DF—5704中子活化燒結(jié)元素在線分析儀在鞍鋼煉鐵廠的應(yīng)用

楊伯利 王力東 張偉

摘 要：瞬發(fā)伽馬射線中子活化分析技術(shù)（PGNAA）技術(shù)由于其分析精度高、在線測(cè)量等眾多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，廣泛用于建材、冶金等諸多領(lǐng)域。本文就其在鞍鋼煉鐵廠的應(yīng)用、原理、組成、主要參數(shù)、標(biāo)定過程及所帶來的效益進(jìn)行了梳理與討論。

關(guān)鍵詞：DF-5704中子活化燒結(jié)元素在線分析儀；堿度儀；梳理與討論

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.024

1 總述

中子活化燒結(jié)元素在線分析儀用于對(duì)燒結(jié)原料、混合料及燒結(jié)礦中元素含量的測(cè)量，中子活化燒結(jié)元素進(jìn)行實(shí)時(shí)、非接觸、在線檢測(cè)元素的量?jī)x表，能夠同時(shí)分析物料中鈣、硅、鐵、硫等多種元素含量并計(jì)算質(zhì)量控制參數(shù)，縮短滯后時(shí)間，提高調(diào)節(jié)的配比頻次，優(yōu)化整個(gè)燒結(jié)配料生產(chǎn)工藝，達(dá)到減小燒結(jié)礦指標(biāo)波動(dòng)幅度的目標(biāo)，使企業(yè)降低成本，提高效益。

2 分析儀工作原理

DF-5704中子活化燒結(jié)元素在線分析儀采用瞬發(fā)γ射線中子活化分析（prompt gamma-ray neutron activation analysis，PGNAA）技術(shù)利用中子源產(chǎn)生的中子流轟擊靶樣品中各種元素的原子核，原子核發(fā)生輻射俘獲、非彈性散射等反應(yīng)，并在小于10-14 s時(shí)間內(nèi)退激釋放出能量為2 keV～10 MeV的γ射線[1]如圖1所示，通過探測(cè)器探測(cè)，根據(jù)各特征γ射線的能量和強(qiáng)度（峰面積）對(duì)元素進(jìn)行在線定性和定量分析，從而準(zhǔn)確的分析出混合料中全鐵、鈣、硅等元素。

3 堿度儀主要參數(shù)

4 堿度儀主要部件組成及作用

DF-5704中子活化燒結(jié)元素在線分析儀主要部件有測(cè)量裝置、探測(cè)器、放射源、信號(hào)處理柜、UPS、主機(jī)和電纜等組成如圖2所示：

分析儀主機(jī)安裝在配料室或中央控制室，其他部件安裝于現(xiàn)場(chǎng)，測(cè)量裝置采用非接觸式檢測(cè)，模塊化結(jié)構(gòu)，跨皮帶式安裝，測(cè)量裝置安裝在制粒機(jī)（二次混合機(jī)）之后進(jìn)入燒結(jié)機(jī)之前7#-1皮帶，堿度儀的放射源和探測(cè)器安裝在測(cè)量裝置內(nèi)，堿度儀測(cè)量裝置前或后裝有電子皮帶秤，用以補(bǔ)償不同料層厚度測(cè)得的元素含量，探測(cè)器通過混裝電纜與信號(hào)處理柜相連，信號(hào)處理柜和皮帶秤信號(hào)通常由光纖將信號(hào)送至配料室主機(jī)，主機(jī)通過內(nèi)部處理、分析、計(jì)算出各種元素的含量、堿度如圖3所示，供操作員及時(shí)調(diào)整配比。

5 應(yīng)用效果

傳統(tǒng)燒結(jié)配料方式，配料師傅需等待燒結(jié)成品礦化驗(yàn)數(shù)據(jù)出來再做配比調(diào)整，而從配料室下配比到成品礦化驗(yàn)數(shù)據(jù)返回，需要數(shù)小時(shí)的等待，例如鞍鋼煉鐵廠三燒車間采用在成品燒結(jié)礦皮帶上自動(dòng)取樣，取樣破碎、篩分、制樣、化驗(yàn)需要2個(gè)小時(shí)，而從配料到燒結(jié)成品皮帶一般需2.5小時(shí)，整個(gè)過程需4.5小時(shí)，而堿度儀安裝在制粒機(jī)后7轉(zhuǎn)皮帶中部，從配料到堿度儀只需15分鐘，堿度儀實(shí)時(shí)測(cè)量經(jīng)過內(nèi)部數(shù)據(jù)處理后將信號(hào)傳輸?shù)街锌厥遥谥锌厥绎@示出堿度、全鐵等數(shù)據(jù)供配料人員調(diào)整配比，有效縮短滯后時(shí)間4.25小時(shí)，堿度、全鐵等趨勢(shì)圖如圖4和圖5，堿度儀達(dá)到預(yù)想效果，堿度儀有效提高調(diào)節(jié)的配比頻次，穩(wěn)定燒結(jié)礦成品質(zhì)量。

6 總結(jié)

DF-5704中子活化燒結(jié)元素在線分析對(duì)燒結(jié)配料的調(diào)節(jié)時(shí)間可以縮短至15分以內(nèi)，避免傳統(tǒng)人工配料調(diào)節(jié)的滯后，有效的減少燒結(jié)礦堿度和全鐵的波動(dòng)，提高了燒結(jié)礦產(chǎn)品質(zhì)量，燒結(jié)礦是煉鐵的主要原料，燒結(jié)礦質(zhì)量的好壞直接影響到燒結(jié)車間經(jīng)濟(jì)效益，燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定也會(huì)對(duì)高爐的產(chǎn)量產(chǎn)生影響，間接為高爐創(chuàng)造效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]黑大千.PGNAA在線分析技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀[J].工業(yè)技術(shù)，2014，4（63）.

基金項(xiàng)目：遼寧省工業(yè)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目（編號(hào)：2017220010）

作者簡(jiǎn)介：楊伯利（1981-），男，遼寧本溪人，大專，工程師，主要研究方向：冶金、能源。