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# 星课堂
——冶金工业过程高温熔体
在线检测为啥这么难？
上一期星课堂中
我们科普了“能上天入海”的LIBS技术
于是
后台收到一位“好奇宝宝”的灵魂发问：
本期《星课堂》给各位小主科普一下
冶金工业过程高温熔体
在线检测为啥这么难？
划重点
01
什么是高温熔体？
本期介绍的高温熔体，主要指的是冶金熔体，是冶金过程中处于熔融状态的反应介质或过程产物，通常温度在1000℃以上，在工业生产中常见的类型有金属熔体、熔渣、熔锍和熔盐，如铁水、冰铜、镍锍等。
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02
为什么要对高温熔体进行在线
检测？
在冶炼生产中，物料成分是当前工序精准调控和上下游工序衔接的核心参数，同时也是工况评估和产物质量评价的关键指标，它的实时性、准确性直接影响到生产质量和经济效益。以高炉铁水为例，其成分不仅可以支撑评估高炉炉况，进而反馈指导高炉调控，同时对后续铁包调度节奏、炼钢精准冶炼提供重要依据。传统检测化验耗时长，不仅影响生产节奏，而且受破渣取样等操作增加调度时间，导致铁水温降增加，形成能源浪费。
（铁-钢工序衔接流程图）
随着对冶炼产品质量要求的提高，对冶炼过程生产工艺要求亦越来越高，数字化生产成为冶金行业发展的大趋势。众多冶金企业在不断提升自身数字化水平，加快建设智能工厂建设，在线成分检测技术是冶炼行业智能工厂建设中感知层完善不可或缺的一环。在《国家智能制造标准体系建设指南》和《“十四五”智能制造发展规划》中，均对在线感知装备提出了迫切需求。
划重点
03
高温熔体原位在线检测为啥这么难？
2000年，冶金专家王海舟院士在《21世纪冶金分析的若干问题》中提到，21世纪冶金分析的３大问题中“最具意义的难点”是熔融金属的直接在线分析技术，其主要难度在于现场工况条件极其恶劣，导致对熔体物料动态特性研究、工况干扰光谱校正研究、设备长期适应性研究等带来很大困难。
不同于实验室，工业现场的高温、粉尘、熔体喷溅、强腐蚀性等复杂恶劣工况，给成分定量分析精度和稳定性带来了极大的困扰，不仅需要解决一系列熔融状态分析化学及物理化学的理论问题，还必须解决实际装备中一系列极其复杂的技术问题，同时保障设备可靠、稳定、安全运行。这意味着对研发团队、对技术本身、对设备运行都是前所未有的挑战。
（冶金工业现场环境图）
因此，冶炼生产长期以来依赖人工在恶劣工况取样后，送样至化验室，再由专业人员化验的方式，一直缺乏可靠的在线快速检测设备，尤其是高温熔体成分在线检测商业化设备，在全球范围内处于早期阶段。目前，冶炼过程中冶金成分测量主要采用实验室化验的方式，如化学分析法、XRF、光电光谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP- AES）等。但这些方法均为人工取样和制样后的离线检测，需要进行严格的样品预处理，而且对检测人员专业技术要求高，检测周期较长，进而导致对工艺调控的滞后，无法提高生产效率。
激光诱导击穿光谱 （LIBS）技术作为一种新型的成分检测技术，由于具有可实时原位在线检测、可多元素同时快速检测等优点，是目前实现高温熔体成分原位在线检测的最佳手段。金星智控基于 LIBS 技术，重点攻克了复杂工况影响校正、在线光谱定量反演、光电设备稳定运行等技术难题，自主推出GS- LIBS熔体遥测式激光成分分析仪，实现了高温熔体成分原位在线检测，无需取样制样，无需人员值守，30秒获取成分信息，不仅有助于缩短检测时间、提高生产效率和自动化水平，还能将实时检测数据与工艺流程深度融合，满足冶炼行业智慧工厂建设中所需的高效、智能、低耗和环保等迫切需求。
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