[发明专利]一种在线测量烧结料中全铁含量的方法

说明书

本发明公开了一种在线测量烧结料中全铁含量的方法。烧结料中主要成分是铁元素，烧结混合料中铁元素的波动会对烧结生产工艺产生巨大的影响。本发明通过中子场的变化检测烧结混合料中铁元素含量。其特点在于采用透射式检测方法，可对流经分析仪的物料进行全断面、无间断、实时检测。加入了水分检测单元，消除了水分变化对检测结果的影响，具有较强的现场适应性。本发明硬件成本相对较低，可广泛应用在各种规模的烧结配料工艺点，提升烧结配料的自动化程度，也可以应用在铁矿石的选矿工艺点，实时在线检测铁矿石中的全铁含量。

技术领域

本发明涉及一种工业在线检测方法，具体是一种依靠中子技术检测烧结料中铁元素含量的方法。

背景技术

烧结料中的全铁检测在烧结生产工艺中具有非常重要的作用，及时有效的检测烧结混合料中的全铁含量，有利于控制烧结成品矿的全铁含量，从而保证高炉的顺行，提升炼铁工厂的自动控制程度。目前在线检测烧结料全铁含量主要有X荧光法、电子对法、中子活化法。X荧光属于表面测量方法，受料型变化影响较为严重，无法真正实现高精度在线检测全铁含量。电子对法利用铁原子和高能γ射线发生相互作用时，产生电子对效应的几率远远大于矿石中的其它元素，对湮没辐射和散射光子的混合谱进行解析，就可得到铁品位值，这种方法属于透射式检测方法，受料型变化影响较小，非常适合在线检测烧结料中的全铁含量，但是这种方法需要高能γ放射源—镭源，目前这种放射源属于高毒放射源，已经禁止在工业现场使用。中子活化法可以实现对烧结混合料进行全元素分析，且其分析精度较高，目前已经在国内一些大型钢厂得到应用，但其造价较高，一些小规模的烧结厂无法承受其高昂的成本。本发明内容介绍了一种低成本、透射性的在线全铁检测方法，可广泛应用于各种规模的烧结配料工艺中。

发明内容

烧结料的主要成分为铁质原料、氧化钙、氧化硅、水，其成分表见表1。烧结料中主要元素为Fe、Ca、Si、H、O，各元素原子比例、中子吸收截面数据见表2。从表2中我们可以看到对中子吸收贡献最大的元素是Fe元素，其次为H元素，而H元素主要来自于烧结料中的水分。如果已知烧结料中的水分含量，则可以通过检测烧结料中的中子通量变化检测Fe元素含量。

如图1所示，在烧结料输运皮带物料上方安装中子源，此中子源可为中子发生器、同位素中子源。在皮带下方安装中子探测器，形成透射式中子检测装置。皮带空载时中子探测器计数率记为变量N₀，皮带负载时中子探测器计数率记为变量N。在烧结料输运皮带上安装水分检测装置，实时检测烧结料中水分含量，记为变量Moi。在输运皮带上安装皮带秤，实时检测皮带载荷，记为变量load。

Fe元素计算公式如下：

式中k、a、b为拟合参数，可通过标定拟合实验获得。

这种检测方法适用于检测不含其它大中子截面元素的烧结料原料，常见的大中子吸收截面元素见表3，B元素、Cl元素、Ni元素、Mn元素在烧结料中含量极其小，其影响可忽略不计。国内的钒钛铁矿中含有较多的Ti元素和V元素，本发明方法不适合检测含钒钛铁矿石的烧结混合料。

有益效果：

可有效地实现在线实时检测烧结混合料中的Fe元素含量。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明的测量原理示意图。

1皮带秤，2 中子源，3中子探测器，4水分仪，5输运皮带。

具体实施方式