LIBS 技術在冶金成分在線檢測中的應用

文/徐 勇 程利振 金澤志 潘從元 賈軍偉 ( 1.合肥金星機電科技發(fā)展有限公司；.銅陵有色金屬集團股份有限公司金冠銅業(yè)分公司；3.工業(yè)圖像處理與分析安徽省重點實驗室）

冶煉過程自動化是冶金工業(yè)領域的發(fā)展趨勢，包括多目標實時優(yōu)化、全面閉環(huán)控制、在線連續(xù)測量等。冶金成分控制與生產(chǎn)效率、冶煉能耗、產(chǎn)品品質(zhì)和設備安全等息息相關，冶煉全流程經(jīng)濟生產(chǎn)的核心在于冶金成分的在線連續(xù)測量和優(yōu)化控制。

目前，冶煉過程中冶金成分得測量主要采用化學分析法、X 射線熒光法（XRF）、光電光譜法和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）等離線檢測方法。由于需要取樣和制樣，檢測結果具有一定的滯后性，造成原料混料配比時無法實時反饋成分信息，生產(chǎn)過程無法快速調(diào)整工藝參數(shù)，制約了生產(chǎn)精細化程度的提升，影響了爐況穩(wěn)定性和冶煉受控程度，進而增加了冶煉能源消耗和生產(chǎn)成本。而且，受熔體噴濺和高溫煙氣等影響，高溫熔體的人工取樣過程也存在一定安全風險。因此，優(yōu)化冶煉過程中冶金成分的在線檢測技術成為目前冶煉領域的迫切需求。

激光誘導擊穿光譜（laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS）技術是一種新型的成分檢測技術，由于具有可實時原位在線檢測、可多元素同時快速檢測、適應不同的檢測環(huán)境能力強以及可遠程非接觸檢測等優(yōu)點，被譽為元素分析檢測領域的“超級巨星”。由于其獨特的優(yōu)勢，LIBS 技術已成功應用于冶金、資源勘探、太空探索和材料分選等領域，是目前國際元素分析檢測領域研究的熱點，也是目前唯一可以實現(xiàn)高溫熔體成分直接在線檢測的技術。……