Організація аналітичного контролю (АК) на прикладі виробництва чорних та кольорових металів

Сучасний АК дозволяє підвищити продуктивність металургійних агрегатів та покращити якість продукції. АК у металургії є одною із головних частин комплексної системи керування якістю продукції.

Функції АК є такими:

1. Вхідний контроль сировини.

2. Аналіз матеріалів по ходу технологічного процесу.

3. Маркувальний аналіз.

4. Аналіз для задач вдосконалення технології.

5. Аналіз з ціллю охорони оточуючого середовища.

По причині високих швидкостей сучасних металургійних процесів АК часто має форму експрес-аналізу, що дає можливість раціонального та ефективного керування технологічним процесом. При експрес-аналізі використовуються в основному фізичні та фізико-хімічні методи дослідження, так як хімічні методи досить тривалі. В сучасних технологічних схемах АК займає час від моменту взяття проби до моменту видачі результату (t»2...6 хв). Реалізується АК на різних матеріалах (руда, шихта, порошок, розплав, прокат і т.п.), з різним вмістом широкого спектру елементів.

Уніфікація процедури АК здійснюється за допомогою стандартів на методи аналізу. При організації АК використовуються збірки таких стандартів, причому для кожного об’єкту передбачається визначення лише тих елементів, котрі регламентуються стандартами та технічними умовами на даний матеріал. В експрес-аналізі також допускається і використання нестандартизованих методик. Найбільш надійним способом контролю вмісту компонентів є використання у якості зразковх мір стандартних зразків складу (СЗ) - тобто матеріалів з точно встановленим хімічним складом. В такому випадку проводять паралельний контроль СЗ та проби. СЗ діляться на Дежавні зразки (ДЗ), галузеві стандартні зразки (ГСЗ), стандартні зразки підриємств (СЗП). Крім того, існують міжнародні форми стандартних зразків.

При АК чорних та кольорових металів СЗ ділять на 4 групи:

1. СЗ вищої точності;

2. СЗ для хімічних методів аналізу;

3. СЗ для спектрального аналізу;

4. СЗ аналітичних сигналів.

Також по Державним стандартам проводиться і пробовідбір - одна з відповідальних частин АК.

Методи АК. Основними хімічними елементами, вміст яких контролюється у металургійній промисловості, є вуглець, кремній, марганець, фосфор і сірка. Кожен з них знаходиться у металах в різних формах (вільний стан, твердий розчин, зв’язанний стан) і різних концентраціях. Так, наприклад, вуглець визначають потенціометричним методом, або газоаналізатором, або рентгено-флуоресцентним спектрометром і т.д.

Таким чином, на сучасний момент, не існує такого універсального методу аналізу який би дозволяв експресно та універсально розв’язувати задачі АК у металургії. Тому, при виборі методу аналізу керуються технологічними, економічними, та спеціфічними для даного виробництва факторами.

Найбільш поширенними у металургії є методи багатоелементного оптичного та рентгенівського аналізу, одноелементного (двоелементного) фізико-хімічного аналізу газоутворюючих елементів - H, C, N, O, S.

Нижче, в таблиці 9.1 наведено перелік методів, що використовуються при проведенні АК у металургії та елементи які визначаються за їх допомогою. Більш детальним роз’ясненям реалізації приведенних нижче методів АК не наводиться, т.я. вони вивчаються студентами спеціальності «Фізичне матеріалознавство» у інших учбових курсах.

Таблиця 9.1 – Методи, що застосовуються в АК

Метод аналізу	Елементи, що визначаються
Оптично-спектральний	B, C, Al, Mg, Si, P, S, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu
Рентгено-спектральний	Al, Mo, Si, P, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Co
Фізико-хімічний одноелементний метод	H, C, N, O, S
Магнітний	Fe, Fe3O4
Атомно абсорбційний	Al, Mg, Si, V, Ti, Cr, Ni, Cu, Ba

Автоматизовані ситеми аналітичного контролю (АСАК)

АСАК включають у себе робочі елементи для пробовідбору, пробопідготовки, аналізу та обробки данних, керуючої ЕОМ та ін. Вони характеризуються такими показниками:

1. Оперативністю (тривалістю) АК;

2. Сумарною похибкою аналізу;

3. Дискретністю (число вимірів параметру за одиницю часу);

4. Об’ємом контролю;

5. Продуктивністю;

6. Надійністю.

АСАК виконують такі функції:

1. Управління виконуючими механізмами як самої АСАК, так і технологічного процесу;

2. Аналіз працездатності технлогічної системи, діагностика та прогнозування їх стану;

3. Автоматична калібровка аналітичних приладів;

4. Централізований збір інфомації з аналітичних приладів;

5. Обробка аналітичної інформації та проведення обчислень;

6. Реєстрація результатів аналізу та обчислень, зберігання аналітичної інформації, формування банку даних;

7. Підготовка інформації для автоматичних систем управління різних рівнів, передача та перетворення інформації.

Нижче, на рис 9.1, приводиться загальна структурна схема АСАК металургійного виробництва.

Рис. 9.1 – Структурна схема АСАК металургійного виробництва:

1 – відбір проб; 2 – доставка проб; 3 – підготовка проб; 4 – ЕОМ; 5 – оптично-спектральний аналіз; 6 – аналіз на C,N,O,S; 7 – рентгеноспектральний аналіз; 8 – вивід, передача та зберігання інформації; 9 – автоматична система управління технологічним процесом (АСУТП); 10 – технологічний процес.

Дата добавления: 2014-01-04