更全的杂志信息网

钢铁企业中X射线荧光光谱分析实验室的配置与设计

更新时间:2016-07-05

X射线荧光光谱分析是一种非破坏性的现代仪器分析方法,它具有分析速度快、可分析元素范围广、分析结果准确稳定、分析样品状态及形状多样等优点,在冶金、地质、石油化工、建材、环境等领域具有广泛的应用[1]。本文介绍了钢铁企业中X射线荧光光谱分析实验室的设备配置及设计要求。

1 X射线荧光光谱分析基本原理

在X射线管内,一束电子流高速撞击阳极金属靶表面,产生初级X射线,当初级X射线照射到试样表面时,激发原子中内层能级上的电子并使其跃迁形成空位,立即可由外层较高轨道上的电子来填充,多余的能量以X射线光子的形式释放出来,即产生荧光X射线,也称为次级X射线[1]。由于X射线荧光产生于原子内层电子的跃迁,因此这种跃迁只能产生有限的几组谱线,即特征X射线。根据特征X射线的波长和强度,对被测试样中元素进行定性和定量分析。

实际上试样往往是由多种元素组成的,因此会产生各种特征X射线,所以需要采用各种分光晶体把各种特征X射线波长分开在不同的衍射角上,根据布拉格定律[1]可知:

2dsinθ=

(1)

式中:d:分光晶体的晶面间距;

针对ELV充电站设施选址评价问题,提出了一种基于组合赋权法的充电站选址评价模型。在充分考虑经济、社会等4个因素的基础上,从中选取了建设与运维成本、交通便利度等8项指标构建了评价指标体系。通过算例实证发现,科学合理的ELV充电站选址评价研究可以降低企业的建设成本,有效满足客户配送服务需求和城市规划布局要求。算例结果验证了所提出方法的有效性,为物流企业更好地进行ELV充电站选址评价提供了决策支撑。

θ:衍射角;

n:衍射线级次,n =1,2…,n为整数;

X射线荧光光谱仪分析原理如图1(以波长色散型为例)。

因为上述优化问题试图尽量减小需要的缓冲器的数量,而许多缓冲器调整次数很少甚至没有调整.如图5所示,其中节点代表了缓冲器,连接线代表了触发器之间的逻辑连接.

d为已知,θ角可从仪器上直接读出,因此可求出λ的值。布拉格定律是X射线定量分析的基础,根据特征X射线强度与相应元素含量之间的关系,可以进行元素的定量分析[1]。特征X射线的强度与分析元素的质量百分含量之间的关系可用下式表示[2]

Ii=KCi/μm

(2)

KS:与线系有关的常数;

K:常数,与入射线强度和分析元素对入射线的质量吸收系数有关;

Ci:分析元素的质量百分含量;

μm:试样对初级X射线和荧光X射线的总质量吸收系数。

根据莫塞莱定律[1],原子序数与特征X射线波长之间的数学关系式如下:

(3)

式中:λ:特征X射线的波长;

就业指导对于高职毕业生具有深远意义,可以帮助学生正确认识自己在市场中的地位,努力提高就业竞争能力,教育学生把自身的远大理想和社会的需求紧密结合在一起,才能使学生鼓起勇气迎接就业挑战。

式中:Ii:特征X射线的强度;

Z:原子序数。

在鲁镇和鲁迅故里展示的是作为民俗或者非物质文化遗产的绍兴“祝福”这一颇具地方特色的节庆文化。这一文化的本真性在于能否在展示中体现出真实性和自然性。但问题的关键就在于“谁说了算”?真实性和自然性如何到底是对谁而言的?

只要测出了特征X射线的波长,就可以求出产生该波长的元素,即可做定性分析[2]。所以莫塞莱定律是X射线定性分析的基础。

λ:特征X射线的波长。

图1 波长色散型X射线荧光光谱分析原理图

2 X射线荧光光谱分析在钢铁企业的应用范围

钢铁企业分析所用的X射线荧光光谱仪主要为波长色散型,它可以分为多道同时型、扫描型和多道与扫描型相结合的光谱仪。多道同时型适用于相对固定组成和大批量试样分析,具有分析元素固定、检测速度快、校正软件简单、仪器价格便宜等优势,缺点是除仪器选定元素外,其它元素无法检测[2];扫描型适用于科研及多用途的工作,拥有90多个元素的分析能力,具有定量和半定量分析能力,对检测成分复杂、小批量试样、特殊元素多的材料起到很重要作用,缺点是仪器造价高、分析软件复杂等[2];多道与扫描型相结合则结合了两者的优点[1]。目前,钢铁企业中一般根据实验室承担的具体分析项目,选择同时配置多道同时型和扫描型两种,但以配置多道同时型为主。

X射线荧光光谱分析除了表1所列品种的成分外,还可分析冷轧钢板表面的镀层或涂层厚度。

表1 X射线荧光光谱分析的主要品种及分析项目

类别分析品种分析项目冶金物料铁矿石:块矿、粉矿、铁精矿、混匀矿等熔剂:石灰石、白云石、蛇纹石、萤石、锰矿等铁合金:硅铁、锰铁、铬铁、硅锰合金等[2]耐火材料:硅质、铝质、镁质、铝镁质、铝硅质等[1]炉渣:高炉渣、转炉渣等铁矿石:TFe、SiO2、CaO、MnO、MgO、TiO2、Al2O3、V2O5、S、P、K2O、Na2O、BaO、Ni、Pb、Zn、Sn、As、Bi、FeO、P2O5、Cr、Ni、Cr2O3等熔剂:SiO2、Al2O3、CaO、MgO、S、P、K2O、Na2O、Fe2O3、CaF2、CaCO3、TCa等铁合金:Si、Mn、P、S、Al、Cu、Ca、Cr等[2]耐火材料:Si、Mn、Ti、P、Fe、Mg、Al、Cr等[1]炉渣:TFe、SiO2、CaO、MnO、MgO、TiO2、Al2O3、V2O5、S、P2O5、F、K2O、Na2O、BaO等过程产品成品烧结矿成品球团矿石灰、轻烧白云石铁水:高炉、倒灌站及脱硫装置铁水冷轧镀锌线锌液烧结矿:TFe、CaO、SiO2、MnO、MgO、TiO2、Al2O3、V2O5、S、P、K2O、Na2O、BaO等球团矿:TFe、CaO、SiO2、Al2O3、MgO、TiO2、MnO、P2O5、S等石灰、轻烧白云石:SiO2、MgO、CaO、Fe2O3、Al2O3、S、P等铁水:C、Si、Cr、Mn、Ni、Mo、Cu、V、S、P、Al、Ti、Nb、W、Fe、As、Sn、Pb等锌液:Zn、Al、Fe、Cu、Si、Sn、Cd、Mn、Sb、Mg、Pb等出厂产品轧钢成品:成品钢材成品钢材:Si、Cr、Mn、Ni、Mo、Cu、V、S、P、Al、Ti、Nb、W、Sn、Pb、As、Co等杂辅料连铸保护渣煤气灰含铁尘泥氧化铁泥连铸保护渣:C、CaO、Al2O3、CaF2、Li2O、Na2O、SiO2、B2O3、MgO、BaO等煤气灰:Fe、CaO、MgO、Al2O3、C、TiO2、Mn、P、S、FeO等含铁尘泥:TFe、SiO2、Al2O3、CaO、MgO、TiO2、P2O5、S、MnO、Zn、K2O、Na2O、Pb、Ni、Cr、Cu等氧化铁泥:TFe、SiO2、P、S等

3 X射线荧光光谱分析实验室的设备配置

3.1 X射线荧光光谱分析在钢铁企业的分析流程

以上各品种的成分分析,在实验室一般采用仪器分析为主、湿法化学分析为辅的原则来进行分析流程设计。仪器分析主要采用X射线荧光光谱分析为主,再辅以红外碳硫分析、等离子体发射光谱或原子吸收分光光谱分析。

3.1.1 原材料样、渣样及杂辅料成分分析工艺流程

主要品种的X射线荧光光谱分析工艺流程见图2。

图2 原材料样、渣样及杂辅料成分分析工艺流程

3.1.2 铁水样、锌液样成分分析工艺流程(图3)

图3 铁水样、锌液样成分分析工艺流程

百雀羚三个主渠道势必会出现三个价格体系,对于不同终端形式之间的冲突,线上线下的冲突不绝于耳消费者早已麻木。这种以渠道利益最大化布局的商业模式,仅仅是将消费者作为购买者,而不是商业链的关键一环。纵观跨国护肤品成名品牌,除了日韩品牌会为某一渠道特别定制外,欧美品牌始终会用单一产品载体对接消费者,始终虔诚地以顾客利益为原点展开市场与营销工作,通过顾客购买企业获取盈利。关注重点是在“渠道如何卖”,还是“顾客如何买”,其实就是本土品牌与跨国品牌的差距鸿沟所在的终极因素。

图4 钢材成分分析工艺流程

3.2 X射线荧光光谱分析实验室设备的选型配置

X射线荧光光谱分析实验室的设备选型应以技术先进成熟可靠、操作快速方便为原则,具体选型立足于国产,对国内尚无成熟技术的关键性仪器设备采用国外引进[3]。因此X射线荧光光谱仪采用国外引进,成分制样设备采用国产。

3.2.1 X射线荧光光谱仪

人们认为经济基础决定上层建筑,农民的收入提高了,对其他方面的追求也就多了。经过调研了解到,有些农民的收入提高了,生活并不困难,但也没有参加新农保。他们虽然知道新农保这件事,但并不了解新农保的具体内容和受益情况。这与政府的宣传工作有关。

努力改善教育支出的区域不平衡,加大对中西部教育的投入力度,缩小地区之间的差异;同时加大对农村的教育投入力度,缩小城乡差距.

由于XRF在主次量元素分析上的无可比拟的优势,以及X射线荧光光谱仪器的发展,XRF已经成为一门成熟的成分分析技术[1]。近年来,XRF在钢铁冶金分析方面发挥了重大作用,它是钢铁生产过程和质量控制的主要手段,应用于冶金物料、过程产品和成品等的检测分析。钢铁企业中采用X射线荧光光谱分析的主要品种及分析项目见表1。

X射线荧光光谱仪由激发样品的光源、色散系统、探测系统、谱仪控制和数据处理等几部分组成[1]。示意图见图5。

图5 波长色散型X射线荧光光谱仪图示

目前,X射线荧光光谱仪的生产商很多,但五大生产商(瑞士的Thermo Fisher、荷兰的Panalytical、德国的Bruker、日本的Rigaku和Shimadzu)基本瓜分了全球的冶金、矿产、机械、建材等行业的用户[4],用户可根据自身情况合理选择生产商及型号。

销售人员考核激励制度和应收账款回收质量有密切关系,考核激励制度不应仅将销售额作为考核指标,应收账款回收金额也是考核因素。而H公司考核体系更注重销售额完成情况,完成任务量有关工资直接挂钩,业绩未达标要扣工资甚至免职,对于应收账款回收金额、应收账款周转率等指标无考核,造成销售人员对应收账款不敏感,盲目销售导致应收账款过多。

另外,X射线荧光光谱分析配套的稳压电源、循环水冷却装置需与X射线荧光光谱仪成套配置。

3.1.3 钢材成分分析工艺流程(图4)

3.2.2 成分制样设备

完善林业执法体系是加强林业管理的需要。乡、县基层林业工作站设在林业主管部门。所开展的工作由主管部门规划,由执法部门监督和管理,确保执法人员严格按照有关规定开展工作,杜绝贿赂行为。经济惩罚只是罪犯思想教育的一种手段。

采用X射线荧光光谱分析的制样方法有粉末压片法、玻璃熔融法和切削打磨法。粉末压片法适合分析厂内的生产样,该方法简单快速,但矿物效应和粒度效应突出,准确度较差[5];玻璃熔融法适合在对外结算等准确度要求较高的品种,该方法分析结果准确可靠,能有效克服样品的矿物效应和粒度效应,同时降低基体的影响[5];切削打磨法适合对块状金属试样的检测,该方法具有样品处理简单、分析速度快、结果准确等优点[2]

(1)原材料、炉渣及杂辅料试样制样设备

铁矿石、熔剂、铁合金及炉渣一般为块状,需先经破碎机和粉碎机破碎成一定粒度的粉末,然后采用玻璃熔融法或粉末压片法制备成分析薄片。

对外购的铁矿石、熔剂、铁合金等,采用玻璃熔融法进行制备,配置的制样设备为:鄂式破碎机、密封式制样粉碎机、快速熔样机等;对钢铁企业自己生产的烧结矿、球团矿,以及生产过程中产生的炉渣,采用粉末压片法进行制备,配置的制样设备为:鄂式破碎机、密封式制样粉碎机、压片机等。根据品种的粒度大小,选择开口尺寸相匹配的颚式破碎机;配置密封式制样粉碎机时要注意料钵的材质,铁合金试样需配备碳化钨料钵,其它试样配备高锰钢料钵;压片机一般选择最大压力为40t或60t。

即使是把主要精力用于写写散文、研究研究哲学的柳宗元,也曾在他的诗作《江雪》中用“千山鸟飞绝,万径人踪灭。孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪”来描写天地极寒时的严冬景象,让我们想象出那鸟儿飞绝、人迹罕至的冰雪寒江之上,一位老翁在扁舟上垂钓的孤独剪影。

耐火材料和杂辅料一般粉末状,制样比较简单。耐火材料采用玻璃熔融法,配置快速熔样机;杂辅料采用粉末压片法,配置压片机。

(2)铁水、锌液试样制样设备

采取铁水和锌液试样时,一般需采用模具或取样器,将采取的液态冷凝至固态。进行成分试样制备时,采用切削打磨法,根据试样的具体形状配置制样设备。

试样形状为柱状时,配置的制样设备为:切割机、磨样机或铣样机。试样形状为球拍状时,配置的制样设备为:剪柄机、磨样机或铣样机。关于磨样机的选择,与炼钢合建实验室时,由于试样量大,可配铣样机和磨样机;不考虑炼钢时,配置磨样机即可。

(3)钢材试样制样设备

钢材为轧钢生产线的产品,由于需要检测拉伸、弯曲、金相等物理性能,因此制备成分分析试样时,可利用那些物理性能检测试样。粗加工的制样设备利用轧钢实验室配置的剪板机、锯床、铣床、磨床等,然后送至X射线荧光光谱仪所在的实验室进行磨削加工。因此只需配置磨样机即可。

应收账款证券化的确认一般有两种方法:其一,“风险与报酬”分析法;其二,“金融构成”分析法。第一个方法中,它使得资产证券化会计反应过于简单。但随着金融技术的飞速发展,高明的设计者利用金融工程技术设计出复杂的金融合约结构,从而实现改善资产负债比率的目标。因此,SFASNO.125《金融资产转让和服务及金融负债清偿的会计》突破传统,决定采用“金融构成”分析法。同时,SFASNO.77明确给出了三条标准来确认应收账款:第一,转让人无条件地将应收款未来经济利益的控制权转让给受让人;第二,转让人对受让人的责任必须在转让日期合理地估计出;第三,转让人只能根据追索权条款购回应收款。

冷轧钢板表面的镀层或涂层厚度检测试样制样设备与钢材试样制样设备基本上一致。对薄板还可配置冲床。

4 X射线荧光光谱分析实验室设计的注意事项

根据钢铁企业实验室规划方案,X射线荧光光谱分析实验室可安排在铁前检化验中心、铁钢分析中心、成品试验中心或者中心实验室等,X射线荧光光谱分析实验室主要包括X荧光分析室(与其它大型仪器共用实验房间时可命名为仪器分析室)、熔融压片室、试样制备室和辅助室等。实验室设计时要注意以下要求:

(1)实验室位置

实验室位置要尽量远离污染源、振源、电磁源,避免或减少对精密仪器分析结果的影响;朝向采用南北朝向,避免阳光向精密仪器直射[6]

(2)实验室房间布置

第一,要在水资源配置中充分考虑农业用水和保障粮食安全的用水需求。水利部会同发改委等部门编制了全国水资源综合规划,明确了水资源配置方案,其中充分考虑了近期、中期和远期农业用水需求。

X荧光分析室设置在实验室的一楼为宜,辅助室紧邻布置,其它房间尽量与之临近布置。

(3)建筑、结构

各房间地坪负荷应不低于800kg/m2;试样制备室为水磨石地坪,其它房间为耐磨防滑地板砖地坪,X荧光分析室需考虑防振措施;各房间的墙面一般刷白色优质涂料,试样制备室易产尘,便于墙面清洁,可采用高1.2m~1.5m的油漆墙裙;试样制备室不设吊顶,天棚刷白色优质涂料,其它房间一般设吊顶,吊顶后净高不低于3.2m;小房间设单开门,门宽为1m;大房间设双开门,门宽为1.5~2.0m。

(4)通风设施

X射线荧光光谱仪对环境温度和湿度都有一定的要求,因此设计X荧光分析室时要求室内温度23±5℃,相对湿度不大于70%;熔样机在工作中会产生高温废气,需要单独设计局部排风装置抽至室外;破碎机在工作时会产生粉尘,需根据设备除尘要求设计除尘器;辅助室布置X射线荧光光谱仪配套的循环水冷却装置和P10气瓶,需设计间断性通风换气设施。

(5)供配电设施

实验室应设置双路电源供电,应设单相220V/三相380V交流电源,三相五线制,50Hz,电压波动小于±10%;X射线荧光光谱仪应单独接地,接地电阻≤1Ω;X射线荧光光谱仪配套的稳压电源应为UPS电源,另设计断电保护装置,避免突然断电对仪器造成损坏;实验室所有开关和电源插座都应设置静电接地系统;实验室采用日光灯照明,照度不低于300Lx。

在传统的TSP问题中,解构建图为所有城市节点的连接网,边的权值为两城市节点间的距离。在本文中,首先需确定所有待编配车组与除晚高峰外的待编配车次的成本矩阵Cij,其中行代表车组号,列代表列车车次;车次按时间从早到晚依次排列,成本矩阵中的每一个值都作为一个节点vij(第i个车组担任第j个车次)。在进行计划编制时需按照车次时间顺序依次进行编配,故将所有节点按从左到右的方向依次连接,当前节点仅可与右侧相邻列的所有节点连接,如图1所示。

5 结束语

X射线荧光光谱分析适用于固态、液态、粉末等多种材料中多元素的快速分析,已逐渐成为钢铁生产中的一种重要分析检测手段,为钢铁企业把好质量关起到了重要作用。针对不同形状的试样选择不同的分析流程、制样方法及设备,可以为企业创造更好的经济效益。通过对X射线荧光光谱分析的工艺流程、实验室设备选型配置,以及实验室设计应注意事项等的总结,为实验室建设及管理提供了可靠的资源。

参考文献

[1]王立新. 冶金仪器分析技术与应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2010:213-215.

[2]程张生,胡述戈,等. X射线荧光光谱分析技术在质量检测中的应用探讨[J]. 河南冶金, 2014,22(5): 25-27.

[3]李 江. 钢铁企业环境监测站设计探讨[J]. 分析试验室, 2009,28(b05): 316.

[4]曲月华,王一凌. X射线荧光光谱分析技术 [J]. 鞍钢技术, 2013,3: 10.

[5]覃丹柳,钟梅英,郑卫红. 钴内标X射线荧光光谱分析法在铁矿石分析中的应用 [J]. 柳钢科技, 2013,2: 39.

[6]骆巨新. 分析实验室装备手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2003:15.

李江
《分析仪器》 2018年第02期
《分析仪器》2018年第02期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号