DF—5704中子活化烧结元素在线分析仪在鞍钢炼铁厂的应用

杨伯利 王力东 张伟

摘 要：瞬发伽马射线中子活化分析技术（PGNAA）技术由于其分析精度高、在线测量等众多技术优势，广泛用于建材、冶金等诸多领域。本文就其在鞍钢炼铁厂的应用、原理、组成、主要参数、标定过程及所带来的效益进行了梳理与讨论。

关键词：DF-5704中子活化烧结元素在线分析仪；碱度仪；梳理与讨论

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

1 总述

中子活化烧结元素在线分析仪用于对烧结原料、混合料及烧结矿中元素含量的测量，中子活化烧结元素进行实时、非接触、在线检测元素的量儀表，能够同时分析物料中钙、硅、铁、硫等多种元素含量并计算质量控制参数，缩短滞后时间，提高调节的配比频次，优化整个烧结配料生产工艺，达到减小烧结矿指标波动幅度的目标，使企业降低成本，提高效益。

2 分析仪工作原理

DF-5704中子活化烧结元素在线分析仪采用瞬发γ射线中子活化分析（prompt gamma-ray neutron activation analysis，PGNAA）技术利用中子源产生的中子流轰击靶样品中各种元素的原子核，原子核发生辐射俘获、非弹性散射等反应，并在小于10-14 s时间内退激释放出能量为2 keV～10 MeV的γ射线[1]如图1所示，通过探测器探测，根据各特征γ射线的能量和强度（峰面积）对元素进行在线定性和定量分析，从而准确的分析出混合料中全铁、钙、硅等元素。

3 碱度仪主要参数

4 碱度仪主要部件组成及作用

DF-5704中子活化烧结元素在线分析仪主要部件有测量装置、探测器、放射源、信号处理柜、UPS、主机和电缆等组成如图2所示：

分析仪主机安装在配料室或中央控制室，其他部件安装于现场，测量装置采用非接触式检测，模块化结构，跨皮带式安装，测量装置安装在制粒机（二次混合机）之后进入烧结机之前7#-1皮带，碱度仪的放射源和探测器安装在测量装置内，碱度仪测量装置前或后装有电子皮带秤，用以补偿不同料层厚度测得的元素含量，探测器通过混装电缆与信号处理柜相连，信号处理柜和皮带秤信号通常由光纤将信号送至配料室主机，主机通过内部处理、分析、计算出各种元素的含量、碱度如图3所示，供操作员及时调整配比。

5 应用效果

传统烧结配料方式，配料师傅需等待烧结成品矿化验数据出来再做配比调整，而从配料室下配比到成品矿化验数据返回，需要数小时的等待，例如鞍钢炼铁厂三烧车间采用在成品烧结矿皮带上自动取样，取样破碎、筛分、制样、化验需要2个小时，而从配料到烧结成品皮带一般需2.5小时，整个过程需4.5小时，而碱度仪安装在制粒机后7转皮带中部，从配料到碱度仪只需15分钟，碱度仪实时测量经过内部数据处理后将信号传输到中控室，在中控室显示出碱度、全铁等数据供配料人员调整配比，有效缩短滞后时间4.25小时，碱度、全铁等趋势图如图4和图5，碱度仪达到预想效果，碱度仪有效提高调节的配比频次，稳定烧结矿成品质量。

6 总结

DF-5704中子活化烧结元素在线分析对烧结配料的调节时间可以缩短至15分以内，避免传统人工配料调节的滞后，有效的减少烧结矿碱度和全铁的波动，提高了烧结矿产品质量，烧结矿是炼铁的主要原料，烧结矿质量的好坏直接影响到烧结车间经济效益，烧结矿质量的稳定也会对高炉的产量产生影响，间接为高炉创造效益。

参考文献：

[1]黑大千.PGNAA在线分析技术发展与现状[J].工业技术，2014，4（63）.

基金项目：辽宁省工业攻关及产业化项目（编号：2017220010）

作者简介：杨伯利（1981-），男，辽宁本溪人，大专，工程师，主要研究方向：冶金、能源。