摘要：本文提出了钢铁分析检测系统自动化的概念，并以实物流过程自动化，分析检测过程自动化，信息流过程自动化及自动化发展趋势，阐述钢铁分析检测实现自动化在科技发展领域的作用。随着机电一体化装备技术、新型仪器化技术、计算机信息技术等高科技的迅速发展，钢铁分析检测技术与自动化技术的紧密结合已显示出广阔的发展前景。
关键词：钢铁分析检测；自动化技术
随着当今钢铁生产企业的大型化、现代化、生产过程越来越高速化、连续化、自动化，分析检测系统的配备除满足分析检测的准确性外，还要求具备适时性、快速性。传统的分析检测方法，如碳硫分析仪、光谱分析仪等大型精密仪器，逐步淘汰了生产现场，已无法适应生产的快节奏。而是大多数大型钢铁企业都开始引进先进的分析检测仪器，提高自身钢铁分析检测的自动化水平。可见，将分析检测过程自动化作为系统的观点考虑并加以现场应用，国内还远不成熟，国际上也正处于不断探索前进的状况。现就笔者近年来，在钢铁分析检测自动化实践中形成的一些不成熟的观点探讨如下。
1 样品实物流过程自动化
实物流过程是指被分析检测的对象既试样的流转过程。一般有以下几个主要过程：原料进厂的样品采集、制样和传送，如矿石、精粉试样流转；中间产品的样品采集、制样和传送，如烧结矿、铁水、钢水、钢坯料试样流转；成品的样品采集、制样和传送，既成品钢材试样的流转。
样品从被采集开始，经过加工制成适应于某种分析检测方法的试样，到最终被送至某类仪器分析检测，始终是一种实物形态。一方面，实物本身在流转过程中应该一直具有其代表性，才能保证分析检测数据的真实性和准确性；另一方面，流转过程还应该满足快速性以保证工艺上对分析检测数据的适时性要求。而传统的“人工取样，肩挑步送”的实物流过程随意性大、周期长，远远满足不了现代化生产工艺和管理的要求，因此，实物流过程自动化水平的提高是分析检测系统提高准确性最基本的要求，也是其提高快速性关键手段。
2 分析检测过程自动化
2.1 仪器化分析检测与自动化。分析检测过程是指具体使用某种分析检测方法对实物试样进行分析检测并获得结果数据的过程。传统的钢铁分析检测过程，是以手工化学分析“湿法分析”方法为主的。这种分析方法过程长、强度高、功能单一、稳定性差、人为误差大。要在这种分析方法的基础上通过装置改进达到实现自动化目的是很困难的，虽然以往也有不少提高自动化分析程度的装置如多元素联测快速分析仪等面市，但这类仪器仍是基于化学反应的改进，不能使钢铁分析检测过程自动化得到根本改观。
仪器化分析方法在钢铁分析检测中的应用，简化了试样备制过程，取消了手工分析方法过程中的试样粉碎、酸溶加热分解、化学反应、比色分析、人工读数等繁杂流程。目前，光电直读光谱仪已成为钢样化学成分分析的首选仪器，X荧光光谱分析仪则是生铁和其它矿类样化学成分分析的首选仪器。它的应用是很成功的。一方面，这类仪器具有选择性好、灵敏度高、准确性高的特点，实现了其分析检测的核心功能；另一方面，这类大型精密仪器的设计制造从一开始就是本着高精度、高稳定、快速化、自动化、多功能整体优化原则进行的，从分析检测过程自动化的角度来看，这类仪器集光、机、电、计算机等方面的最新技术于一体，具有相当精密的物理与几何光学系统，精密机械系统，电子传感测量系统，计算机控制与数据处理及人机界面系统，是一种近乎完美的自动化分析检测装置。其多通道、多元素同时分析检测的快速化特点，多用途可扩展的配置方式，以及多功能计算机软硬件系统技术，使分析检测过程自动化的提高易于实施。
2.2 分析检测模式与自动化。钢铁生产作为一种流程工业，规模大、覆盖面广、效益高。产品质量控制是系统主控目标之一，分析检测过程的模式也必须适应这种流程工业的特点而不同于一般的实验室分析检测过程模式。因此，如何在特定的分析检测模式下提高自动化水平，是值得探讨的问题。 目前，国内大型钢铁企业在主体生产体系中普遍采用3种分析检测模式，既离线分析、临线分析和在线分析模式。3种分析检测模式各有所长。
离线分析。是一种分析检测仪器远离现场的一种集中分析模式，往往一台仪器可担负多个工序点产品的分析检测任务，可以充分发挥大型精密仪器的运行效率，且仪器远离环境恶劣生产现场能够保证较高的稳定性和准确性，主要矛盾是如何提高试样传送速度以保证时效性的问题。这种模式下主要通过装备可靠的远程送样系统和远程报数系统来提高自动化程度。临线分析。是一种分析检测仪器紧临生产现场的专项单点分析模式。要求仪器具备较好的抗干扰、抗震、防尘、抗温度变化性能。在这种模式下，应尽量改善机房条件如装备封闭式机房或集装箱式机房，并通过装备全自动制样设备及计算机联网自动数据采集与报数系统来提高其自动化程度。在线分析。是一种分析检测仪器的部分元器件或整机位于生产流程线上，并与被测对象直接或间接接触的一种连续单点分析模式。一般称这类仪器为过程分析仪器。在线分析是实现生产系统动态控制的必要手段，也是生产过程自动化的理想手段。但由于钢铁分析检测过程中被检测对象的复杂性与采样技术上的困难性以及高灵敏、高可靠等方面的要求，这种分析模式在钢铁主体生产过程中应用较少，仅在个别场合使用，如TC氧枪探头用于钢水温度、碳氧成分含量测定、质谱仪用于炼钢炉烟气成分分析。
3信息流过程自动化
钢铁分析检测的主要目的是传递钢铁产品在生产过程中的质量信息，便于指导生产，控制质量。这里所指的信息流过程，是指分析检测得到的结果数据从分析检测仪器处到达生产现场需求者处或其它部门的过程。
在钢铁生产现场，对钢铁冶炼成分信息需求是有很强的时效性的。特别是炼钢炉前，要求中间冶炼钢水成分从试样送出至得到分析检测的结果数据的周期控制在3min以内，炼铁高炉、烧结机炉前对产品成分的实时掌握也有相应的周期要求。传统的报数是通过电话通告或人工报告单传送的方式进行的，前者容易出差错，后者满足不了及时性要求。因此，如何通过远程自动报数的方式提高分析检测数据报出的速度和准确性，几乎自然地成了大型钢铁企业要解决的问题。在这一前提下，各种远程报数装置应运而生，实际上就是通过采用这种装置，实现分析检测数据信息流过程的自动化。
3.1 分析检测数据远程报数装置的发展概况 。国内分析检测数据远程报数装置的经历了从手动到自动的过程，大体出现了以下几代传送方式的产品：手动拨码数据输出→多芯电缆传送→现场灯泡或LED发光二极管显示；手工书写报单数据→摄像头成像，同芯电缆图像信号传输→现场电视CRT显示；仪器串口自动数据输出→双芯电缆传输→现场串行打印机打印；仪器串口自动数据输出→计算机串口自动数据采集，专线或无线modem传送→现场计算机接收，计算机CRT显示；仪器联网数据输出→计算机网络线传输→网络服务器数据库接收→现场网络工作站CRT显示。
3.2 分析仪器检测数据的自动采集。近年来，国外引进的先进大型精密仪器，基本上都具有计算机RS232串行接口数据输出的功能，有的还具有直接联网功能。仪器计算机数据通信软件接口开始透明化，仪器厂商可为用户提供或在随机技术资料中写明相应的数据输出通讯协议和数据格式，用户通过编制简单的VB、DEPHI等语言程序即可完成对仪器数据的自动采集。
4 钢铁分析检测自动化发展趋势
随着钢铁企业管理现代化、装备大型化、生产高速化、操作自动化的不断发展，钢铁分析检测技术也在不断更新，国际上先进实验室管理自动化开始朝网络化方向发展，实验室信息管理系统(LIMS)就是一种集现代化管理方法与计算机技术为一体的实验室管理自动化应用技术。LIMS利用计算机和网络在数据采集、处理、存贮、传输等方面的强大功能，实现样品管理，数据管理、资源管理，事务管理、报表管理等实验室管理的自动化。在钢铁企业分析检测系统实验室实行LIMS，对于优化产品质量监控体系和实验室综合管理，保证分析检测数据的严格管理和控制，适时有效、快速准确地为生产过程和经营管理提供质量基础信息无疑是极为有益的。这也是企业进行实验室认证，提高质量控制与管理档次，面向国际市场的需要。
参考文献
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[2]朱良漪等.分析仪器手册.北京：化学工业出版社.
[3]殷瑞钰，那宝魁，江君照等.钢的质量现代进展[M].北京：冶金工业出版社,1995.3-14.
作者简介：宋亚利，1997年9月至2001年6月，通化师范学院化学专业本科学习，2001年7月至今在通化钢铁集团大栗子矿业有限责任公司化验室任分析技术员工作。
