煉鐵成本占鋼鐵?流程?產(chǎn)的60~70%左右，?鐵前系統(tǒng)?是重中之重。如果以人工方式對(duì)鐵礦石原料進(jìn)行成分檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，燒結(jié)?序從配料調(diào)整到燒結(jié)礦化學(xué)成分分析完畢需要4~6小時(shí)，反饋的嚴(yán)重滯后延誤了?藝控制的及時(shí)性，影響燒結(jié)礦的質(zhì)量穩(wěn)定，并且只能反映抽樣樣品的成分，兩次采樣間的異常變化無(wú)法得到監(jiān)測(cè)。

近紅外光譜分析是一種實(shí)時(shí)在線檢測(cè)技術(shù)，使用近紅外光源照射被測(cè)物，化合物分?振動(dòng)吸收特定波?的紅外光?產(chǎn)?吸收光譜。對(duì)這些光譜指紋進(jìn)?分析，可以及時(shí)得到被測(cè)物的成分及含量信息。相比其他在線檢測(cè)手段，近紅外光譜技術(shù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)單，無(wú)輻射，安全性高；可?速測(cè)量，?分鐘百次以上，提供了充?的樣本量和及時(shí)反饋，不受傳送帶負(fù)載影響；除了常規(guī)的鐵、硅、鈣、鎂、鋁等氧化物，還可以測(cè)量碳和水分等含量。

不同鐵礦石的近紅外光譜不同

我們使用巨哥科技的臺(tái)式近紅外光譜儀，對(duì)多種鐵礦石樣品的光譜進(jìn)行了測(cè)量和建模。

臺(tái)式光譜儀進(jìn)行光譜檢測(cè)（左）&各類鐵礦石樣品（右）

使用25個(gè)鐵礦石樣品進(jìn)行建模，其中1-5號(hào)樣品是由化學(xué)方法測(cè)定得到樣品成分，剩余20個(gè)樣品是由1-5號(hào)樣品按照不同的質(zhì)量比混合得到的，成分如下表所示。

對(duì)采集到的光譜進(jìn)行平滑、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)化等預(yù)處理，得到如圖所示的光譜。

對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常樣品剔除，防止采樣過(guò)程中的誤差影響建模結(jié)果。

使用上述樣品建立鐵礦石成分模型，利用偏最小二乘法對(duì)成分進(jìn)行預(yù)測(cè)。下圖顯示針對(duì)全鐵（TFe）值的建模結(jié)果，其中藍(lán)色點(diǎn)代表樣品，橫軸為實(shí)際值，縱軸為預(yù)測(cè)值，藍(lán)色點(diǎn)越靠近中間的紅線代表預(yù)測(cè)越準(zhǔn)確。圖中的紅色區(qū)域代表±0.1%的誤差值，黃色區(qū)域代表±0.5%的誤差值，藍(lán)色區(qū)域代表±1%的誤差值。

全鐵（TFe）

氧化鐵（FeO）

氧化硅（SiO2）

氧化鋁（Al2O3）

氧化鈣（CaO）

氧化鎂（MgO）

氧化錳（MnO）

以上模型對(duì)氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、氧化錳(MnO)五項(xiàng)成分的預(yù)測(cè)誤差在±1%之內(nèi)，其中SiO2、MnO的預(yù)測(cè)誤差在±0.5%之內(nèi)，Al2O3的預(yù)測(cè)誤差接近±0.1%。對(duì)于氧化鐵與全鐵的預(yù)測(cè)有少數(shù)樣品偏離較大，但基本符合線性關(guān)系。以上模型所用樣本數(shù)較少，更多樣本數(shù)將進(jìn)一步提高模型精度。

以上模型可準(zhǔn)確遷移至巨哥科技的SG1700近紅外光譜儀用于對(duì)鐵礦石的實(shí)時(shí)在線成分分析，采樣頻率高達(dá)100Hz，光譜分辨率6nm，信噪比10000:1，結(jié)合多路復(fù)用器，還可實(shí)現(xiàn)多通道的鐵礦石成分同時(shí)檢測(cè)。

鐵礦石成分多路近紅外光譜在線檢測(cè)裝置

審核編輯黃宇