钢铁分析检测与自动化技术探析

时间:2017-02-11 12:04:50 来源:论文投稿

在近几年钢铁企业生产的自动化、大型化与现代化基础上,分析检测的系统配备既要和相关要求的准确性相符合,还要需要具有快速与适时的性质。而检测的传统分析方式,主要包含光谱的分析仪、碳硫的分析仪等较为大型的器具,这些监测仪已经不适应新时代的发展,逐渐淡出当下的市场,更不能进行快节奏的生产。因此一些规模相对较大的企业纷纷引入科技含量较高的先进器具,让钢铁自身检测分析的自动化得到最大限度的提升,可见,在实际应用自动化监测仪进行分析的过程中,我国远远落后于发达国家。这就需要钢铁企业深入研究,对于一些不成熟的方面不断地进行改善。

1关于钢铁分析的检测与自动化在新时代的发展态势

在钢铁企业操作的自动化、管理的现代化、生产的高速化与装备的大型化发展背景下,关于钢铁分析的检测技术正处在不断发展与更新的过程中,其中(LIMS)管理实验室系统就是把计算机的技术与管理的现代化相结合,更好的对实验室进行管理,管理实验室自动化系统是利用互联网与计算机在数据传输、采集、储存与处理等过程的强大功能,达到一些样品、报表管理、资源与事物等相关实验室自动化的管理。此外,LIMS应用于实验室钢铁企业的分析检测中,在综合管理实验室与监控体系优化产品质量,使得分析检测的数据严格控制与管理得到保障,更好的为钢铁企业提供准确、有效的质量保证的基础信息。

2关于实物样品流过程的自动化

通常失去流程指的是对象分析检测过程也是试样流转的过程,一般具有以下几个过程,首先就是原材料采集进场样品、传送与制样,例如金粉试样与矿石等流转。其次是中间采集样品,以及对样品的传送与制样,例如:钢坯料、矿石与铁水等整体试样的流转。最后是成品采集样品,也就是传送、制样的过程。同时,开始样品采集时,要通过机械加工将样品制成适应分析检测方式的样品,最后把已经制成的样品送到相关仪器进行检测。且整个过程呈现的是实物形态,从采集样品开始,加工制成以后要符合特定的分析检测方法,并且送到相关检测仪器进行分析检测的时间段,必须始终保持事物的原始形态。此外实物进行流转的过程中,需要具备代表性,唯有如此,才能够保证分析检测数据的准确性与真实性,不仅如此,流转过程还要满足时速性,确保数据分析检测满足相关的要求。例如:传统肩挑步运与人工取样实物的过程周期性较长、随意性较大,无法满足现代化的生产管理与工艺要求,这就需要现在的钢铁企业尽可能使用自动化、高科技的分析检测技术,这样才可以提高钢铁企业数据分析与检测的快速性。

3钢铁企业分析与检测过程的自动化

3.1企业分析与检测模式的自动化

作为流程工业的钢铁生产企业,其效益较高、规模较大以及覆盖面比较广。其中产品的质量控制对于系统主控至关重要,企业分析检测的过程要尽可能与企业自身特点相符合。因此,当下钢铁企业的一个首要问题,就是在特定分析检测的模式下提升钢铁企业自动化的水平。就目前而言,我国钢铁企业普遍使用三种分析与检测模式在主体的生产过程中,其中包含在线分析、离线的分析与临线分析三种模式,且三种分析与检测模式都有自己的优势与劣势,具体表现如下:3.1.1在线分析通常在线分析是分析检测的仪器部分原件,或是整机位都放置在生产的流程线之上,也就是被测对象的间接或者是直接接触单点连续分析的模式,这种仪器也是过程的分析检测仪器。此外,使用在线检测分析能够更好的控制系统的动态,这样也可以实现企业整个生产过程的自动化分析。但是钢铁分析检测的过程中一些被检测的对象比较复杂,加之整个采样过程难度较大,以及高灵敏度与可靠性方面有着较高的要求,而且钢铁主体的生产过程对于在线分析模式方面没有普遍应用,只是在部分场合会使用,例如:使用质谱仪来分析炼钢炉的烟气成分,在测定碳氧成分的含量与钢水温度时使用TC的氧枪探头。3.1.2离线分析关于钢铁的离线分析就是不需要分析检测仪器与现场靠近,一般都是一台分析检测仪器就可以承担不少工序分析检测的工作,这样能够最大限度的发挥精密仪器运行的效率,进而确保仪器检测的稳定性与准确性。3.1.3临线分析关于钢铁的临线分析主要是检测分析仪器精密联系生产现场中的单点进行专项的分析,仪器必须具备良好的抗温度、干扰、防尘与抗震等变化的性能,使用这种模式,要尽可能使用装备齐全的计算机与互联网以及制样设备,更好的通过报数系统与采集数据系统来提升企业检测分析自动化的程度。

3.2仪器的自动化和分析检测

该过程主要就是使用有效的检测分析方式来检测样品并获取准确有效的数据,但是传统的分析检测,都是把手工化学的分析,也就是湿法分析作为主要的分析方法,传统分析方式人为的误差较大、过程较长、功能较为单一、强度比较高与稳定性比较差,在传统方式基础上改进装置满足自动化要求的难度较大,即便过去也存在自动化的分析程度得以提高的相关装置,例如:多元素的快速联测分许仪器,但是改进过的仪器只是改变了化学反应,无法从根本上提高钢铁检测分析过程的自动化。此外,关于钢铁的分析检测过程应用仪器化分析的方式,能够将试样制备的复杂过程简化,将一些不必要的复杂流程彻底清除,可以使钢铁分析检测可以更好地进行。就目前而言,钢样化学的成分分析首选仪器通常是光电直读的光谱仪,其中分析生铁与其它的矿类样中化学成分时,首选仪器则是X荧光的光谱分析检测仪器,这方面其应用比较成功。首先这种仪器的特点是准确性高、易于选择与灵敏度比较高,就检测分析过程的自动化看来,这种仪器将最新的计算机、光、电、机等技术紧密结合在一起,加上较为紧密的几何光学、物理的系统,以及具有精密机械、电子化传感的测量、数据的处理、人机的界面与计算机的控制体系,这种自动化技术功能比较齐全。其还具备多元素、多通道一起检测分析与快速性的特点,加之计算机先进技术,这样更容易达到分析检测过程的自动化。

4自动化的信息流流程

钢铁分析检测的目的就是把钢铁成品的生产流程出现的一些质量信息进行传递,方便质量控制与生产指导。其中信息流的过程一般是数据在分析检测仪器、生产现场进行传输的整个过程。特别是生产钢铁的现场,以及钢铁冶炼的成分信息方面的需求时效性较强,例如炼钢之前,中间钢水成分的冶炼在送出试样、检测分析周期必须要严格控制在三分钟内,烧结机炉与炼高铁炉前掌握的产品成分也必须满足周期的要求。如果原本炼钢炉出现问题必须及时进行转炉,具体转炉炼钢平台如图1所示。而传统报数是传送人工的报告单或是电话通报方式来进行。电话通报比较容易产生产错,人工报送则无法满足及时性的要求。这就需要钢铁粉检测过程尽可能使用自动化的高新技术,避免传统方式存在的一些不足与缺陷。

4.1钢铁分析仪器自动采集的检测数据

近些年,我国从国外引进的大型精密监测仪,普遍具备RS232的计算机串行接口以及传输数据功能,一些还具备直接联网的功能。计算机精密仪器数据通信软件的接口正向透明化发展,相关仪器生产商可以给用户提供相应数据格式与数据输出的通信协议,一些用户在编制DEPHI、VB等程序语言就可以完成数据自动的采集。

4.2钢铁检测分析数据远程的报数装置的发展流程

国内分析检测数据中远程的报数装置一般经历手动——自动的过程,实际传输方式表现如下:手动拨码输出数据——多芯的电缆传输——LED的发光极管或是现场灯泡显示;手工书写报单数据——摄像头的成像,通信电缆输送图像信号——现场CRT电视的显示;仪器串口数据的自动输出——双芯电缆的传输——现场的打印机准备,打印等多种输出流程。

作者:王伟


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