钢铁企业检化验设施的设计与发展方向分析

摘要:本文结合大量钢铁企业检化验设施的设计经验,对国内大中型钢铁联合企业检化验设施的设计、发展方向等进行论述。

关键词:钢铁企业;检化验设施;设计;集中化;自动化;信息化

为更好地适应现代化钢铁工业的快速发展,总结提出了设置集中化、设备集成与自动化和数据管理信息化可作为未来检化验设施的重点发展方向,为今后钢铁企业检化验设施设计和建设提供了方向和科学指导。

一、钢铁企业检化验设施的设计

(一)设计原则

钢铁企业检化验设施的设计原则如下:1)设计严格执行国家、行业与地方的相关标准、规范和规程。2)采用同类检验项目相对集中的方式进行检化验设施布点,同时兼顾用户对试验周期的要求;工艺生产过程中要求设置的检化验设施在各单项工序内单独设置。3)采用国内外先进、成熟、可靠的试验方法和工艺流程,工艺装备水平不低于国内大型钢铁企业水平,要结合国情及厂情,选择行之有效的成熟设备,以保证工艺装备的先进性和可靠性。4)检化验设施主要立足于完成生产工艺所需的分析检测任务,部分企业根据发展规划要承担试验研究、新产品开发研究等任务。

(二)检化验设施组成及任务

根据设计原则及生产工艺要求,大型钢铁联合企业生产检化验一般包括以下设施。1)原料取制样系统。原料取制样系统是对进厂原燃料和中间产品取样并进行物理性能检验和化学分析试样制备,包括皮带自动取制样设施、汽车或者火车自动取样设施,以及原料中间产品自动取制样设施等2)原料分析中心。原料分析中心负责所有进厂原燃料、烧结矿、球团矿、焦化车间的焦炭、石灰车间的石灰与石料以及各生产工序所需的原、燃、材料等试样的物理和化学性能检验任务。3)铁钢分析中心。铁钢分析中心承担高炉和铁水脱硫铁样,炼钢连铸各生产机组钢样、钢中气体样、渣样,以及轧钢成品样等化学成分分析任务。4)成品检验中心。成品检验中心承担轧钢产品的品质检验、工艺操作介质化学分析、连铸坯的低倍缺陷检验、全厂能源介质分析等任务。5)检化验室。现场检化验室为满足工艺生产需要,在生产机组附近或跟班运行设置的检化验室,包括冷轧生产线的机旁检验室、水处理厂的水质化验室、锅炉房跟班化验室、电厂化验室、氧气厂的气体分析室等。

(三)检化验设施分析检测流程

钢铁企业检化验设施是对分析的样品经取样、送样、制样至分析检测出数据,然后通过检化验數据管理系统将数据传送至相关的生产车间控制室及质量管理部门。

(四)分析检测方法及主要检化验设施设备配置

1.化验设施分析检测方法

钢铁企业的分析检测方法按检测专业分类分为化学检测和物理检测。化学检测的主要对象为各种原材料、钢铁产品、炉渣、能源介质等,检测手段以仪器分析为主、湿法化学分析为辅;物理检测包括一部分原材料的物理性能指标,以及钢坯、钢材等产品的物理性能,一般采用标准检测方法。

2.主要检化验设施设备配置

1)原料取制样系统设备对船运物料,可在码头或原料场区域设置皮带自动取制样设施,包括取样系统、粒度筛分系统、水分测定系统、物理及化学性能试样制备系统、返料系统、除尘系统、电控及监控系统等;对汽车或者火车来料,可在原料场过磅前或者翻车前分别设置汽车或火车自动取样装置,包括取样大车、取样小车、送样系统、试样缩分系统、试样收集系统、弃料返排系统、电控及监控系统、挡车器等;对原料中间产品(烧结矿、球团矿、焦炭),可在成品区域设置烧结矿(球团矿、焦炭)在线取制样系统,包括取样系统、粒度筛分系统、强度测定系统、成分试样制备系统、返料系统、除尘系统、电控及监控系统等。2)原料分析中心设备原料分析中心是为铁前各单元的工艺服务,因此位置宜设置在原料场、焦化厂、烧结厂、球团厂和炼铁厂之间。配置的检化验工艺设备主要为:国产的制样设备、煤焦分析设备、矿石冶金性能检测设备、湿法化学分析设备等。3)铁钢分析中心设备铁钢分析中心服务于炼铁和炼钢厂,位置宜设置在炼铁厂和炼钢厂之间且靠炼钢厂。配置的检化验工艺设备主要为:国产的风动送样系统、制样设备,引进的X荧光光谱仪、直读光谱仪、红外碳硫分析仪、氧氮氢测定仪等。4)成品检验中心设备成品检验中心服务于轧钢厂和连铸车间,位置宜设置在离轧钢成品库较近的区域。配置的检化验工艺设备主要为:拉伸试验机、弯曲试验机、冲击试验机、硬度计、落锤试验设备、热处理炉、金相试验设备、低倍检验设备、能源介质分析设备、各种试样加工设备等。

二、检化验设施发展方向

(一)检化验设施设置集中化

传统的钢铁企业检化验设施设置分散、小而全,各个生产区域都设置检化验设施,同时全厂再集中设置中心实验室。这种传统模式下,相同或类似的检化验项目在各生产区域检化验室分别配置设备,造成资源浪费、成本增加。随着信息化技术的发展以及实验室质量管理体系的不断健全,为节约资源与成本,钢铁企业的检化验设施应尽量集中设置。比如,将铁前各工序的各种原料检化验集中设置原料分析中心,将炼铁、炼钢各生产机组生产检化验集中设置铁钢分析中心,将轧钢各生产线、连铸车间和全厂能源介质的检化验集中设置成品检验中心。

(二)检化验数据管理信息化

检化验数据是现代化钢铁企业生产信息的重要组成部分。为实现检化验数据快速、准确传送及管理,实验室应设置数据信息化管理系统,将分析检测得到的数据自动传送至生产现场控制室和有关质量管理部门等。数据信息化管理系统是指对试样检验流程、分析数据及报告、实验室资源、客户信息等要素的综合管理,是连接实验室、生产车间、质量管理部门及客户的信息平台。钢铁企业实现实验室的信息化管理,可以第一时间得到分析数据,并及时调整工艺方案,更好地指导企业生产。

三、结语

钢铁行业是我国整体市场经济的支柱,是一种能源密集型产业。但近年来,市场经济持续低迷洗牌,钢铁行业在危机中稳步求进己属不易,同时,国家环保政策日渐严格,全国多地开展了蓝天保卫战,环保降霾日益紧张,已经许多大型钢企也正在向低污染方向转型,同时也有不少钢企不定期停产限产。因此,需要钢铁行业结合国家政策、紧跟市场形势,积极采取更加先进的检验化验设备、技术与理念,更好地促进钢铁行业融入生态经济视角下的高质量发展洪流中。

参考文献:

[1]李江.钢铁企业分析检测技术与自动化[J].钢铁,2006,41(增刊2):524-527.

[2]史玉奎,倪培洋,王伟.钢铁企业检化验系统的建设与管理[J].山东冶金,2011,33(4):57.