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LIBS元素分析仪,开启烧结球团智能化检测新模式

炼钢过程中的烧结是钢铁生产的关键预处理步骤,主要目的是将粉状铁矿石转化为适合高炉冶炼的块状炉料,烧结工序也直接影响高炉的生产效率、能耗和产品质量。



烧结过程中,进厂原料的监控,混料配比以及入炉配料的监控十分重要。但当前钢铁厂原料来源复杂,主要是因为市场上各原料价格存在波动,导致钢铁厂不时更换主料来源;其次,随着地球资源的不断开采,富矿短缺,各不同品相资源的不断被扩大利用,造成原料品相波动;再者即便同一批矿,其品位也存在差异,这些因素都为烧结配料增加了困难。





传统配料存在较大的弊端




传统配料环节依赖化验室数据与操作员度个人经验,不仅不能很好的满足混料和配料的需求,取样还存在抽样误差;检测频次受限,检测结果滞后实际原料;个人操作水平参差不齐,计算整合能力弱等因数都会造成延误工艺参数的实时调整,配料稳定性差,大量废料以及低质量烧结矿的产生,甚至影响高炉的稳定生产。除此之外,烧结现场高温、多粉尘,人工取样易引发烫伤、尘肺病及滑倒坠落等安全事故,威胁工作人员生命安全。





国家政策驱动




基于传统配料操作的弊端,导致现场生产工艺调控不及时,影响烧结矿质量,无法满足钢铁企业智能化、高效化转型需求。国家相关政策明确将在线检测装备列为钢铁智能制造的核心支撑,《“十四五”智能制造发展规划》《智能检测装备产业发展行动计划(2023-2025 年)》均提出,要推动钢铁行业实现工艺参数、成分的在线检测,提升过程质量控制水平。在此政策驱动下,钢铁企业亟须通过智能化检测升级,落实“降本增效、绿色低碳”的行业转型目标。 






LIBS技术开启烧结球团智能化

检测新模式




烧结矿化学成分的控制具有如下特点:

(1)化学成分的稳定性主要受原料参数的影响,与状态参数关系甚微。从配矿到成品矿的化学成分化验出结果,需要长达几个小时,存在着相当长的时间滞后。

(2)工艺过程具有动态复杂性和时变特性。化学成分之间有很大的相关性,某一成分发生变化会引起其它成分的改变,形成某一成分不能满足要求,不一定是由于该成分本身变化引起的,往往是从其它方面去找原因,这就构成了控制烧结矿化学成分的复杂性。

碱度(R)是烧结矿化学成分的基础,也是影响烧结矿产质量的基本因素。对任何企业的烧结矿而言,只要碱度不同,烧结矿的化学成分均会发生变化,因此控制烧结矿的化学成分应围绕碱度这个中心。同时高炉的炉料结构和高炉冶炼炉渣的特性也是基于碱度这个基本因素的,烧结矿碱度产生波动,就必然会影响炉渣的特性也是基于碱度这个基本因炉料组成和炉料质量直至波及冶炼效果。


 工业在线LIBS元素分析仪


LIBS在线成分分析仪采用激光诱导击穿光谱技术,使用高能量激光光源在分析材料表面形成高强度激光光斑(等离子体),使样品激发发光,这些光随后通过光谱系统和检测系统进行分析,通过软件算法可以对光谱进行进一步的定量分析。




烧结配料优化控制系统依托LIBS在线成分分析仪实时分析混合料Si02、Ca0等成分含量,依据烧结工艺要求R、Mg0目标,自动搜索参与配料的原料最优配比方案。R、Mg0目标标作为系统输入参数,可以根据需要在线调整。


在线实时测量烧结混合料中TFe、Fe0、A1203、Si02、Ca0、Mg0、总碳C等含量

实时监测、实时分析-关键指标结果


莱森光学工业在线LIBS元素分析仪应运而生。该设备可对输送皮带上的混合物料、烧结矿成分进行在线分析,具有检测速度快、代表性强、准确性高及安全性好等特点,检测数据可直接用于指导生产工艺的调控。通过对混合料、成品烧结矿成分的在线检测,能够实现烧结 系统物料成分的快速准确感知,对烧结系统给出有效的过程物料和成品质量反馈。相较于参考化验结果进行配料调整,该设备可减少调整时间滞后和物料与成分匹配差异、提高配料调整时效性、准确性,降低烧结矿碱度的波动,提升高炉燃料的利用率,精准适配钢铁行业烧结工序的检测需求。




钢铁厂烧结矿工艺智能配料闭环控制系统流程图


烧结配料优化控制系统,实现了烧结配料闭环控制,有效解决了烧结球配料现状面临的问题,显著提高成品矿合格率、一级品率、烧结矿强度。保守预估,提升烧结矿合格率1.5%以上,降低烧结返矿率1%以上。






莱森光学亮相研讨会,分享应用成果




莱森光学作为工业光谱检测领域的领先者,2026年3月19日将参与由天津市金属学会携手江西省、河北省、北京、上海市、山东、山西省、江苏省、浙江省、四川省、河南省、安徽省、陕西省、福建省、广东省金属学会及新余钢铁股份有限公司、江西省钢铁产业科技创新联合体在江西省·新余市·袁河宾馆举办“2026烧结球团绿色智能与降本提质技术创新与应用研讨会”,总经理蒋二龙先生将在此次会议上分享LIBS激光诱导击穿光谱技术在烧结球工艺过程的创新应用成果。







届时将与全国冶金行业的资深专家、行业高校、科研院所、企业技术中心、烧结厂、球团厂及先进工艺设备供应商等单位的代表面对面探讨LIBS激光诱导击穿光谱技术在钢业行业更多应用场景和解决方案,助力钢铁行业实现极致能效、减排降碳、精益制造和品质升级。


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