鋼鐵工業(yè)智能化里程碑：拉曼光譜助力轉(zhuǎn)爐煙氣多組分在線分析

在鋼鐵冶煉過程中，轉(zhuǎn)爐煙氣的成分變化是評(píng)估爐內(nèi)反應(yīng)、優(yōu)化工藝流程、保障安全生產(chǎn)的重要依據(jù)。然而，傳統(tǒng)的在線分析技術(shù)存在諸多弊端：系統(tǒng)復(fù)雜、成本高昂、響應(yīng)速度慢、維護(hù)繁瑣，且難以對(duì)氮?dú)獾冉M分進(jìn)行直接分析。

突破性進(jìn)展：拉曼光譜技術(shù)帶領(lǐng)革新

為解決上述難題，鑒知技術(shù)聯(lián)合鞍鋼集團(tuán)等相關(guān)機(jī)構(gòu)集中攻關(guān)，研發(fā)了一種基于拉曼光譜技術(shù)的轉(zhuǎn)爐煙氣多組分在線分析方法，并成功研制了轉(zhuǎn)爐煙氣專用分析系統(tǒng)。相關(guān)研究成果已經(jīng)在《光譜學(xué)與光譜分析》期刊發(fā)表。

圖 轉(zhuǎn)爐煙氣分析系統(tǒng)中的拉曼光譜分析模塊（RS2600MG）

核心優(yōu)勢(shì)：快速、精準(zhǔn)、高效

相比于傳統(tǒng)技術(shù)，鑒知技術(shù)轉(zhuǎn)爐煙氣分析系統(tǒng)創(chuàng)新之處在于：

· 多組分同時(shí)分析： 一次檢測(cè)即可獲得CO、CO₂、N₂、O₂、H₂ 五種主要組分的定量結(jié)果，無需多傳感器組合，簡化系統(tǒng)，降低成本。

· 快速響應(yīng)： 單次檢測(cè)時(shí)間僅需1-2秒，遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)技術(shù)的10秒以上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)。

· 精準(zhǔn)度高： 檢測(cè)范圍0.1%-100%，檢測(cè)精密度RSD值均≤0.1%，準(zhǔn)確度滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

· 不受壓力影響： 多元標(biāo)準(zhǔn)曲線模型克服了傳統(tǒng)單組分分析對(duì)測(cè)試條件的依賴，保證結(jié)果穩(wěn)定可靠。

· 維護(hù)簡單： 模型校正僅需使用混合標(biāo)準(zhǔn)氣體一次檢測(cè)即可完成，無需各組份逐一校正，降低維護(hù)工作量。

圖 轉(zhuǎn)爐煙氣分析系統(tǒng)監(jiān)測(cè)界面

技術(shù)細(xì)節(jié)

該系統(tǒng)采用耐高溫探頭和大功率抽氣泵，快速、有效去除樣氣中水分和灰塵，保證測(cè)試條件穩(wěn)定。分析模塊采用窄線寬532 nm 激光器和透射式光譜儀，并通過空間光路設(shè)計(jì)以提高檢測(cè)靈敏度。

應(yīng)用前景：鋼鐵行業(yè)及其他領(lǐng)域

目前，該分析系統(tǒng)已在鞍鋼集團(tuán)等地落地應(yīng)用，并獲得良好反饋。未來，隨著模型的擴(kuò)展，拉曼光譜技術(shù)有望應(yīng)用于更多氣體種類的檢測(cè)分析，為鋼鐵行業(yè)的智能化升級(jí)提供有力支持。

拉曼光譜技術(shù)為轉(zhuǎn)爐煙氣多組分在線分析帶來了革命性的突破，其快速、精準(zhǔn)、高效的優(yōu)勢(shì)將推動(dòng)鋼鐵工業(yè)邁向智能化、綠色化發(fā)展。相信在未來，這項(xiàng)技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)和科技進(jìn)步。

原文鏈接：   

鄭傳新，劉曉萌，李 泉，孟 征，王恩寧，司星宇，王健年，李振林，王紅球. 基于拉曼光譜的轉(zhuǎn)爐煙氣中多組分氣體在線分析方法研究[J]. 光譜學(xué)與光譜分析, 2025, 45(01): 146-151.

ZHENG Chuan-xin, LIU Xiao-meng, LI Quan, MENG Zheng, WANG En-ning, SI Xing-yu, WANG Jian-nian, LI Zhen-lin, WANG Hong-qiu. Online and Multi-Component Analysis of Converter Flue Gas by Raman Spectroscopy. SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS, 2025, 45(01): 146-151.