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耐火材料行业应用解决元素钢铁检测仪

简要描述:钢铁冶炼炉前同步分析的快速分析需求,直接促使直读光谱仪的发明。光谱仪的发明和改进的几十年来,实现了现代钢铁工业对钢铁的元素含量分析速度快、元素种类丰富、成本低、环境友好等多方面需求,其他元素分析方法从未如此同时恰好满足以上需求钢铁元素检测仪耐火材料行业应用解决元素钢铁检测仪

  • 产品型号:EDX4500
  • 厂商性质:生产厂家
  • 更新时间:2022-05-18
  • 访  问  量:232

详细介绍

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:先进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完全由底层工业级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

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钢铁元素冶金行业钢铁检测仪标准配置

超薄窗X光管
SDD硅漂移探测器
数字多道技术
钢铁行业测试专用配件
光路增强系统
高信噪比电子线路单元
内置高清晰摄像头
自动切换型准直器和滤光片
自动稳谱装置
三重安全保护模式
相互独立的基体效应校正模型
多变量非线性回归程序
整体钢架结构,力度可靠的保证
90mm×70mm的液晶屏
真空泵

钢铁元素冶金行业钢铁检测仪性能参数


产品型号:EDX 4500
产品名称:X荧光光谱仪
测量元素范围:从钠(Na)到铀(U)
元素含量分析范围: ppm—99.99%(不同元素,分析范围不同)
同时分析元素:一次性可测几十种元素
测量时间:60秒-200秒
探测器能量分辨率为:145±5eV
管压:5KV-50KV
管流:50μA-1000μA
测量对象状态:粉末、固体、液体
输入电压:AC 110V/220V
环境温度:15℃-30℃
环境湿度:35%-70%
外形尺寸:660mm×510mm×350mm
样品腔体积:Φ320mm×100mm
重量:65Kg


钢铁元素检测仪一机多用合金成分分析性能特点

超薄窗X光管,指标达到水平
数字多道技术,让测试更快,计数率达到100000CPS,精度更高。在合金检测中效果更好
SDD硅漂移探测器,良好的能量线性、能量分辨率和能谱特性,较高的峰背比
低能X射线激发待测元素,对Si、P等轻元素激发效果好
智能抽真空系统,屏蔽空气的影响,大幅扩展测试的范围
自动稳谱装置保证了仪器工作的一致性
高信噪比的电子线路单元
针对不同样品自动切换准直器和滤光片,免去手工操作带来的繁琐
解谱技术使谱峰分解,使被测元素的测试结果具有相等的分析精度
多参数线性回归方法,使元素间的吸收、增大效应得到明显的抑制
内置高清晰摄像头
液晶屏显示让仪器的重要参数(管压、管流、真空度)一目了然1. 钢铁冶金过程中烟气在线监测的必要性

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,因此必须采用先进的技术对煤气中的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



优点

缺点

电化学检测法

  1. 体积小、操作简单、携带方便

  2. 传感器性能比较稳定,耗电少

  3. 温度适应性比较宽(有时可以在-40℃到50℃间工作)

  1. 电解液的寿命有限,一般为1年左右

  2. 可测量范围窄,在气体浓度超量程时探测器容易受到性损坏

  3. 容易受到其他气体的交叉影响

非分光红外气体检测法

  1. 测量准确

  2. 待测气体交叉影响小

  1. 受水汽和粉尘影响大,需要预处理,使维护难度和成本上升

  2. 系统反映时间长(通常大于20秒)

可调谐二极管激光吸收光谱技术

  1. 待测气体的吸收光谱具有高分辨率、高选择性,不受粉尘、水汽和其他气体的影响

  2. 速度快、灵敏度高、无需预处理

价格相对较高


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


测量气体

O2

CO

H2O

测量范围(标准环境)

0-

0-2%

0-20%

低的检测限制

100ppm-v

1ppm-v

5ppm-v

准确性(包括噪音,线性和重复性)

±2%/100ppm

±2%/1ppm

±2%/10ppm

分辨率

100ppm-v

1ppm

5ppm

响应时间(T90)

< 2 s

< 4 s

< 4 s

吹扫气

0.3~0.8Mpa工业氮气

0.3~0.8Mpa工业氮气

0.3~0.8Mpa工业氮气

待测气体压力范围

0.8bar~5bar(绝压)

0.8bar~2bar(绝压)

0.8bar~2bar(绝压)

待测气体的温度范围

<80℃

取样速率

1s

漂移

可以忽略(在每个测量周期小于测量范围的2%)

预热时间

通常<1分钟

工作温度范围

探杆工作温度范围 (在线安装) :-20 ~ +55℃ (-4~131oF)
           光学端工作温度:-40 ~+70 ℃(-40~+158oF)(不结露)

防护等级

IP66

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




 

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