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中方公司積極開展中子水分測定儀的應(yīng)用技術(shù)交流
中方公司積極開展中子水分測定儀的應(yīng)用技術(shù)交流
前言：基于對(duì)國家節(jié)能減排政策的高度認(rèn)識(shí)和鋼鐵企業(yè)進(jìn)一步降低消耗迫切需要的理解，中冶東方工程技術(shù)有限公司充分發(fā)揮煉鐵工藝與自動(dòng)化控制的綜合優(yōu)勢，積極開展中子水分儀在煉鐵工藝應(yīng)用研究。
日前，中冶東方自動(dòng)化專業(yè)先后邀請(qǐng)德國Berthold公司和美國Thermo Electron公司就中子水分儀技術(shù)進(jìn)行了技術(shù)交流，通過交流使得專業(yè)技術(shù)人員更深入地了解了中子水分儀的測量原理、應(yīng)用狀況以及設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意的問題，為今后在工程設(shè)計(jì)中采用和推廣中子水分儀積累和儲(chǔ)備的技術(shù)基礎(chǔ)。
焦炭作為高爐生產(chǎn)的主要原料，既是鐵礦石還原為生鐵還原的還原劑，也是生產(chǎn)過程中熱能的主要提供者。由于焦炭表面呈多孔狀，因此具有良好的水汽吸附能力，而且其水汽吸附量隨焦炭顆粒的大小、運(yùn)輸過程、儲(chǔ)存時(shí)間、儲(chǔ)存地的溫度與濕度密切相關(guān)，這就導(dǎo)致焦炭水分含量無法保持在一個(gè)穩(wěn)定的區(qū)間。焦炭水分含量的變化直接影響到對(duì)高爐爐溫的控制，從而影響高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于同等重量的焦炭，水分含量高則使?fàn)t溫下降，反之爐溫上升。爐溫的上下波動(dòng)不僅關(guān)系到生鐵的含硫含硅量、增大焦比和能源消耗，還直接影響著高爐的利用系數(shù)、使用壽命、生鐵質(zhì)量、產(chǎn)量等等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。為了解決焦炭水分含量變化對(duì)高爐爐溫的控制的影響，首先要測量出焦炭水分含量的**數(shù)值，再經(jīng)計(jì)算得出焦炭補(bǔ)償重量，通過加料系統(tǒng)完成焦炭的在線補(bǔ)償，從而使得入爐有效熱能恒定，以穩(wěn)定爐溫?？梢姕?zhǔn)確、快速測定入爐焦炭的含水量對(duì)于高爐生產(chǎn)至關(guān)重要。
傳統(tǒng)的焦炭水分含量測定采用隨機(jī)取樣檢測方法完成。這種測定方法存在如下弊端：首先隨機(jī)取樣樣品的代表性差，由于焦炭水分含量受眾多因素影響，無法取得具有代表性的樣品；其次隨機(jī)取樣檢測還存在著檢測結(jié)果滯后于生產(chǎn)過程控制的弊端。對(duì)入爐焦炭的含水量實(shí)施在線準(zhǔn)確、快速測定是煉鐵生產(chǎn)的迫切需求。
中子水分儀測量技術(shù)自上世紀(jì)60年代初在國外被研制成功以來已有30多年，國外研制同位素核儀表的公司已逐漸發(fā)展成為專業(yè)化的廠家，如美國的Rosemount公司、Ronan公司、德國的Berthold公司、日本的日立制作所等。我國自上世紀(jì)70年代末80年代初開始研制和應(yīng)用中子水分儀，目前國產(chǎn)儀表產(chǎn)品的性能及質(zhì)量已經(jīng)接近國外同類產(chǎn)品。中子測水法是利用被測物料對(duì)中子的慢化原理來達(dá)到測量水分含量的目的，它通過對(duì)料倉內(nèi)被測物料大體積范圍內(nèi)不均勻的物料進(jìn)行積分測量，而取得一個(gè)平均水分值，是一種非接觸式在線測量技術(shù)。該方法不受惡劣環(huán)境條件(如高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)粉塵等)因素的影響，具有較高的穩(wěn)定性、耐用性，故障率低、便于維護(hù)等特點(diǎn)。隨著智能化自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，作為快速、準(zhǔn)確、高效的中子測水法日益凸現(xiàn)。中方公司積極開展中子水分儀的應(yīng)用技術(shù)交流
常用的中子測水安裝方式有兩種：一種是插入式、另一種是表面式。各有優(yōu)缺點(diǎn)。前者是把探頭插入到被測物料中，探測效率高，使用的放射源強(qiáng)度小，但安裝和防護(hù)系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)不便，探頭外殼磨損問題不易解決，常給中子探頭尤其是中子源的**保護(hù)維護(hù)帶來麻煩，如因探頭磨損致使放射源脫落丟失的危險(xiǎn)。表面式探測是探頭固定在倉壁外表面上，不直接接觸物料，在設(shè)備不停止運(yùn)行的在線情況下，可自如的安裝與拆卸，不影響生產(chǎn)。
中子水分儀的價(jià)格相當(dāng)昂貴，單臺(tái)價(jià)格大都在20萬元～40萬元人民幣之間，但因其經(jīng)濟(jì)效益很高。按照IAEA(國際原子能機(jī)構(gòu))的報(bào)道，中子水分儀投入產(chǎn)出比可達(dá)1:10以上；據(jù)英國“won and steel”雜志統(tǒng)計(jì)，高爐應(yīng)用中子水分儀，可節(jié)約焦炭2～3%，以一個(gè)高爐年產(chǎn)200萬噸生鐵計(jì)算，每年可節(jié)約2萬噸焦炭，折合人民幣1000多萬元。
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