西门子在线分析仪器在钢铁行业中的应用

                                 图1. 西门子分析仪在炼铁上的应用

3.2. 转炉煤气回收中的应用

转炉炼钢的特点是吞吐量大、周期短、冶炼强度高，转炉生产中易产生大量烟气，其主要成分是煤气，其中CO约占60％～70％．它是一种有毒、有害、易燃、易爆的危险性气体．也是一种很好的化工原料和工业生产能源。因此，对转炉煤气的净化与回收是炼钢中不可忽视的重要部分。过去对炼钢所产生的气体都采用直接放散，它不仅污染大气，破坏了自然环境，还白白浪费了许多能源。实现转炉煤气最大限度回收，对降耗增效，减少大气污染，节能环保有着巨大的经济和社会效益。

分析仪在其中测量CO/CO2和O2的值，分别在二次除尘后，烟道排放前以及气柜出口，电除尘前的位置。CO/CO2的检测是保证回收到最有价值的煤气，O2的检测是避免煤气中的氧气含量过高导致在回收或使用中发生爆炸。

这两个测量点，采用维护方便，响应时间短的LDS 6和SITRANS SL激光分析仪是一个比较好的选择。其IP65的防护等级，1区的防爆设计以及自动标定的功能完全可以满足现场恶劣的工况，保证有效安全的回收煤气。

在钢铁行业的煤气回收中，包括高炉煤气、COREX炉煤气、焦炉煤气等，会对煤气中H2S的含量有一定的要求，分析仪在煤气回收中还有一个应用电就是采用色谱分析仪测量煤气中硫的含量。

3.2.1. 项目简介

天津天铁冶金集团是天津市重点支持的大型企业集团，2006 年新发布的中国企业500 强中排名第152 位，在中国制造业500 强中排名第72 位。现有年产生铁350 万吨、钢坯350 万吨、钢材257 万吨的综合生产能力，在国内外享有较高的知名度。近年来，天铁集团与世界知名钢铁公司不断开展合作，学习先进技术。在奥钢联参与的热轧工程与工艺改建中，采用西门子LDS6 激光气体分析仪，用于实时监测转炉气体中CO、CO2 的含量，参与工艺控制；以及转炉气体回收中与安全相关的氧含量监测。

由高炉炼铁、氧气转炉炼钢、最后经轧机轧制组成的“长流程”是当今钢铁行业的主要生产流程，超过三分之二的钢材由长流程生产。铁矿石经高炉炼制形成铁水，在铁水中包含大量的碳和杂质（如硫、磷等），为了得到高质量的钢材，铁水必须经进一步处理，去除碳和杂质。氧气转炉（BOF）是普遍的炼钢设备，将铁水注入转炉，由水冷喷头向转炉内吹入高压氧气。吹入的氧与铁水中的碳经过氧化结合生成CO和CO2，并以炉气的形式与铁水脱离、排放。整个转炉炼钢的工艺流程约15 至20 分钟。炉气中的CO 和CO2 可以作为反映转炉工作状态的参数组，通过监测炉气中CO、CO2 的含量，可以提高转炉的工作效率。LDS6 的快速相应能够精确地确定整个工艺的结束时间，节约大量的氧气与能量，优化整个流程。

转炉气体中含有大量的CO，可以作为可燃煤气回收，此类高CO 气体的回收处理需特别注重防爆安全。测量快速、准确、无干扰是LDS6 原位式激光气体分析仪的特点之一，使用LDS6 监测转炉回收煤气中的氧含量可以增强安全性。

                                图2. 西门子分析仪在炼钢上的应用

3.2.2. 系统构成

LDS6 激光气体分析仪采用原位测量（in-situ）方式，无需采样与样气处理系统，直接在安装点完成分析。整个系统由中央处理单元、发射探头、接收探头与复合光缆组成。激光光源位于中央处理单元中，所发激光由光缆传至发射探头，激光穿过被测气体后被接收探头检测。检测信号传回中央处理单元进行处理、分析与显示。中央处理单元还承担人机工作界面和输入输出的功能。LDS6 的发射探头与接收探头直接安装于现场分析管线的两侧（见图3）。两者均采用模块化设计，绝大多数硬件可以互换。天铁转炉气体监测项目*采用两套LDS6 设备，分别在电除尘后监测转炉煤气中的CO、CO2，和O2。前者用于转炉工艺的优化与控制后者出于煤气回收安全目的。

两套LDS6 用于CO、CO2，以及O2 的测量西门子LDS6 激光分析仪选择使用光缆传输信号，可以利用光缆的模式选择进一步确保信号“纯净”，提高测量系统的抗电磁干扰能力、恶劣环境的适应能力。同时，中央处理单元利用复合光缆内集成的双绞线完成对探头的供电，无需现场再对探头提供电源。光缆外部的保护层使得其满足工业现场的使用要求。

                                 图3.激光分析仪LDS 6在炼钢上的应用