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Nouvelle percée dans la surveillance en ligne du gaz de haut fourneau: la technologie de spectroscopie Raman laser permet la fabrication intelligente du fer
16/12/2025

1. Gaz de haut fourneau: du « sous - produit» de la fabrication du fer à l'énergie précieuse

La fabrication du fer dans les hauts fourneaux en tant que processus principal de fabrication du fer moderne, sa production de fonte représente plus de 95% de la production mondiale totale. Le processus utilise le minerai de fer, le calcaire et le coke comme matières premières et est stratifié dans le Haut - fourneau dans une certaine proportion; Dans le même temps, l'air enrichi en oxygène chauffé par le four à air chaud est aspiré dans le four à partir de l'entrée d'air. Dans le four, la matière première subit une série complexe de réactions chimiques: le coke est brûlé avec l'air chaud dans la zone de la tuyère pour produire du CO2, qui réagit avec le coke incandescent pendant la montée pour produire du Co, qui réduit ensuite progressivement le minerai de fer en fer métallique, ce qui se termine par la formation de fer aqueux. Dans le même temps, la réaction d'accompagnement produit de grandes quantités de gaz de haut fourneau qui sont évacuées du haut du four.


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2. Surveillance en temps réel: optimisation du processus et de la sécurité "eye"

La surveillance en temps réel de la composition du gaz des hauts fourneaux vise à optimiser le processus de fusion et l'efficacité énergétique, à prévenir les risques d'inflammabilité et d'explosion et à garantir la conformité des émissions polluantes.


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3. Technologie de chromatographie en phase gazeuse "sans effort"

À l'heure actuelle, l'analyse des gaz de haut fourneau est couramment utilisée dans la technique d'analyse par chromatographie en phase gazeuse en ligne, qui fonctionne en utilisant une colonne de chromatographie pour la séparation des gaz, suivie d'une analyse de composition avec un détecteur à conduction thermique TCD.

Cependant, les Analyseurs de chromatographie en phase gazeuse en ligne présentent encore plusieurs limitations dans les applications pratiques, telles que des cycles d'analyse longs, des opérations complexes et des problèmes de coûts de maintenance élevés.

(1) Il y a un « retard » dans l’analyse

Bien qu'une seule analyse soit rapide, il y a un certain temps de latence (généralement plusieurs minutes) dans l'ensemble du processus, de l'échantillonnage, du transfert de l'échantillon, du prétraitement à la fin de l'analyse, ce qui ne permet pas une surveillance en temps réel au niveau de la seconde et une réponse plus lente aux fluctuations soudaines de la composition.

(2) opération complexe, Seuil technique élevé

Les systèmes d'analyse en ligne nécessitent une maintenance par un personnel d'exploitation spécialisé, y compris le vieillissement de la colonne de chromatographie, la gestion du gaz porteur, l'étalonnage périodique, etc., avec des seuils techniques élevés nécessitant une certaine expertise et expérience.

(3) grande charge de travail de maintenance et coût élevé

La chromatographie nécessite un transport d'échantillons sur de longues distances, des systèmes de prétraitement complexes et une grande maintenance sur site de divers consommables (gaz porteur, colonnes de chromatographie, etc.). La durée de vie de la colonne de chromatographie (consommables de base) est généralement de 6 à 12 mois (affectés par la contamination de l'échantillon), le coût de remplacement est d'environ 1 à 30 000 RMB / racine; Les détecteurs doivent être nettoyés régulièrement, les cylindres de gaz porteurs doivent être remplacés fréquemment et les coûts d'entretien à long terme sont élevés.


4. Percée de la technologie de spectroscopie Raman laser

La technologie de spectroscopie Raman laser (LRD) est une technique d'analyse spectrale de gaz de type Raman basée sur la diffusion Raman de gaz. L'utilisation d'un laser de haute qualité de faisceau émet un laser à une longueur d'onde spécifique, qui est focalisé dans la chambre à gaz à travers une lentille achromatique, où le laser et les molécules de gaz entrent en collision l'un avec l'autre dans la position focale, créant une diffusion Raman. Les longueurs d'onde de la lumière diffusée Raman auxquelles correspondent les différents gaz sont différentes (appelées pics caractéristiques Raman des gaz). Les valeurs d'intensité et de concentration de gaz des pics Raman sont proportionnelles, et l'analyse spectrale de la position et de l'intensité des pics caractéristiques Raman du gaz permet des mesures simultanées à plusieurs composants. De plus, les temps d'excitation et de collecte du spectre de diffusion Raman étant très courts, il existe un temps de réponse plus rapide que celui de la chromatographie.


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Trois avantages majeurs de la chromatographie en phase gazeuse contrastée basée sur le principe lrd:

(1) réponse rapide:Mesure en temps quasi réel, temps de réponse autour de 10S.

(2) Configuration simple, opération facile:Composé de prétraitement, sonde, analyseur maître, fonctionnement intelligent.

(3) petite charge de travail de maintenance:Pas besoin de consommables tels que colonne chromatographique, gaz porteur, etc., la quantité d'entretien sur site est proche de zéro.


5. Quad instruments lrga série: homegrown innovation indépendante

Pour résoudre le problème de surveillance du système d'analyse de gaz de haut fourneau dans des conditions de travail difficiles telles que la température élevée, la haute pression, la poussière et l'humidité, il est facile de bloquer, difficile et stable à long terme, Quad instruments a développé un système d'analyse en ligne basé sur la technologie de spectroscopie Raman laser, combiné avec un traitement préalable efficace, pour réaliser une surveillance continue en temps réel du gaz de sortie du dépoussiéreur, aider les techniciens à maîtriser avec précision l'état du four, optimiser le processus de réaction, afin d'obtenir de meilleurs indicateurs techniques et économiques et fournir des directives fiables pour la production de haut fourneau.


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Depuis 2012, Quad instruments s'appuie sur la plate - forme technologique de détection de gaz de base de sa société mère (Quad Optoelectronics Co., Ltd.) pour mener à bien le projet national de développement d'équipement d'instrumentation scientifique majeur « recherche et développement et application d'instruments d'analyse de gaz par spectroscopie Raman laser». En réponse aux difficultés techniques de l'industrie telles que le signal caractéristique faible de la spectrométrie Raman laser, l'instrument quadripartite a travaillé en profondeur pendant plus de dix ans, a continué à étudier la technologie d'analyse de gaz de spectrométrie Raman laser, et a finalement développé avec succès des produits commerciaux avec des droits de propriété intellectuelle autonomes - analyseur de gaz de spectrométrie Raman laser série lrga, complétant les lacunes technologiques dans les domaines connexes nationaux. Dans le même temps, avec un héritage technique profond et la performance des produits, les instruments quadripartites sont apparus dans l'industrie, activement engagés dans le travail de développement des normes de l'industrie et de promouvoir la modernisation de l'industrie.


Opération réussie!

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