沖天爐電磁配鐵秤鉤沉

張明

(威海科興鑄造機械有限公司,山東威海 264205)

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沖天爐電磁配鐵秤鉤沉

張明

(威海科興鑄造機械有限公司,山東威海 264205)

摘要：回顧了自1960年代至今中國沖天爐電磁配鐵秤的發展歷史。中國最早的相對規范的電磁配鐵秤或出現于1969到1970年之間，濟南鑄造鍛壓機械研究所和濟南第二機床廠等單位對該技術的發展和進步做出了主要的貢獻。

關鍵詞：沖天爐；電磁配鐵秤；歷史

稿件編號:1510- 1103

電磁配鐵秤（如圖1）集金屬爐料的搬運、稱重功能于一體，極大地解放了搬運、稱量金屬爐料所需的勞動力，是中國沖天爐爐后使用最廣泛的配料設備。

在歷史文獻記錄中，中國較早使用電磁吸盤搬運金屬、解放工人繁重體力勞動的工廠為新滬鋼鐵廠，該廠最晚在1960年即使用電磁吸盤對大躍進時期小高爐生產的土法生鐵進行搬運和破碎[1]。

新中國成立后，何廠、何時沖天爐首先使用電磁吸盤搬運金屬爐料，因時間久遠，已不可考。但是，我們有理由認為，電磁配鐵秤是在電磁吸盤的基礎上自然發展起來的。

電磁配鐵秤屬于配置有特殊稱重裝置的電磁吸盤，雖然人們普遍認為，電磁配鐵秤出現于文化大革命期間，曾被稱之為“文革秤”，但是筆者認為，在電磁吸盤上加裝簡易的稱量裝置的歷史可以上溯到文革之前更久遠的時間。但是遺憾的是，在現有的歷史文獻中，尚未發現最早在電磁吸盤上配置稱重裝置、或者說發明電磁配鐵秤的單位或人物的任何記錄。由于1966到1976年的文化大革命期間，中國工業企業“大致來說，經歷‘三落兩起’的發展曲線[2]”，其中1969到1973年為第一個起升期，比較規范的電磁配鐵秤很可能出現于此期間。

圖1 電磁配鐵秤示意圖

1971年陜西寶雞秦川機床廠發表在《鑄造機械》（現刊名《中國鑄造裝備與技術》）上的“電磁配鐵秤自動慢放料試驗[3]”一文,是歷史文獻中最早的關于中國電磁配鐵秤的研究記錄。該文介紹了他們將MW1-16型電磁吸盤的電磁繞組分為A、B兩組，分別用直流電機和可控硅半波整流電路供電，進行電磁吸盤稱量性能改進的試驗情況。由該文的發表時間和內容可以推知，電磁配鐵秤在1971年起碼在該廠尚處于技術試驗階段。

湖南省岳陽縣電機廠、濟南鑄造鍛壓機械研究所1972年發表在《鑄造機械》上的“電磁配鐵秤自動放料試驗[4]”一文，屬于歷史文獻中有記載的電磁配鐵秤最重要的早期研究報告，該文稱：

“怎樣使電磁配鐵秤能實現自動放料，以進一步提高稱量的準確度和自動化程度，是一項當前迫切需要解決的任務。”“經過兩個半月的艱苦努力，終于在1971年9月1日試驗成功了自動放料線路。經初步運行考驗，以放生鐵塊(每塊重量約5～10公斤)為例，誤差基本上能控制在±10公斤范圍之內。”

在文獻記錄中，宣稱成功研發電磁配鐵秤的單位共有五家，最早的是淄博市博山電機廠，按時間順序分別為：

1972年，山東淄博市博山電機廠在《科技簡報》刊文宣稱[5]:

“淄博市博山電機廠革命職工高舉“鞍鋼憲法”旗幟，大搞技術革新試制成功沖天爐用電子秤自動配料，大大提高了工作效率，減輕了勞動強度，改變了鑄造生產的面貌。”

1973年，上海工農電器廠在《鑄造機械》刊文宣稱[6]：

“我廠廣大職工去年響應市機電一局黨委提出的‘大打熱加工翻身仗’的號召，在廠黨支部的領導下，組織了‘三結合’小組，試制TDK系列可控硅電磁配鐵秤。”“克服了種種困難，只用了一個多月的時間，終于試制成功。后經試用和改進,現已小批投產。”

1977年初，《鑄造機械》編輯部刊發了“江陰開關廠電磁配鐵秤進行省級鑒定[7]”一文,該消息稱：

“蘇州地區工業局受江蘇省機械工業局的委托,于1976年12月21日至23日在江陰召開了DPC-1和DPC-30電磁配鐵秤鑒定會。”“在上海工農電器廠、華東電子儀器廠等單位的協助下試制的DPC-1和DPC-3型電磁配鐵秤質量較好,圖紙和技術文件較完整,可以投入批量生產。”

1978年初，濟南鑄鍛機械研究所在《鑄造機械》刊發了“我國第一臺自動電磁配鐵秤研制成功[8]”一文，該消息稱：

“濟南鑄鍛機械研究所和濟南第二機床廠三結合課題小組，排除“四人幫”對科研戰線的嚴重干擾和破壞，做了大量試驗研究，研制成功我國第一臺自動電磁配鐵秤，于1977年6月投產使用。山東省機械工業局于同年9月在濟南召開了自動電磁配鐵秤科研成果鑒定會，現場測試,鑒定合格。”

1978年，《機械科技動態》轉載了《重慶機械》1977年第2期刊登的重慶鑄造廠的“沖天爐數顯電磁配料加料機構”一文，該文稱該廠在重慶衡器廠的協作下，開發出了DCT-200和DCT-300兩種電磁配料設備，分別用于3t/h和5t/h沖天爐，并稱[9]：

“對沖天爐配料、加料進行了技術改造,自行設計制造了電磁配料設備及電動加料車,采用數顯電子稱量,使配料加料操作半自動化,顯著地改善了熔化勞動條件,降低了勞動強度,節約了人力。經四年生產使用證明該設備運轉正常可靠,能滿足工藝技術要求。”

該文在《重慶機械》發表時間前推4年，即1973年。也就是說，重慶鑄造廠在1973年也開發出了電磁配鐵秤。

綜合分析以上歷史文獻，可以得到初步結論：中國最早的電磁配鐵秤或出現于文化大革命中第一個經濟回升期的1969到1970年之間；淄博市博山電機廠、上海工農電器廠、江陰開關廠、濟南鑄鍛機械研究所和濟南第二機床廠組成的團體、重慶鑄造廠和重慶衡器廠組成的團體等五個單位或組織均對該技術進行過研究和開發。其中，淄博市博山電機廠、重慶鑄造廠和重慶衡器廠組成的團體或未對該技術進行持續研究，江陰開關廠的技術源于上海工農電器廠。上海工農電器廠、濟南鑄鍛機械研究所和濟南第二機床廠結成的研發團體，對該技術的發展和進步做出了主要的貢獻，后者研發該技術時間長、公開發表的技術資料多、貢獻更為突出。

至1975年，上海工農電器廠研發的電磁配鐵秤有GDK-1和GDK-3兩個產品型號，前者適合于5 t/h以下的沖天爐，后者適合于5 t/h以上的沖天爐；濟南鑄鍛機械研究所和濟南第二機床廠結成的研發團體研發的電磁配鐵秤，由岳陽地區電機廠生產，也有兩個產品型號：DPC-1和DPC-3，分別適合于5 t/h以下和以上的沖天爐使用[10]。岳陽地區電機廠的產品型號相同于江陰開關廠。

沈少敏先生在1979年代表其研發團隊發表的“自動電磁配鐵秤[11]”一文中，詳細總結了電磁配鐵秤所涉及的各項技術問題和解決方案，同時稱：

“具有自動慢放料、步進定值、自動補償、極限超差報警等功能的自動電磁配鐵秤生產驗證樣機, 自1977年6月在濟南第二機床廠10噸/時沖天爐上投產使用以來,一直是穩定可靠,能滿足生產工藝要求。”

“1977年9月一機部組織有關單位對該科研成果進行了鑒定。鑒定實測如下:從96批料中抽查10批料,每批料配五種爐料所需時間平均為2分30秒,一批料總重為1600公斤,十批料平均誤差為8.0公斤,其中生鐵平均誤差6.1公斤,回爐鐵平均誤差8.5公斤,廢鋼平均誤差6.6公斤,鋼屑平均誤差6.0公斤。”

中國的電磁配鐵秤從其出現到技術的最終成熟，大概經歷了8年時間，廣大知識分子在此期間付出了長期、艱辛的勞動。

1980年以前的電磁配鐵秤，一般由直流電源、電磁吸盤、拉力傳感器、電子電位差計、功率放大電路、可逆電機、控制電路等部分組成[10]，用模擬量處理分析金屬爐料的重力量信號，故障率高、可靠性低。1985年特別是1990年以后，處理數字量的單片機逐步替代了傳統的模擬控制電路，數字顯示儀表逐步替代了傳統的動圈式儀表，電磁配鐵秤逐步轉變為數字化控制，工作可靠性得到了大幅度的提高。

電磁配鐵秤技術基本成熟、廣泛用于生產后，有不少科研工作者、技術應用者，為該技術有關細節的進一步完善作出了重要貢獻，例如1981年岳陽起重電磁鐵廠的研究者張紹堅先生針對電磁配鐵秤整流控制設備的存在問題，提出了改進措施[12]；1983年陜西鼓風機廠電磁配鐵秤的使用者李耀偉先生研究了電磁配鐵秤傳感器的固定問題[13]；1991年德州機床廠電磁配鐵秤的使用者王勇先生提出了一種沖天爐配料電磁吸盤引線裝置[14]；1992年機電部北京機床研究所的研究者林新民和宋文波兩位先生提出了一種電磁盤收放電纜裝置[15]；2013年，濟南市計量檢定所的崔麗霞女士，介紹了電磁配鐵秤的無線自動配料技術[16]。電磁配鐵秤控制信號的無線傳輸，是該技術后期發展的一個標志性事件。

1985年以后，微型計算機逐步用于工業生產，中國許多地方和單位基于電磁配鐵秤發展出了微型計算機沖天路控制系統。例如，廣東機械學院鑄造教研室和廣州重型機器廠、湛江市機械研究所共同研制的“沖天爐參數檢測及微機控制”項目,于1987年5月12日在廣東省機械工業廳主持通過技術鑒定[17]；天津電機鑄造廠研制的沖天爐微機優化配料技術，于1986年12月26日,在天津市通過鑒定[18]。1987年,新疆工學院和新疆建筑機械廠鑄管分廠合作研制了沖天爐熔煉微機控制系統[19]。在首屆“國際鑄造、鍛壓、工業爐及冶金裝備展覽會”上，濟南鑄鍛機械研究所展出了集沖天爐控制、檢測和管理為一體的微機系統[20]，等等。

圖2 稱量小車式配料系統

稱量小車式沖天爐配料加料系統與電磁配鐵秤具有基本相同的功能，現借本文對該系統的研發應用歷史作扼要回顧。按文字記錄，白鳳文先生可能是中國最早研制該配料系統的第一人。他于1971年、在煙臺機床附件廠工作期間，研制成功的稱量小車式沖天爐配料系統見圖2，包含U形管壓差料位計、加料批數計數器，可以實現沖天爐加料的自動化[21]。據現任煙臺勝地鑄造有限公司總工程師白鳳文先生介紹，圖2所表示配料加料系統中的磅秤式計量小車，其后很快升級為了電子稱量小車；1974年《鑄造機械》第4期公布該技術成果后，全國各地的鑄造廠、大專院校、設計部門到煙臺機床附件廠參觀學習的單位不少于200家。

據山西臨汾的薛新華先生介紹，他1982年在上海第二縫紉機廠參觀期間，發現該廠的沖天爐采用的是稱量小車式沖天爐配料加料系統，其稱量小車采用的仍然是磅秤。筆者1984年曾去過陜西省咸陽紡織機械廠，發現當時該廠的兩臺5 t/h沖天爐，采用的是稱量小車式沖天爐配料加料系統。另外，筆者在天津內燃機廠（今長春一汽天津內燃機廠）也見到過小車式沖天爐配料加料系統，但該系統的技術來源于日本。

據長春一汽天津內燃機廠原廠長張學新先生介紹， 2009年以前，中國沖天爐的爐后配料使用電子稱量小車的工廠，他所知的僅限于天津內燃機廠和浙江上虞曲軸廠兩個工廠。也就是說，電磁配鐵秤在中國沖天爐的爐后配料領域，一直占據著絕對統治的地位。

參考文獻

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Historical retrospect on electromagnetic weighing equipment for cupola furnace

ZHANG Ming
(Weihai Kexing Foundry Machinery Co., Ltd., Weihai 264205, Shandong,China)

Abstract:Since the 1960 s China’s development history has been reviewed in detail of the electromagnetic weighing equipment for cupola furnace.It is very possible that the earliest Chinese with electromagnetic weighing equipment for cupola furnace was invented in 1969 to 1970, the main contributor of the development of this technology achievements are the jinan foundry forging machinery research institute and the jinan second machine tool plant and other.

Keywords:cupola furnace; electromagnetic weighing equipment；history

中圖分類號：TG231.1；

文獻標識碼：A；

文章編號:1006-9658（2016）02-0001-04

DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2016.02.001

收稿日期:2015- 10- 19

作者簡介：張明（1958—），男，高級工程師，從事燃焦沖天爐、燃氣化鐵爐的技術研究和項目規劃工作.