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项目案例 | 激光气体分析仪在RH精炼炉中的应用
随着社会生产的不断进步，特别是在汽车、管道、容器及设备制造领域的快速发展，对钢材种类的需求日益多样化，尤其是对超低碳钢系列，如无取向硅钢及汽车板的需求急剧上升。在此背景下，RH真空精炼技术凭借其卓越的脱碳效能，已逐步成为国内外钢铁行业巨头生产超低碳钢材时广泛采用的关键工艺之一.
目前，大多钢铁企业控制脱碳过程主要依赖实际操作经验，设定脱碳时长并通过样品采集后送至实验室进行化学分析，以此评估脱碳完成度。此外，为确保脱碳充分，企业常采取延长闷炉时间的措施，这无疑增加了精炼周期，导致蒸汽、燃料消耗以及为维持真空状态所消耗的电力显著增加。
同时，精炼时间的延长也加剧了工艺条件（如真空度和温度）的波动，进而对产品质量构成不稳定因素。针对以上问题，需要一种快速监测钢水精炼过程中排放废气成分（如CO、CO2和O2）的技术，反映钢水的脱碳效率，为精准控制脱碳过程、提升生产效率和产品质量提供了新的解决方案。
LGT-100激光气体分析仪是基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术开发的一款隔爆型产品，能够应用于RH精炼炉领域，其优点主要如下：
1.采用TDLAS技术使用的半导体激光的谱宽小于0.0001nm，约为红外光源谱宽的1/106，远小于被测气体吸收谱线的谱宽。其频率调制扫描范围也仅包含被测气体单吸收谱线(半导体激光吸收光谱技术也因此被称为单线光谱技术)，因此成功消除了背景气体交叉干扰影响。
2.利用电流和温度精确调制激光器输出波长，扫描被测气体的特定吸收峰，可得到该气体吸收的二次谐波，利用二次谐波及该气体的展宽信息，可计算出该气体的浓度。
3.原位方式测量，无需取样预处理系统，可达秒级快速响应。
4.关键器件（激光器、传感器）不接触样气，有效提高的产品寿命、保证测量数据的可靠度。
5.满足从高压到真空状态下浓度测量一致性要求。
6.一体化的设计和安装方式，保证了光路的稳定性。
光路实现非耦合方向调节，现场光路调节简单。
采用“单线光谱”技术，测量不受背景气体交叉干扰。
采用一体化结构方式，无运动部件，可靠性高，稳定性好。
仪器漂移小，维护量小，常规组分的漂移≤±1%F.S./半年。
内置温度压力补偿功能，确保真空状态下测量值的准确性。
采用原位测量，无需预处理系统，有效避免预处理采样吸附、堵塞和器件损坏等问题，降低运行成本。
LGT-100在某大型钢铁厂RH精炼炉上成功应用场景，如左图。
LGT-100激光气体分析仪自2023年3月安装投入运行后，企业不再依靠经验，取样化验钢水是否脱碳完成；不再人为增加闷炉时间；降低了生产成本，提高了生产效率。客户使用一年时间后，出具右图试用小结。
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