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冶金厂使用氧分仪

冶金厂是氧分仪非常重要的应用领域。其使用场景与化工厂有重叠，但也有其独特之处，主要集中在工艺优化、质量控制和安全三个方面。

一、冶金厂使用氧分仪的核心目的

1.优化燃烧过程，节能降耗

这是冶金厂（特别是钢厂、铝厂）最大量、最普遍的应用。冶金炉窑（如加热炉、热处理炉、均热炉、回转窑）是能耗大户。

通过测量烟道气中的氧含量，可以精确控制燃料与空气的配比（即空燃比），将氧含量控制在最佳范围（通常为1%-3%）。

好处：

节约燃料： 避免过多的冷空气进入炉膛带走热量。

提高产量： 炉温更稳定，加热效率更高。

减少氧化烧损： 过量的氧气会导致金属表面严重氧化，形成氧化铁皮（铁鳞），造成材料损失。

环保减排： 优化燃烧可有效降低氮氧化物（NOx）的生成。

2.控制保护性气氛，保证产品质量

在热处理（如退火、淬火、回火）和烧结过程中，需要精确控制炉内气氛的化学成分，以防止金属工件在高温下被氧化、脱碳或渗碳，从而获得所需的金属表面性能和机械性能。

氧分压是控制这些反应的关键参数。氧分仪通过监测气氛中的微量氧，间接控制了炉内的化学环境。

应用举例：

钢材光亮退火： 在氮氢混合保护气氛中，通过控制极低的氧含量（通常为ppm级别），使钢材在退火后保持光亮表面，而不产生氧化皮。

硅钢片退火： 控制气氛的氧化性，以形成优良的绝缘氧化层。

粉末冶金烧结： 防止烧结产品被氧化，确保产品强度和精度。

3.安全监测，防止爆炸

与化工厂类似，在涉及可燃气体（如高炉煤气、焦炉煤气、氢气）的管网或密闭空间（如热处理炉在开炉前），需要监测氧含量，防止形成爆炸性混合物。

例如，在向炉内通入氢气或煤气前，必须用氮气吹扫，并用氧分仪确认氧浓度已降至安全限以下。

三、冶金厂应用面临的独特挑战与解决方案

1.极端高温

挑战： 烟道气温度可达数百度甚至上千度。

解决方案：直接安装氧化锆传感器： 传感器本身工作在高温下（约700°C），通过恒温器控制，能直接耐受高温烟气。

采用抽取式采样+预处理： 将气体抽出，经过冷凝、降温、除尘、干燥后再送入分析仪（顺磁或电化学）。这种方式能保护分析仪，但系统更复杂。

2.高粉尘环境

挑战： 化工厂大多为爆炸性危险区域。

解决方案：必须选择具有相应防爆认证的仪器，如隔爆型或本安型。

4.维护与校准

挑战： 冶金烟气粉尘含量极高，容易堵塞采样探头和管线。

解决方案：选用自带陶瓷过滤器的高温氧化锆探头。

3.腐蚀性气体

挑战： 某些冶金过程（如烧结、锌冶炼）的烟气中含有SO?、HF等腐蚀性气体，会腐蚀传感器和采样系统。

解决方案：选用特殊材质的氧化锆探头（如高铝陶瓷）。

强大的预处理系统： 包括伴热（防止酸性气体冷凝成酸液）、化学洗涤、使用耐腐蚀材料（如哈氏合金、PTFE）的过滤器和管路。

4.维护困难

挑战： 分析仪通常安装在环境恶劣的现场，维护不便。

解决方案：选择设计坚固、维护周期长的产品。

制定严格的定期维护计划： 包括校准、更换过滤器、检查探头等。

远程监控： 现代氧分仪通常带有通信功能（如4-20mA、HART、Modbus），可将数据远传至中控室，实现远程监控和诊断。

在冶金厂，氧分仪是不可或缺的关键仪器：

成功应用的关键在于：根据具体的应用点（是测高温烟气还是测保护气氛）和环境条件（温度、粉尘、腐蚀性），选择最合适的测量原理（氧化锆、顺磁、电化学），并配以针对性的安装和预处理方案，同时建立严格的维护保养制度。 对于冶金行业，坚固耐用、维护方便往往比极高的精度更为重要。

型号和量程

GPL-1200-L: 0 ~ 1000ppb, 10/100/1000ppm O2

GPL-1200-M: 0 ~ 10/100/1000ppm,25% O2

GPL-1200-H: 0 ~ 100/1000ppm,0~1%/25% O2

型号和量程

GPL-2300(Ex)-L: 0 ~ 1/2/5/10% O2

GPL-2300(Ex)-M: 0 ~ 1/5/10/25% O2

GPL-2300(Ex)-H: 0 ~ 1/5/25/99+1 O2

GPL-2300(Ex)-MO: 0/50/80/90至99+1 O2

型号和量程

GPL-2500(Ex)-L ：0 ~1/2/5/10% O2

GPL-2500(Ex)-M ：0 ~1/5/10/25% O2

GPL-2500(Ex)-H ：0~1/5/25/99+1% O2

GPL-2500(Ex)-MO ：0 /50/80/90~99+1% O2