耐火材料行业应用解决元素钢铁检测仪技术指标要求

通常，耐火材料要求测试元素为Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zr。其中，Al、Si、Zr为重点关注元素。
另外，该行业对Al的检测误差小于0.5%，对Si的检测误差小于0.5%，对Zr的检测误差小于0.3%。
三、耐火材料行业应用解决元素钢铁检测仪
X荧光光谱仪对耐火材料行业的进厂原料、耐火材料成品的元素组成成份具有很好的分析效果。这里以WDX系列X荧光光谱仪对耐火材料行业进厂原料（硅石、矾土）及耐火材料成品的重复性测试为例，介绍耐火材料行业的应用解决方案。
（一）硅石的重复性测试
行业要求如下表：

（二）矾土的重复性测试

行业要求如下表：



由以上测试实验数据可以看出，样品重复测量11次的标准偏差符合客户的要求，这也证明了X荧光光谱仪具有较高的测试精度，可以满足耐火材料行业样品测量稳定性要求。
（三）耐火材料各元素检出限
针对该行业的检测要求，实验得出各元素检出限数据如下：
Na：0.01%、、Mg：0.01%、Al：0.008%、Si：0.008%、K ：0.005%、Ca：0.005%、Ti：0.005%、Mn：0.005%、Fe：0.005%、Zr：0.005%
四、适用仪器
目前我公司针对耐火材料行业有WDX-200、WDX-400、WDX-400E、EDX3600B、EDX6000B五种种型号X荧光光谱仪。
五、WDX系列X荧光光谱仪的显著优点
1、准直器技术：分光准直器采用自主研发的技术，属。
2、多路多道谱仪的全谱采集：WDX型X荧光分析仪在X荧光分光系统设计、多路多道谱仪的全谱采集和检测技术等方面均具有性，有效地提高了仪器的计数率和稳定性；同时，该技术的采用，使每位操作人员都可以简单直观的判断仪器的工作状态，有效防止不可靠分析数据的产生。
3、超短光路：在同样的测量精度下，采用固定分光道，可以使用小功率X光管，免除了大功率X光管复杂的冷却系统，提高了仪器的可靠性，WDX系列X荧光分析仪在吸收技术的基础上，超短光路，减小了X光管的功率，延长X光管的使用寿命，简化了冷却系统的结构。大幅度降低了维护维修成本。
4、故障自动检测装置：*的故障自动检测装置，可以实时监控仪器参数，并自动报警。
5、安全有效的自动保护装置：冷却系统和电路系统*由底层工业级PC104系统控制，有效保护X光管。
6、全中文软件：操作简单对操作人员无特殊要求；避免操作人员英语差而导致误操作。（国外仪器的汉化软件功能不兼容，有死机现象，故一般都使用英文版本，对操作人员要求很高）
7、关键部件：X光管选生产商美国VARIAN；分光晶体采用TAP、PET、InSb、Ge、LiF等平弯结合配置，保证了各元素的测量精度对于Na、Mg元素选的多层膜晶体，有效防止晶体受潮。
8、操作和通讯系统：WINDOWS XP中文操作系统；光谱仪全面自动化控制的专家操作系统视窗软件；包含有应用于在线远距离仪器诊断服务所需要的硬件和软件；
9、专家操作系统：允许用户使用键盘或鼠标简单地进行日常分析工作，同时它是功能强大的、操作便捷的操作系统；包含分析条件预编程技术，允许用户制定各种预编程条件，丰富、强大、灵活的分析管理功能；用户自定义分级密码；在线标准化功能，产品质量自动判定功能；包含多种分析结果输出格式模板，脱机计算功能，质量控制系数计算功能等。
10、流气密度稳定调节系统：流气密度稳定调节系统改被动调节为主动调节，显著地提高了控制精度，提高了峰位及元素含量检测的稳定性与重复性；(该技术已申请国家)
11、荧光信号采集卡：改进了荧光信号采集卡性能，提高了峰位判定精度、峰位漂移校正的可靠性和有效性，改进了光路机械结构设计，保证了仪器的长期可靠运行。
12、漂移校正：增加了校验样校正仪器长期漂移的方法，无需修正工作曲线即可简单可靠地校正仪器；固定分光道不需要复杂的测角系统，不需要定期对分光光路进行校准，使得仪器的操作更加简单，降低对仪器操作人员的技术要求。

相关产品

1.1 有利于资源再利用，降低企业成本

一般来说，每生产1t粗钢约需2.1×107kJ的能量，约能产生4.2×106kJ的高炉煤气、4.2×106kJ的焦炉煤气及1.0×104kJ的转炉煤气，副产煤气约占钢铁企业能源总收入的30%-40%。因此，实现副产煤气的回收再利用可以极大地降低钢铁冶金产业的成本，实现资源的有效利用。而煤气是否有回收的价值，取决于煤气中CO等能源气体的浓度，CO和O2在线监测系统是测量气体浓度的关键。

1.2 保证生产行为的安全性

高炉和焦炉煤气中的CO浓度较高，它在空气中的混合爆炸极限为12.5%～74%，只要浓度达到爆炸极限，遇到明火极容易发生爆炸。一氧化碳的危害性和爆炸可能性均与其浓度相关，因此必须采用*的技术对煤气中的CO和O2进行实时监测。

1.3 环境保护的需要

目前我国现有20余家年产钢量400-2000万吨的钢铁联合企业，其中相当一部分企业高炉煤气排放量为10-30万m3/H。按照这样的排放量来推理可知冶金企业可以严重影响周围数公里的空气质量，造成大气污染。严重的空气污染不仅危害着周围居民的身体健康，同时恶化了生态环境。总之冶金企业周边环境的质量的优劣与其排放的CO的浓度关系密切。

2. 烟气在线监测技术现状

目前在国内煤气的非分光红外气体检测和电化学检测等方法和光谱吸收型激光传感技术。其优缺点对比如表1：

表1 烟气在线监测已有技术优缺点比较

3. 钢铁冶金行业安全生产监测系统建设方案

3.1 监测仪器选择及仪器原理

选取以基于可调谐二极管（TDLAS）激光吸收光谱技术的激光在线气体分析仪（图1）为本方案中所需的监测设备。

图1 天瑞仪器激光在线气体分析仪GALAS 6V示意图

这项技术的基本原理是Lamber-Beer定律（图2），气体吸收激光的强度与其浓度成正比，通过测量气体吸收激光强度可计算出气体浓度。大多数气体只吸收特定波长的光。激光的发射波长随二极管温度和电流的变化而改变，激光二极管安装了半导体制冷器和温度传感器使得发射波长稳定。

3.2 监测系统建设组成

根据钢铁冶金的过程以及实际监测需要，安全生产监测系统建设由3个部分组成，分别为转炉煤气监测、高炉煤气监测和焦炉煤气监测。

3.2.1 转炉煤气监测

如图2可见，在回收侧盅形阀/分散侧盅形阀前布设烟气在线分析仪，只有当通过CO在线监测系统测得转炉煤气中的CO浓度在30%以上时，才打开气体切换站的回收侧盅形阀进入煤气柜储存，否则通过分散侧盅形阀通过放散塔点火燃烧。在煤气柜前布设烟气在线分析仪，只有在线监测系统测分析保证煤气柜内O2含量不会超标（控制在1%以下）才允许焦煤煤气进入煤气柜，否则启动停止回收，以保证系统的稳定性和安全性。

图2 天瑞仪器激光在线气体分析仪GALAS 6V在转炉系统中监测点的布设

3.2.2 高炉煤气监测

如图3所示，根据工艺生产和安全要求，高炉煤气监测系统点位布设分为以下几个部分：
（1）监测点1：高炉煤气分析，CO和CO2，控制高炉炉况和回收能源气；
（2）监测点2：分析热风炉烟气中O2，监控热风炉燃烧状态和优化燃烧效率；
（3）监测点3、4：分别为磨机入口和布袋出口，监测O2是否超限，起安全检测和控制作用；
（4）监测点5：监控煤粉仓内CO是否超限，避免煤粉仓内煤粉自燃。

图3 天瑞仪器激光在线气体分析仪GALAS 6V在高炉系统中监测点的布设

3.2.3 焦炉煤气监测

如图4所示，根据工艺生产和安全要求，焦炉煤气监测系统点位布设位于电捕捉器中，分析控制电捕焦油器中的O2，防止煤气与O2混合达到一定比例爆炸。

图4 天瑞仪器激光在线气体分析仪GALAS 6V在焦炉系统中监测点的布设

4. 天瑞仪器激光在线气体分析仪GALAS 6V系统概述

4.1 性能特点

GALAS 6V系列激光气体分析仪由于采用了激光半导体二极管吸收光谱（TDLAS）技术，从根本上解决了采样预处理带来的诸如响应滞后、维护频繁、易堵易漏、易损件和运行费用高等各种问题。

4.2 GALAS 6V系列的主要技术指标

表2 天瑞仪器激光在线气体分析仪GALAS 6V测量指标

4.3 现场谱图数据

下图为宁夏某钢铁厂实际应用GALAS 6V测量CO和O2的工作图谱：

图5 氧气不炼钢时谱图

图6 一氧化碳炼钢时谱图

图7 炼钢历史数据