CN112444532B - 一种在线测量烧结料中全铁含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线测量烧结料中全铁含量的方法。烧结料中主要成分是铁元素,烧结混合料中铁元素的波动会对烧结生产工艺产生巨大的影响。本发明通过中子场的变化检测烧结混合料中铁元素含量。其特点在于采用透射式检测方法,可对流经分析仪的物料进行全断面、无间断、实时检测。加入了水分检测单元,消除了水分变化对检测结果的影响,具有较强的现场适应性。本发明硬件成本相对较低,可广泛应用在各种规模的烧结配料工艺点,提升烧结配料的自动化程度,也可以应用在铁矿石的选矿工艺点,实时在线检测铁矿石中的全铁含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业在线检测方法,具体是一种依靠中子技术检测烧结料中铁元素含量的方法。
背景技术
烧结料中的全铁检测在烧结生产工艺中具有非常重要的作用,及时有效的检测烧结混合料中的全铁含量,有利于控制烧结成品矿的全铁含量,从而保证高炉的顺行,提升炼铁工厂的自动控制程度。目前在线检测烧结料全铁含量主要有X荧光法、电子对法、中子活化法。X荧光属于表面测量方法,受料型变化影响较为严重,无法真正实现高精度在线检测全铁含量。电子对法利用铁原子和高能γ射线发生相互作用时,产生电子对效应的几率远远大于矿石中的其它元素,对湮没辐射和散射光子的混合谱进行解析,就可得到铁品位值,这种方法属于透射式检测方法,受料型变化影响较小,非常适合在线检测烧结料中的全铁含量,但是这种方法需要高能γ放射源—镭源,目前这种放射源属于高毒放射源,已经禁止在工业现场使用。中子活化法可以实现对烧结混合料进行全元素分析,且其分析精度较高,目前已经在国内一些大型钢厂得到应用,但其造价较高,一些小规模的烧结厂无法承受其高昂的成本。本发明内容介绍了一种低成本、透射性的在线全铁检测方法,可广泛应用于各种规模的烧结配料工艺中。
发明内容
烧结料的主要成分为铁质原料、氧化钙、氧化硅、水,其成分表见表1。烧结料中主要元素为Fe、Ca、Si、H、O,各元素原子比例、中子吸收截面数据见表2。从表2中我们可以看到对中子吸收贡献最大的元素是Fe元素,其次为H元素,而H元素主要来自于烧结料中的水分。如果已知烧结料中的水分含量,则可以通过检测烧结料中的中子通量变化检测Fe元素含量。
如图1所示,在烧结料输运皮带物料上方安装中子源,此中子源可为中子发生器、同位素中子源。在皮带下方安装中子探测器,形成透射式中子检测装置。皮带空载时中子探测器计数率记为变量N0,皮带负载时中子探测器计数率记为变量N。在烧结料输运皮带上安装水分检测装置,实时检测烧结料中水分含量,记为变量Moi。在输运皮带上安装皮带秤,实时检测皮带载荷,记为变量load。
Fe元素计算公式如下:
式中k、a、b为拟合参数,可通过标定拟合实验获得。
这种检测方法适用于检测不含其它大中子截面元素的烧结料原料,常见的大中子吸收截面元素见表3,B元素、Cl元素、Ni元素、Mn元素在烧结料中含量极其小,其影响可忽略不计。国内的钒钛铁矿中含有较多的Ti元素和V元素,本发明方法不适合检测含钒钛铁矿石的烧结混合料。
有益效果:
可有效地实现在线实时检测烧结混合料中的Fe元素含量。
附图说明
图1为本发明示意图;
图2为本发明的测量原理示意图。
1皮带秤,2 中子源,3中子探测器,4水分仪,5输运皮带。
具体实施方式
在烧结料配料的二混工艺点后(此处工艺点的水分含量波动较小)的输运皮带上加装皮带秤,皮带秤可以是核子型皮带秤、压力传感器型皮带秤或激光皮带秤等皮带载荷计量工具,皮带秤实时在线检测皮带上的烧结混合料的载重,记为皮带载荷变量load;
在皮带秤后加装中子透射装置,距离皮带秤1—3米。中子透射装置由中子源和中子探测器组成,如图1所示,中子源与中子探测器分别置于皮带的上下两侧,图1中中子源位于皮带的上方,也可对换中子源与中子探测器的相对位置。中子源可为中子发生器、同位素中子源。当输运皮带空载时中子探测器计数记为N0,输运皮带负载时中子探测器计数记为N;
在中子透射装置后的输运皮带上加装水分检测装置,也可人工定时取样化验烧结混合料水分(二混后工艺点水分波动相对较小),得到水分变量Moi;
式中k、a、b为拟合参数,可通过标定拟合实验获得。
Claims (1)
1.一种在线测量烧结料中全铁含量的方法,其特征在于:
包含皮带秤、中子源、中子探测器、水分检测装置;
在烧结料配料的二混工艺点后的输运皮带上加装皮带秤,皮带秤实时在线检测皮带上的烧结混合料的载重,记为皮带载荷变量load;
在皮带秤后加装中子透射装置,距离皮带秤1—3米; 中子透射装置由中子源和中子探测器组成,中子源与中子探测器分别置于皮带的上下两侧; 当输运皮带空载时中子探测器计数记为N0,输运皮带负载时中子探测器计数记为 N;
在中子透射装置后的输运皮带上加装水分检测装置,得到水分变量Moi;
式中k、a、b为拟合参数,通过标定拟合实验获得。
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