新钢铁公司的技改如火如荼，新技术新工艺的应用不断深化，在二期技改采用“一火成材”新工艺基础上，三期技改又采用了“一罐到底”新工艺，节能增效工作不断向前迈进。为了更好地体现新工艺的节能效果，打破高炉铁水称重计量与高炉铁水液面工艺控制各自独立的传统模式，积极推进节能高效的进程，成功开发了两者合二为一的高炉铁水称重液面计量系统，该系统有效提高了能源利用效率，实现了节能降耗的新跨越。
一、方案构成
基本设计方案：采用称重计量方式，根据铁水净重与铁水罐液面的数学模型，在显示铁水重量的同时，显示铁水罐中铁水液面的高度，从而控制铁水罐的受铁。铁水称重液面计量系统由称重装置、电气装置、隔热保护装置、视频、报警及远程装置等组成。
1.称重装置
称重装置包括秤台、称重传感器、限位、过轨器、防爬装置、大屏幕显示器及称重仪表等。
基坑形式：采用深基坑（1.8m），因为其具有日常维护方便的特点。两侧应考虑基坑安全紧急通道、排水和低压照明。
秤台采用三节变截面式工字钢箱体结构焊接而成。梁高800mm，上面板厚50mm，侧翼板和下面板厚30mm。焊缝全部采用埋弧自动焊接技术。焊接后进行变形校正和时效处理，使大梁变形量最小，该结构具有较高的机械强度、整体刚度和重心稳定性的优点。
称重传感器采用柱式常温传感器并且通过球面受力技术和侧面防侧向力弧面技术相结合，达到防倾倒的目的，同时传感器底部采用六角柱面形式，具有防转动的功能。柱式传感器具有过载能力强、无需专门工具、安装维护方便等优点。
本系统采用两种限位装置，起到双重保护作用。（1）撞墙式限位，安装在秤体底部。（2）拉杆限位，安装在秤体两侧的中上部分。在铁水罐车上下秤台及铁水罐车停留在秤台上进行受铁时，秤台容易产生晃动，影响称量。撞墙式限位在起到了水平横向限位作用的同时，还起到了由于传感器倾斜对秤台垂直方向的支撑保护作用。拉杆限位是通过秤台侧面产生水平的拉力，使秤体恢复稳定，确保称量准确。在称重轨与引轨的连接处设置了过轨器。由于铁水罐车速度慢，该过轨器不同于轨道衡的过轨器，进行了适当的改进———将原来中间的弧形面改进为与称重轨引轨几乎同一平面的结构，有效地减少了铁水罐车上下衡时对秤体的冲击。
在称重轨和引轨的内外侧安装了防爬器，防止称重轨和引轨的蹿动。称重轨两端有明显标志，便于确认铁水罐车是否准确到位。
称重仪表通过20mA电流环接口形式将净重在现场大屏幕上显示，将（4~20）mA信号送到中控室的PLC。同时通过RS232（或RS485）经远程装置同步传输到远程计量室的计算机上。
2.电气装置
一座高炉有3个出铁口，每个出铁口分2个受铁口，配置一台现场操作柜和两台铁水罐轨道衡，中控室配一台控制计算机和一台PLC仪表柜，远程计量室配一台称重管理计算机。
现场操作柜具有铁水罐号设置（显示）、铁水液面设定（显示）功能，设定值通过BCD码传输给中控室的PLC。中控室的计算机也具有铁水液面设定功能。现场操作柜可以通过面板按钮或面板选择开关以开关量的形式将“铁水罐车到位”、“手动去皮”、“受铁开始”、“受铁结束”、“自动/手动”等信号传递到中控室的PLC。现场“铁水罐车到位”信号直接送到中控室的PLC上。中控室的计算机经PLC将“铁水罐车到位”、“皮重已除”、“受铁开始”、“正在出铁”、“受铁结束”、“称重完毕”、“声光报警”等信息及时反馈到现场操作柜的面板显示或声光报警器上。
中控室的计算机与中控室的PLC经接口模块采用profibus总线（或Modbus总线）方式进行数据交换。该系统采用防浪涌保护器，接地良好，确保系统能有效防止雷击。同时，系统采用手动自动相结合的控制方式。
3.隔热保护装置
隔热保护装置由中间盖板、两侧盖板、盖板支架、石棉及耐火砖等材料构成。两侧的边盖板有独立于秤体的立柱支撑，有纵向横向槽钢做支架梁，可提高边盖板承载溅落铁水的能力，中间盖板与秤体是一体的，通过加大加密面板下的横梁来提高承载溅落铁水的能力。面板的厚度应合适。隔热保护装置的承载能力在考虑自身重量的同时，还要充分考虑发生意外时对一定溅落铁水的承载能力。该系统环境恶劣，封闭的秤台表面采用先铺垫石棉层，然后用耐火泥砌一层耐火砖，再平铺一层石英砂的隔热保护方法，在秤台与边盖板结合间隙用石棉填充，并作为软连接，既可防止铁水溅落基坑内，又不影响称重的准确度。耐火砖保护层表面要与称重钢轨底面相齐。
4.视频报警及远程装置
用两台摄像机确认前后两组车轮的对位情况及现场人员输入的罐号。视频信号经视频分配器一路送到中控室，另一路送到远程计量室。铁水罐车到位报警有软件硬件两种方式。当空铁水罐车进入秤台后，程序通过重量识别进行报警提示；另一种是通过安装在钢轨外侧的两组接近开关实现，当铁水罐车缓慢驶入秤台，车轮靠近接近开关检测面时，接近开关就会输出一个开关信号传到中控室提醒工作人员，中控室通过声光报警提醒现场人员。数字光端机采用专用ASIC设计及高速DSP技术，全数字无压缩、无损伤广播级传输方式，高清晰度、高分辨力通过光纤高质量无损伤地实现远程传输。该系统采用一对数字光端机经一根光芯将视频信号、开关量信号、RS232（或RS485）信号多路双向远程传输到计量室。
二、称重过程
当铁水罐车进入铁水罐轨道衡称重台面时，称重台面上的接近开关或安装在控制计算机中的铁水罐车到位判别软件就会将“铁水罐车到位”信号传递给中控室的控制计算机和远程计量室的称重管理计算机。计算机通过声光报警提醒现场人员、控制人员及计量人员准备作业。现场人员应将“罐号”、“铁水液面设定值”等信息输入现场操作柜，并进行“去皮”作业，称重仪表同时也被“去皮”，并发出“准备受铁”信号。控制或管理计算机同时采集到现场送来的相关信息。当两个受铁口发出“准备受铁”信号时，该出铁口具备了出铁的条件，相关信息会在现场操作柜相应的指示灯上反映。
当受铁开始时，随着铁水的倾泻而下，称重计量数据会逐渐递增，中控室计算机上的铁水模拟液面也会逐渐上升。当到达“铁水液面设定值”时，计算机发出指令并产生声光报警，提醒现场人员迅速手动进行关闭该受铁口受铁作业或控制计算机发出自动关闭该受铁口受铁作业指令。该受铁口完成受铁口作业，自动或手动（现场人员）发出“受铁完毕”信号，称重管理计算机接到“受铁完毕”信号后进行远程自动或手动采集，并发出“称重完毕”信号传回现场操作柜，使“称重完毕”信号灯亮，提醒现场人员该铁水罐车可以离开称重平台，另一台空的铁水罐车进入铁水罐轨道衡称重台面进行。两台铁水罐车交替进行受铁及称重，当两个“受铁完毕”信号后，该出铁口完成出铁任务。
三、结束语
该系统在称重技术的基础上，结合PLC技术，系统集成费用低，实现简便。自投运以来，系统工作正常、控制可靠、数据准确、报警及时有效、视频图像清晰。该系统的投运，达到了计量结算与工艺控制的完美结合，为节能降耗开辟了新的途径。

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