1. 引言 

　　鋼鐵行業在我國的國民經濟中，占有舉足輕重的地位。作為全球制造業中心，中國的工業化發展的潛力很大，經濟的持續增長，會為鋼鐵行業的發展提供動力。而今，中國的鋼鐵行業正經歷著兼并重組，淘汰落后產能，優化產業布局，發展循環經濟，實現節能減排的過程。鋼鐵行業健康穩步的發展，關系重大。  

　　鋼鐵的冶煉過程實質上是原材料、燃料和成品的流轉過程，在流轉中伴隨著大量氣體產生，而在線檢測分析這些過程氣體是冶金工業生產工藝優化控制、安全和環保監控必不可少的關鍵技術之一。西門子公司是中國鋼鐵工業的合作伙伴，一直致力于推動中國鋼鐵工業自動化水平的不斷提高。西門子分析儀器能夠應用于鋼鐵行業中的煉鋼、煉鐵及燒結等各個裝置，對降低能源消耗、保證生產安全等起著十分重要的作用，還對鋼鐵企業增大產能，提高產品質量有積極的效果。 

　　2. 分析儀簡介 

　　西門子分析儀器含蓋了氣體分析儀的各類產品，可以為客戶提供各種各樣的解決方案。西門子分析儀器包括在線色譜分析儀、紅外分析儀、氧分析儀、熱導分析儀和激光分析儀等。  

　　其中，MAXUM II在線色譜分析儀憑借其強大的功能，可以用于分析測量各種復雜樣品中的各個氣體組分含量，比如高爐煤氣中的CO、CO2、N2、H2，焦爐煤氣中的CO、CO2、H2、CH4、O2、N2和微量H2S等。再加上西門子強大的EZChrom色譜工作站軟件，還可以用于實驗室分析。 

　　多組分非分光紅外分析儀ULTRAMAT 6/23 通過分析被測氣體對測量光束的吸收獲得被測氣體濃度，由于其較寬的光源，可以同時測量CO、CO2、SO2等多個組分。OXYMAT 6磁壓氧分析儀則通過測量含氧混合氣的體積磁化率得到混合氣中氧氣的濃度，快速的響應時間使其能夠用于安全控制和優化控制。 

　　激光分析儀LDS 6和SITRANS SL可以在線原位測量，實時獲取數據。較低的維護成本，最低1s的響應時間使其逐步代替部分傳統分析儀，成為鋼鐵行業應用中的新寵。下一章節就具體介紹這些分析儀分別在鋼鐵行業中各個裝置的應用。 

　　3. 西門子分析儀在鋼鐵行業中的應用 

　　3.1. 煉鐵中的應用 

　　高爐冶煉是當今煉鐵工藝中最主要的煉鐵方法。時事檢測出高爐煤氣中各組分的含量可以及時反應出爐內狀況，指導高爐的操作，從而保證了高爐穩定順利的運行，同時為提高產品質量、產量起著十分重要的作用。 

　　西門子MAXUM II色譜分析儀可以在線檢測高爐煤氣中N2、CO、CO、H2的含量，每一個周期自動向高爐控制中心提供一組準確、可靠的高爐煤氣中各組份的百分含量。通過計算CO2/ (CO+CO2) 的比值來判斷煤氣利用率，控制焦煤比，一般在焦炭負荷不變的情況下比價降低，說明煤氣利用率降低，預示著高爐轉涼；通過觀察H2的含量判斷風口中小套高壓水及爐身冷卻壁常壓水是否漏水，如果H2值增加，說明存在漏水，為防止爆炸，需盡快解決；通過對N2含量的檢測，可推測出高爐的泄漏率。一般采樣點選在重力除塵器后，布袋除塵前的煤氣水平管道上。由于西門子色譜分析儀擁有多檢測器、并行色譜、無閥切換、電子壓力控制等諸多技術優勢，提高了測量的響應時間，保證了測量數據的可靠性。還有，分析儀表可以幫助測量熱風爐出口的O2含量，優化高爐燃燒，提高產品質量。 

　　另外，為了提高煉鐵的經濟性，降低成本，國內許多高爐采用噴煙煤或參噴煙煤完成煉鐵工藝。由于煙煤揮發性和可燃性比較高，在磨煤機磨煤時，進入過多的氧氣易引起爆炸，所以在磨煤機前的熱風管道上以及磨煤機之后的布袋除塵器之后都要檢測氧的含量，若氧含量過高，則要報警。在煤粉倉中，還要檢測CO的含量，當CO含量過高時，需要及時沖氮，防止事故發生。 

　　在高爐噴煤的應用中，西門子的OXYMAT 6磁壓氧分析儀、ULTRAMAT 6/23非分光紅外分析儀LDS 6和SLTRANS SL激光分析儀都有很好的應用。其中，激光分析儀比起傳統的抽取式的分析儀有他本身自有的優勢。首先，激光分析儀采用原位式安裝，直接安裝于工藝管道上，省去了采樣探頭、采樣管線和預處理系統。其次，激光分析儀維護起來非常簡便，降低了維護費用。最后，激光分析儀的響應時間最低可達1秒，為安全保護系統及時提供數據，可以勝任關鍵點的測量。值得一提的是，雖然激光分析儀有諸多優勢，但其不能完全代替傳統的分析儀表。在一些測量點上，比如磨煤機出口，煤粉倉等，由于含塵量非常大，激光的透光率會受到很大的影響，從而使得測量效果變差。這個時候只能采用傳統抽取式分析儀來測量。 

　　浦鋼搬遷羅涇工程項目被列為上海市“世博”搬遷工程第二號重點工程，同時也是世界首座年產150萬噸鐵水的COREX C3000煉鐵新技術示范工程，深受業內及公眾關注，而在此項目中，西門子分析儀表分別在其煤粉倉CO含量測量，爐氣H2分析上有所應用。 

　　在鋼鐵行業中，西門子憑借其齊全的產品線，可以提供完全的解決方案，如下圖1所示是西門子分析儀在高爐煉鐵工藝中的應用。 

　　圖1. 西門子分析儀在煉鐵上的應用 

　　3.2. 轉爐煤氣回收中的應用