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、在線測量等眾多技術(shù)優(yōu)勢，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燒結(jié)原料、混合料及燒結(jié)礦中元素含量的測量，中子活化燒結(jié)元素進行實時、非接觸、在線檢測元素的量儀表，能夠同時分析物料中鈣、硅、鐵、硫等多種元素含量并計算質(zhì)量控制參數(shù)，縮短滯后時間，提高調(diào)節(jié)的配比頻次，優(yōu)化整個燒結(jié)配料生產(chǎn)工藝，達到減小燒結(jié)礦指標(biāo)波動幅度的目標(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，通過探測器探測，根據(jù)各特征γ射線的能量和強度（峰面積）對元素進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量裝置、探測器、放射源、信號處理柜、UPS、主機和電纜等組成如圖2所示：

分析儀主機安裝在配料室或中央控制室，其他部件安裝于現(xiàn)場，測量裝置采用非接觸式檢測，模塊化結(jié)構(gòu)，跨皮帶式安裝，測量裝置安裝在制粒機（二次混合機）之后進入燒結(jié)機之前7#-1皮帶，堿度儀的放射源和探測器安裝在測量裝置內(nèi)，堿度儀測量裝置前或后裝有電子皮帶秤，用以補償不同料層厚度測得的元素含量，探測器通過混裝電纜與信號處理柜相連，信號處理柜和皮帶秤信號通常由光纖將信號送至配料室主機，主機通過內(nèi)部處理、分析、計算出各種元素的含量、堿度如圖3所示，供操作員及時調(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數(shù)據(jù)返回，需要數(shù)小時的等待，例如鞍鋼煉鐵廠三燒車間采用在成品燒結(jié)礦皮帶上自動取樣，取樣破碎、篩分、制樣、化驗需要2個小時，而從配料到燒結(jié)成品皮帶一般需2.5小時，整個過程需4.5小時，而堿度儀安裝在制粒機后7轉(zhuǎn)皮帶中部，從配料到堿度儀只需15分鐘，堿度儀實時測量經(jīng)過內(nèi)部數(shù)據(jù)處理后將信號傳輸?shù)街锌厥?，在中控室顯示出堿度、全鐵等數(shù)據(jù)供配料人員調(diào)整配比，有效縮短滯后時間4.25小時，堿度、全鐵等趨勢圖如圖4和圖5，堿度儀達到預(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)元素在線分析對燒結(jié)配料的調(diào)節(jié)時間可以縮短至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，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)濟效益，燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定也會對高爐的產(chǎn)量產(chǎn)生影響，間接為高爐創(chuàng)造效益。

參考文獻：

[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）.

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

作者簡介：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。