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《第八届原创》LIBS技术在冶金领域的应用

ngh

2015/07/14

LIBS技术在冶金领域的应用
冶金行业作为传统的重工业领域，在其逐步实现大型化、高速化和连续化生产的过程中，需要及时快速的获取样品信息，进而对生产原料与产品和生产工艺做出评价，并进行筛选与改进等。LIBS技术因其独特的优势（参见http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20150702/5859683/），正在日益引起各行各业工作人员的关注。尤其是LIBS技术因其可便携性与远程测试的特点，更使其在冶金领域大放光芒。根据冶金生产的流程，LIBS技术可用于冶金生产中的原材料品质鉴定、生产过程监控以及最终的产品鉴定等。

1、原材料品质鉴定
矿石作为生产冶金生产中的原材料，对最终产品产量以及生产过程与工艺具有决定性作用，因此，对其品位的也成为冶金生产中至观重要的一个环节。因此，对矿石的分类定级显得尤为重要。通常，对矿石的分级条件主要依靠对其中各种元素的相对含量进行，多采用光学图像法或者XRD技术进行分析，该类方法耗时耗力，LIBS技术可用于其现场、在线分析，并结合特定的化学计量学方法可准确实现对矿石的分类与定量，极大地提高了劳动生产率。

2、生产过程监控
在该过程中，实现生产过程的实时监控，可随时获取获取生产中的样品信息，进而对生产工艺做出评价与改进。而由于冶金行业的特殊性，其产生的高温钢液及其生产中的高尘环境对实现其的在线监控提出了巨大挑战。目前的成分检测多以离线分析为主，无法实现实时控制，这也是制约冶金生产的一个瓶颈。LIBS技术因其由于其他分析手段的独特缺点，可实现在线分析并结合光纤传感技术实现在线、远程分析，在该领域具有不可替代的优势。经过科研人员的努力，国内已出现有用于生产现场的钢液在线测试装置（参见http://www.instrument.com.cn/news/20150113/151034.shtml），有效地提高了产品生产能力与水平，降低了能源消耗。
3、产品牌号鉴定与定量
由于生产工艺的差异性，常常会有残次品甚至不合格产品出现，并且在产品分类摆放的过程中往往会出现牌号或类别归属错误的情况，而由于该领域产品的特殊性，质量较大，且一般堆叠层次较高，给检测带来极大不便。LIBS技术具有便携性乃至手持式的特点，可在生产线架设LIBS仪器并结合相应的数据处理方法，成功实现钢产品牌号的鉴别与元素定量，也可使用手持式仪器进行检测与分析，解决了这方面的难题。目前市场上已经出现的英国牛津公司生产的mPluse手持式激光诱导击穿光谱仪，即是针对该方面特定研发的仪器，仅需1s钟即可实现对金属产品牌号的鉴定和元素定量分析，进而加快了检测速度，缩短分析时间，降低分析成本，更好的服务于冶金行业。

除此之外，LIBS技术在本领域还在元素扫描分析、偏析分析、镀层分析、焊接端口分析、炉渣和炉气及废旧金属回收等方面具有独特的优势与应用前景。

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该帖子已被版主-king95509加10积分，加2经验;加分理由:原创大赛

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king95509

第1楼2015/07/14

感谢ngh老师的原创，如果能分享一下某种测试的详细过程就更好了。

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reiyagami

第2楼2015/07/15

看了一下在线钢水分析的那个报道，“对于钢厂关注的几大元素可在30秒内同时完成测量，测量结果与离线分析结果的相对偏差小于10%”，偏差略大啊...
不过还是要满满的赞一个，的确是填补了在线钢水分析的空白了，虽然还不能代替离线分析，但无论如何也是多了一种有力的手段。
期待着在线钢水分析能真正达到成熟、产业化的时候。

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该帖子已被版主-king95509加2积分，加2经验;加分理由:讨论

dooby

第3楼2015/07/17

感谢分享好资料

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zyl3367898

第4楼2015/07/17

应助达人

如何检测，直接将仪器对准钢筋就出数据了吗？

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ngh

第5楼2015/07/17

恩恩今天晚些时候奉上还请大家多多交流
king95509(king95509) 发表:感谢ngh老师的原创，如果能分享一下某种测试的详细过程就更好了。

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ngh

第6楼2015/07/17

对于LIBS技术而言，这也是他的一个弊端，毕竟其检测速度快。可以远程检测分析，鱼与熊掌不可得兼，必然会在测试准确度方面有一定的缺陷，但是目前科研工作者们正在着力去减小乃至克服该缺陷，使其成为真正可用的仪器，尽早实现技术与仪器成熟和产业化。
reiyagami(reiyagami) 发表:看了一下在线钢水分析的那个报道，“对于钢厂关注的几大元素可在30秒内同时完成测量，测量结果与离线分析结果的相对偏差小于10%”，偏差略大啊...
不过还是要满满的赞一个，的确是填补了在线钢水分析的空白了，虽然还不能代替离线分析，但无论如何也是多了一种有力的手段。
期待着在线钢水分析能真正达到成熟、产业化的时候。

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ngh

第7楼2015/07/17

多谢交流
dooby(dooby) 发表:感谢分享好资料

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ngh

第8楼2015/07/17

恩恩是的直接将出光口抵在待检测样品表面，扣动扳机，属于简单的对准即测方式，具体的可以参考下mpluse激光诱导击穿光谱仪的介绍。
zyl3367898(zyl3367898) 发表:如何检测，直接将仪器对准钢筋就出数据了吗？

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周先森

第9楼2015/12/14

现在那个LIBS光谱虽然方便但是感觉精度不够啊用在专业方面明显精度不够用在泛泛方面又觉得成本太高是否属于鸡肋。还是说LIBS激光光谱仪的定位应往哪个方向走？

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ngh

第10楼2015/12/14

其实对LIBS技术而言如果做成台式机确实不存在优势（ICP-OES的存在）但是作为便携式仪器尤其可以发挥作用的空间尤其是在冶金领域地质领域矿产勘测等可以满足半定量需求作为实验室分析技术的辅助手段
周先森(v3065007) 发表:现在那个LIBS光谱虽然方便但是感觉精度不够啊用在专业方面明显精度不够用在泛泛方面又觉得成本太高是否属于鸡肋。还是说LIBS激光光谱仪的定位应往哪个方向走？

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