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Nuevo avance en el monitoreo en línea del gas de alto horno: la tecnología de espectrometría Raman láser permite la fabricación inteligente de hierro
16/12/2025

1. gas de alto horno: de los "subproductos" de la fabricación de hierro a la valiosa energía

Como principal proceso de fabricación de hierro moderno, la producción de arrabio de alto horno representa más del 95% de la producción mundial total. El proceso toma mineral de hierro, piedra caliza y coque como materias primas y se carga en el alto horno en capas en un cierto porcentaje; Al mismo tiempo, el aire rico en oxígeno calentado por la estufa caliente entra en el horno desde la entrada de aire. En el horno, las materias primas experimentan una serie de reacciones químicas complejas: el coque se quema con aire caliente en la zona de salida de aire para producir co2, que reacciona con coque caliente durante el proceso ascendente para producir co, mientras que el co reduce aún más el mineral de hierro paso a paso al hierro metálico, que finalmente forma hierro fundido. Al mismo tiempo, con la reacción se produce una gran cantidad de gas de alto horno, que se descarga del techo del horno.


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2. monitoreo en tiempo real: "ojos" para optimizar procesos y Seguridad

El monitoreo en tiempo real de la composición del gas de alto horno tiene como objetivo optimizar el proceso de fundición y la eficiencia energética, prevenir riesgos inflamables y explosivos y garantizar que las emisiones contaminantes cumplan con los estándares.


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3. la tecnología de cromatografía de gases es "incapaz"

En la actualidad, el análisis de gases en la parte superior del Alto horno se utiliza comúnmente en la tecnología de análisis de cromatografía de gases en línea, cuyo principio de funcionamiento es utilizar columnas de cromatografía para la separación de gases, y luego utilizar detectores de conductividad térmica TCD para el análisis de componentes.

Sin embargo, el analizador de cromatografía de gases en línea todavía tiene varias limitaciones en la aplicación práctica, como el largo ciclo de análisis, la operación compleja y los altos costos de mantenimiento.

(1) análisis de la existencia de "retraso en el tiempo"

Aunque el análisis único es rápido, desde el muestreo, la transmisión de muestras, el preprocesamiento hasta la finalización del análisis, todo el proceso tiene un cierto retraso (generalmente unos minutos), no se puede lograr un monitoreo en tiempo real a nivel de segundo y la respuesta a las fluctuaciones repentinas de la composición es más lenta.

(2) operación compleja y alto umbral técnico

El sistema de análisis en línea necesita ser mantenido por operadores profesionales, incluyendo envejecimiento de columnas cromatográficas, gestión de carga de gas, calibración regular, etc. el umbral técnico es alto y requiere ciertos conocimientos profesionales y experiencia.

(3) gran carga de trabajo de mantenimiento y alto costo

La cromatografía requiere el transporte de muestras a larga distancia, sistemas complejos de pretratamiento y una gran cantidad de mantenimiento in situ de varios consumibles (gas portador, columnas cromatográficas, etc.). La vida útil de la columna cromatográfica (consumibles básicos) suele ser de 6 - 12 meses (afectada por la contaminación de la muestra), y el costo de reemplazo es de aproximadamente 10000 a 30000 yuanes por raíz; El detector debe limpiarse regularmente, los cilindros de gas deben cambiarse con frecuencia y los costos de mantenimiento a largo plazo son altos.


4. avances en la tecnología de espectrometría láser Raman

La espectrometría Raman láser (lrd) es una tecnología de análisis de gases espectrales basada en la dispersión Raman de gases. El láser de longitud de onda específica se emite utilizando un láser de alta calidad de haz, que se centra en la Cámara de gas a través de una lente acromática, y el láser y las moléculas de gas chocan entre sí en la posición de enfoque para producir dispersión raman. Los diferentes gases corresponden a diferentes longitudes de onda de luz de dispersión de Raman (llamados picos característicos de Raman del gas). La intensidad del pico Raman es directamente proporcional al valor de concentración del gas. a través del análisis espectral de la ubicación e intensidad del pico característico Raman del gas, se puede lograr la medición simultánea de múltiples componentes. Además, debido a que el tiempo de excitación y recolección del espectro de dispersión Raman es muy corto, tiene un tiempo de respuesta más rápido que el de la cromatografía.


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Tres ventajas principales de la comparación de la cromatografía de gases basadas en el principio de lrd:

(1) velocidad de respuesta rápida:Medición casi en tiempo real, tiempo de respuesta de unos 10 S.

(2) configuración simple y fácil de operar:Se compone de preprocesamiento, sonda y máquina principal del analizador, y la operación inteligente.

(3) pequeña carga de trabajo de mantenimiento:No se necesitan consumibles como columnas cromatográficas y transporte de gas, y la cantidad de mantenimiento in situ está cerca de cero.


5. serie lrga de instrumentos sifang: innovación independiente nacional

Con el fin de resolver el problema de monitoreo del sistema de análisis de gas en la parte superior del Alto horno, que es fácil de bloquear y difícil de funcionar de manera estable a largo plazo en malas condiciones de trabajo, como Alta temperatura, alta presión, polvo múltiple y humedad, Sifang Instrument ha desarrollado un sistema de análisis en línea basado en la Tecnología espectral Raman láser, combinado con un preprocesamiento eficiente, para realizar un monitoreo continuo en tiempo real del gas de salida del eliminador de polvo, ayudar a los técnicos a comprender con precisión la situación en el alto horno y optimizar el proceso de reacción para obtener mejores indicadores técnicos y económicos y proporcionar una orientación confiable para la producción de alto horno.


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Desde 2012, Sifang Instrument se ha apoyado en la plataforma tecnológica de detección de gases básicos de su empresa matriz (sifang Optoelectronics co., ltd.) para liderar el proyecto especial nacional de desarrollo de instrumentos y equipos científicos importantes "investigación y desarrollo y aplicación de instrumentos de análisis de gases espectrales láser raman". En respuesta a problemas técnicos de la industria, como la débil señal característica de la espectrometría láser raman, los instrumentos Sifang han cultivado profundamente durante más de diez años, han estudiado continuamente la tecnología de análisis de gas de la espectrometría láser raman, y finalmente han desarrollado con éxito un producto comercial con derechos de propiedad intelectual independientes, el analizador de gas de la espectrometría láser Raman de la serie lrga, que complementa las lagunas técnicas en los campos relacionados en china. Al mismo tiempo, con un profundo patrimonio técnico y rendimiento del producto, los instrumentos Sifang han surgido en la industria, participan activamente en la formulación de estándares de la industria y promueven la modernización industrial.


¡¡ la operación fue exitosa!

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