张明

(威海科兴铸造机械有限公司,山东威海 264205)



冲天炉电磁配铁秤钩沉

张明

(威海科兴铸造机械有限公司,山东威海 264205)

摘要：回顾了自1960年代至今中国冲天炉电磁配铁秤的发展历史。中国最早的相对规范的电磁配铁秤或出现于1969到1970年之间，济南铸造锻压机械研究所和济南第二机床厂等单位对该技术的发展和进步做出了主要的贡献。

关键词：冲天炉；电磁配铁秤；历史

稿件编号:1510- 1103

电磁配铁秤（如图1）集金属炉料的搬运、称重功能于一体，极大地解放了搬运、称量金属炉料所需的劳动力，是中国冲天炉炉后使用最广泛的配料设备。

在历史文献记录中，中国较早使用电磁吸盘搬运金属、解放工人繁重体力劳动的工厂为新沪钢铁厂，该厂最晚在1960年即使用电磁吸盘对大跃进时期小高炉生产的土法生铁进行搬运和破碎[1]。

新中国成立后，何厂、何时冲天炉首先使用电磁吸盘搬运金属炉料，因时间久远，已不可考。但是，我们有理由认为，电磁配铁秤是在电磁吸盘的基础上自然发展起来的。

电磁配铁秤属于配置有特殊称重装置的电磁吸盘，虽然人们普遍认为，电磁配铁秤出现于文化大革命期间，曾被称之为“文革秤”，但是笔者认为，在电磁吸盘上加装简易的称量装置的历史可以上溯到文革之前更久远的时间。但是遗憾的是，在现有的历史文献中，尚未发现最早在电磁吸盘上配置称重装置、或者说发明电磁配铁秤的单位或人物的任何记录。由于1966到1976年的文化大革命期间，中国工业企业“大致来说，经历‘三落两起’的发展曲线[2]”，其中1969到1973年为第一个起升期，比较规范的电磁配铁秤很可能出现于此期间。

图1 电磁配铁秤示意图

1971年陕西宝鸡秦川机床厂发表在《铸造机械》（现刊名《中国铸造装备与技术》）上的“电磁配铁秤自动慢放料试验[3]”一文,是历史文献中最早的关于中国电磁配铁秤的研究记录。该文介绍了他们将MW1-16型电磁吸盘的电磁绕组分为A、B两组，分别用直流电机和可控硅半波整流电路供电，进行电磁吸盘称量性能改进的试验情况。由该文的发表时间和内容可以推知，电磁配铁秤在1971年起码在该厂尚处于技术试验阶段。

湖南省岳阳县电机厂、济南铸造锻压机械研究所1972年发表在《铸造机械》上的“电磁配铁秤自动放料试验[4]”一文，属于历史文献中有记载的电磁配铁秤最重要的早期研究报告，该文称：

“怎样使电磁配铁秤能实现自动放料，以进一步提高称量的准确度和自动化程度，是一项当前迫切需要解决的任务。”“经过两个半月的艰苦努力，终于在1971年9月1日试验成功了自动放料线路。经初步运行考验，以放生铁块(每块重量约5～10公斤)为例，误差基本上能控制在±10公斤范围之内。”

在文献记录中，宣称成功研发电磁配铁秤的单位共有五家，最早的是淄博市博山电机厂，按时间顺序分别为：

1972年，山东淄博市博山电机厂在《科技简报》刊文宣称[5]:

“淄博市博山电机厂革命职工高举“鞍钢宪法”旗帜，大搞技术革新试制成功冲天炉用电子秤自动配料，大大提高了工作效率，减轻了劳动强度，改变了铸造生产的面貌。”

1973年，上海工农电器厂在《铸造机械》刊文宣称[6]：

“我厂广大职工去年响应市机电一局党委提出的‘大打热加工翻身仗’的号召，在厂党支部的领导下，组织了‘三结合’小组，试制TDK系列可控硅电磁配铁秤。”“克服了种种困难，只用了一个多月的时间，终于试制成功。后经试用和改进,现已小批投产。”

1977年初，《铸造机械》编辑部刊发了“江阴开关厂电磁配铁秤进行省级鉴定[7]”一文,该消息称：

“苏州地区工业局受江苏省机械工业局的委托,于1976年12月21日至23日在江阴召开了DPC-1和DPC-30电磁配铁秤鉴定会。”“在上海工农电器厂、华东电子仪器厂等单位的协助下试制的DPC-1和DPC-3型电磁配铁秤质量较好,图纸和技术文件较完整,可以投入批量生产。”

1978年初，济南铸锻机械研究所在《铸造机械》刊发了“我国第一台自动电磁配铁秤研制成功[8]”一文，该消息称：

“济南铸锻机械研究所和济南第二机床厂三结合课题小组，排除“四人帮”对科研战线的严重干扰和破坏，做了大量试验研究，研制成功我国第一台自动电磁配铁秤，于1977年6月投产使用。山东省机械工业局于同年9月在济南召开了自动电磁配铁秤科研成果鉴定会，现场测试,鉴定合格。”

1978年，《机械科技动态》转载了《重庆机械》1977年第2期刊登的重庆铸造厂的“冲天炉数显电磁配料加料机构”一文，该文称该厂在重庆衡器厂的协作下，开发出了DCT-200和DCT-300两种电磁配料设备，分别用于3t/h和5t/h冲天炉，并称[9]：

“对冲天炉配料、加料进行了技术改造,自行设计制造了电磁配料设备及电动加料车,采用数显电子称量,使配料加料操作半自动化,显著地改善了熔化劳动条件,降低了劳动强度,节约了人力。经四年生产使用证明该设备运转正常可靠,能满足工艺技术要求。”

该文在《重庆机械》发表时间前推4年，即1973年。也就是说，重庆铸造厂在1973年也开发出了电磁配铁秤。

综合分析以上历史文献，可以得到初步结论：中国最早的电磁配铁秤或出现于文化大革命中第一个经济回升期的1969到1970年之间；淄博市博山电机厂、上海工农电器厂、江阴开关厂、济南铸锻机械研究所和济南第二机床厂组成的团体、重庆铸造厂和重庆衡器厂组成的团体等五个单位或组织均对该技术进行过研究和开发。其中，淄博市博山电机厂、重庆铸造厂和重庆衡器厂组成的团体或未对该技术进行持续研究，江阴开关厂的技术源于上海工农电器厂。上海工农电器厂、济南铸锻机械研究所和济南第二机床厂结成的研发团体，对该技术的发展和进步做出了主要的贡献，后者研发该技术时间长、公开发表的技术资料多、贡献更为突出。

至1975年，上海工农电器厂研发的电磁配铁秤有GDK-1和GDK-3两个产品型号，前者适合于5 t/h以下的冲天炉，后者适合于5 t/h以上的冲天炉；济南铸锻机械研究所和济南第二机床厂结成的研发团体研发的电磁配铁秤，由岳阳地区电机厂生产，也有两个产品型号：DPC-1和DPC-3，分别适合于5 t/h以下和以上的冲天炉使用[10]。岳阳地区电机厂的产品型号相同于江阴开关厂。

沈少敏先生在1979年代表其研发团队发表的“自动电磁配铁秤[11]”一文中，详细总结了电磁配铁秤所涉及的各项技术问题和解决方案，同时称：

“具有自动慢放料、步进定值、自动补偿、极限超差报警等功能的自动电磁配铁秤生产验证样机, 自1977年6月在济南第二机床厂10吨/时冲天炉上投产使用以来,一直是稳定可靠,能满足生产工艺要求。”

“1977年9月一机部组织有关单位对该科研成果进行了鉴定。鉴定实测如下:从96批料中抽查10批料,每批料配五种炉料所需时间平均为2分30秒,一批料总重为1600公斤,十批料平均误差为8.0公斤,其中生铁平均误差6.1公斤,回炉铁平均误差8.5公斤,废钢平均误差6.6公斤,钢屑平均误差6.0公斤。”

中国的电磁配铁秤从其出现到技术的最终成熟，大概经历了8年时间，广大知识分子在此期间付出了长期、艰辛的劳动。

1980年以前的电磁配铁秤，一般由直流电源、电磁吸盘、拉力传感器、电子电位差计、功率放大电路、可逆电机、控制电路等部分组成[10]，用模拟量处理分析金属炉料的重力量信号，故障率高、可靠性低。1985年特别是1990年以后，处理数字量的单片机逐步替代了传统的模拟控制电路，数字显示仪表逐步替代了传统的动圈式仪表，电磁配铁秤逐步转变为数字化控制，工作可靠性得到了大幅度的提高。

电磁配铁秤技术基本成熟、广泛用于生产后，有不少科研工作者、技术应用者，为该技术有关细节的进一步完善作出了重要贡献，例如1981年岳阳起重电磁铁厂的研究者张绍坚先生针对电磁配铁秤整流控制设备的存在问题，提出了改进措施[12]；1983年陕西鼓风机厂电磁配铁秤的使用者李耀伟先生研究了电磁配铁秤传感器的固定问题[13]；1991年德州机床厂电磁配铁秤的使用者王勇先生提出了一种冲天炉配料电磁吸盘引线装置[14]；1992年机电部北京机床研究所的研究者林新民和宋文波两位先生提出了一种电磁盘收放电缆装置[15]；2013年，济南市计量检定所的崔丽霞女士，介绍了电磁配铁秤的无线自动配料技术[16]。电磁配铁秤控制信号的无线传输，是该技术后期发展的一个标志性事件。

1985年以后，微型计算机逐步用于工业生产，中国许多地方和单位基于电磁配铁秤发展出了微型计算机冲天路控制系统。例如，广东机械学院铸造教研室和广州重型机器厂、湛江市机械研究所共同研制的“冲天炉参数检测及微机控制”项目,于1987年5月12日在广东省机械工业厅主持通过技术鉴定[17]；天津电机铸造厂研制的冲天炉微机优化配料技术，于1986年12月26日,在天津市通过鉴定[18]。1987年,新疆工学院和新疆建筑机械厂铸管分厂合作研制了冲天炉熔炼微机控制系统[19]。在首届“国际铸造、锻压、工业炉及冶金装备展览会”上，济南铸锻机械研究所展出了集冲天炉控制、检测和管理为一体的微机系统[20]，等等。

图2 称量小车式配料系统

称量小车式冲天炉配料加料系统与电磁配铁秤具有基本相同的功能，现借本文对该系统的研发应用历史作扼要回顾。按文字记录，白凤文先生可能是中国最早研制该配料系统的第一人。他于1971年、在烟台机床附件厂工作期间，研制成功的称量小车式冲天炉配料系统见图2，包含U形管压差料位计、加料批数计数器，可以实现冲天炉加料的自动化[21]。据现任烟台胜地铸造有限公司总工程师白凤文先生介绍，图2所表示配料加料系统中的磅秤式计量小车，其后很快升级为了电子称量小车；1974年《铸造机械》第4期公布该技术成果后，全国各地的铸造厂、大专院校、设计部门到烟台机床附件厂参观学习的单位不少于200家。

据山西临汾的薛新华先生介绍，他1982年在上海第二缝纫机厂参观期间，发现该厂的冲天炉采用的是称量小车式冲天炉配料加料系统，其称量小车采用的仍然是磅秤。笔者1984年曾去过陕西省咸阳纺织机械厂，发现当时该厂的两台5 t/h冲天炉，采用的是称量小车式冲天炉配料加料系统。另外，笔者在天津内燃机厂（今长春一汽天津内燃机厂）也见到过小车式冲天炉配料加料系统，但该系统的技术来源于日本。

据长春一汽天津内燃机厂原厂长张学新先生介绍， 2009年以前，中国冲天炉的炉后配料使用电子称量小车的工厂，他所知的仅限于天津内燃机厂和浙江上虞曲轴厂两个工厂。也就是说，电磁配铁秤在中国冲天炉的炉后配料领域，一直占据着绝对统治的地位。

参考文献

[1] 新沪钢铁厂.行车电磁运铁及敲铁两用设备[J].机械制造,1960 （4）：13- 14.

[2] 姜恒雄.中国企业发展简史[M].北京:西苑出版社,2001.8:465.

[3] 秦川机床厂.电磁配铁秤自动慢放料试验[J]:铸造机械,1971(5):71.

[4] 湖南省岳阳县电机厂,济南铸造锻压机械研究所.电磁配铁秤自动放料试验[J].铸造机械,1972(2):51- 53.

[5] 淄博市博山电机厂.电子秤在冲天炉配料中应用成功[J].科技简报,1972(4)：35- 36.

[6] 上海工农电器厂.可控硅电磁配铁秤[J].铸造机械,1973(2):14-19.

[7] 铸造机械编辑部.江阴开关厂电磁配铁秤进行省级鉴定[J].铸造机械,1977(1): 24 .

[8] 济南铸锻机械研究所.我国第一台自动电磁配铁秤研制成功[J]铸造机械.1978(1):62.

[9] 重庆铸造厂.冲天炉数显电磁配料加料机构[J]. 机械科技动态,1978(2):38- 41.

[10] 沈少敏. 电磁配铁秤维护检修和使用[J]. 铸造机械, 1975(1) :16- 41.

[11] 沈少敏.自动电磁配铁秤[J].铸造机械,1979(4):3- 9 .

[12] 张绍坚.DKP系列整流控制设备的存在问题分析及改进措施[J].中国铸造装备与技术，1981（4）：31- 34.

[13] 李耀伟. 电磁配铁秤传感器的固定[J]. 中国铸造装备与技术，1983（5）:27- 28.

[14] 王勇. 新型冲天炉配料电磁吸盘引线装置[J]. 中国铸造装备与技术，1991（3）:53.

[15] 林新民, 宋文波. 电磁盘收放电缆装置[J]. 中国铸造装备与技术，1992（5）:60- 61.

[16] 崔丽霞. 电磁盘的无线自动配料技术[J]. 中国铸造装备与技术，2013（6）：40- 42

[17] 广东机械学院铸造教研室“.冲天炉参数检测及微机控制”通过技术鉴定[J].工业工程,1987(1):62.

[18] 陆鑫民.冲天炉微计算机配料应用技术通过鉴定[J]. 中国铸机,1987(1):74.

[19] 仇素芹.冲天炉熔炼微机控制系统在铸造生产中的应用[J]. 中国铸机,1987(6):34- 36.

[20] 沈少敏.冲天炉微机控制检测管理系统[J]. 中国铸机,1990(5):43- 44.

[21] 白凤文. 冲天炉上料、计数自动化和配料机械化[J]. 铸造机械,1974(4):18- 22.

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

中图分类号：TG231.1；

文献标识码：A；

文章编号:1006-9658（2016）02-0001-04

DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2016.02.001

收稿日期:2015- 10- 19

作者简介：张明（1958—），男，高级工程师，从事燃焦冲天炉、燃气化铁炉的技术研究和项目规划工作.