造
作者：张爱民
介绍了玻璃原料配料称量系统技术改造的技 术原因、设计方法、设备选型以及改造后的技术效果，为配料称量系统的技改提供了有益的 思路和方法。
引言
玻璃是一种化学组成既定而又均质化的材料。在连续化生产中，原料配料的准确、均匀、稳定，是生产优质玻璃的先决条件。为了获得最佳的玻璃化学组成和使用性能，人们在原料的配料计算方面花费了很大的精力，而这一切努力都需要通过配料称量系统的精确称量来实现。可以说，配料称量系统是生产过程十分重要的一环，是生产优质玻璃的必要前提和基础。
1 原配料称量系统存在的问题
我公司浮法一线是1986年建成投产的，其原料配料称量系统一直采用卸空法称量方式。但在生产实践中，发现该称量系统存在两个致命的缺点：
1.1 称量误差大，造成配料不准确
卸空法的工艺原理比较直接，它是将物料加至规定称量值后，称量系统控制停止装料，开始卸料到卸完物料，完成一个称量周期。但是，由于玻璃原料中有些粘性物料流动性差，卸料时有一部分物料仍滞留在料斗内，这样就造成每次称量值与实际卸料值之间存在较大的误差。为解决上述问题，系统安装有助流振动设施，但效果不大，反而对称料斗悬吊结构造成磨损，进一步影响了称量精度。
1.2 设备繁多、控制复杂、故障频繁
卸空法配套使用的设备繁多，全系统有快速关断闸门、卸料门、配气箱、气缸、换向阀、油水分离器等多种配套设备(见图1)。由于系统设置复杂，造成操作控制复杂，故障频繁，维修工作量大，维修成本高。
基于以上两种技术原因，我公司决定对配料称量系统实施技术改造，并对系统其它配套设施进行了相应改进。
2 称量系统的改造与设计
技改的主要工艺技术措施，是将原来的卸空法称量方式改造为残量卸料法称量工艺。
2.1 残量卸料法的工作原理
残量卸料法是根据卸空法存在的弊端而采取的一种因势利导的方法。既然称量系统部分物料易于残留在称料斗内，那么在称量时索性多加上一定量的物料，有意将这部分物料“垫底”残留于称料斗内。其称量过程是：首先在应配料值的基础上，加上一定量的物料残留量作为满载的首次计量值，物料加至该计量值时，系统控制停止加料，开始卸料；系统给出一个应留残量值(满载计量值-应留残量值=应配料值)。当物料卸至此计量值时，系统控制停止卸料，完成一个配料周期。由于上述方法每份物料需称量两次，这样就延长了每次称量的时间周期，但显而易见，由于上述方法两次计量的差值就是实际卸出的物料，因此，完全消除了卸空法造成的计量值与实际卸料值之间的误差，从而大大提高了配料系统的称量精度。残量卸料法系统结构设置见图2。
2.2 秤斗的设计与计算
2.2.1 制作秤斗应先对秤斗容量值进行计算。由于残量法称量时需增加预留的物料残留量，所以，一般取应配料值为物料实际称量值的70%。以我公司砂岩配料为例，其应配料值1060kg，按1100kg计算，则实际称量的物料重量m1=1100÷70%=1570kg，据此计算出物料的体积V1：
式中：V1—物料的体积，m3；
m1—物料的质量，kg；
ρ—体积质量，kg/m3。
ρ取砂岩粒径＜0.8mm时的值1360kg/m3，则V1为1.155m3。
根据计算的物料体积，再加上一定余量，即可确定料斗的容积。考虑到企业长远发展、配料值可能增大的情况，我们预留了发展的余量，将秤斗容积确定为2.00m3。
2.2.2 秤斗的设计。根据现场工艺位置尺寸及其物料下料的倾角，我们将秤斗设计为图3(a)的形状和尺寸。经实际计算，料斗容积2.004m3，符合容积的设计要求。
2.2.3 对秤斗容积的验算。由于物料有一定的起拱角，确定料斗形状后，我们进行了容积的验算。按将来配料值可能增加到1300kg计算，则物料质量m2=1300÷70%=1857(kg)，物料体积V2=m2/ρ=1857÷1360=1.365m3，此时物料在料斗的堆积形状如图3(b)的形状，故可满足要求。
3 配套设施的设计和选型
3.1 秤斗排料给料机的选型
秤斗排料给料机的选型，既要满足工艺线生产能力的要求，又要使外型尺寸符合现场工艺流程的尺寸。以碱秤为例，其实际配料量50t/h，给料机选型以选择DMA63型(给料能力QH=64t/h)比较适宜；槽体尺寸按现场工艺位置尺寸和给料量确定为700mm×70mm×300mm，安装结构示意图见图4。
3.2 传感器的选型
传感器呈三点式支承称料料斗，并将料斗重量转变为电讯号，传递给电子秤控制系统。选择传感器型号时，应先对称量系统重物(包括秤斗及斗内物料、排料给料机及机内物料、辅助架等)的总重量值进行计算，然后选择量程稍高于此值的型号。以砂岩为例，总称重值4t(计算略)，则传感器量程宜选择2.0t(2.0t×3=6.0t＞4t)。
传感器安装应注意保持秤斗重心、辅助架重心与传感器中心的重合，排料给料机的重心应尽量接近传感器重心，存在偏差时，可采取配重方法进行调整。
3.3 减震器的设计
原称量系统由于位置距砂岩粉碎系统较近，振动设备对称量仪器精度的影响很大。因此，在改造中，增设了减震装置。一是在受力架与支承架连接处，安装了4个JG型减震器；二是在秤的传感器拉杆上部与秤架间，安装了橡胶减震垫。通过以上措施，基本上消除了振动设备对称量精度的影响。
4 结语
通过对称量系统的技改，明显提高了配料称量系统的精确性，称量误差由0.30%下降为目前的0.07%，从而为我公司提高玻璃生产质量，提供了有力的保证。该系统至今已安全运行2年多，系统一直运行正常，未出现过明显的质量故障，完全达到了预定的设计要求。 |
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