1.용광로 가스: 제철"부산물"에서 귀중한 에너지로

고로제철은 현대제철의 주요 공정으로서 그 생철 생산량은 세계 총 생산량의 95% 이상을 차지한다.이 과정은 철광석, 석회석, 코크스를 원료로 일정 비율로 층을 나누어 용광로에 넣는다.이와 동시에 열풍로를 통해 가열된 산소가 풍부한 공기가 진풍구에서 로내로 북입되였다.난로에서 원료는 일련의 복잡한 화학반응을 거쳤다: 코크스는 풍구 구역에서 열풍과 연소하여 CO2를 생성하고, CO2는 상승 과정에서 뜨거운 코크스와 반응하여 CO를 생성하며, CO는 철광석을 단계별로 금속철로 환원하여 최종적으로 쇳물을 형성한다.이와 동시에 반응과 함께 대량의 용광로 가스가 발생하여 용광로 꼭대기에서 배출된다.

2.실시간 모니터링: 공정 최적화 및 안전한"눈"

용광로 가스 성분에 대한 실시간 모니터링은 제련 공정과 에너지 효율을 최적화하고 인화성 및 폭발 위험을 방지하며 오염 배출이 표준에 도달하도록 보장하기 위한 것이다.

3.기상 크로마토그래프 기술"역부족"

현재 용광로 상단 가스 분석은 크로마토그래피 기둥으로 가스를 분리한 후 TCD 열전도 측정기로 성분 분석을 하는 온라인 가스 크로마토그래피 분석 기술을 자주 사용한다.

그러나 온라인 가스 크로마토그래프 분석기는 실제 응용에서 분석 주기가 길고 조작이 복잡하며 유지 보수 비용이 높은 등 몇 가지 한계가 존재한다.

(1) "시간 지연" 분석

비록 단일 분석은 매우 빠르지만, 샘플링, 샘플 전송, 사전 처리에서 분석 완료에 이르기까지 전체 과정은 일정한 대기 시간 (일반적으로 몇 분) 이 존재하며, 초급 실시간 모니터링을 실현할 수 없고, 돌발 성분 파동에 대한 응답 속도가 비교적 느리다.

(2) 조작이 복잡하고 기술 문턱이 높다

온라인 분석 시스템은 크로마토그래피 기둥 노화, 가스 운반 관리, 정기 교정 등을 포함한 전문 조작자의 유지보수가 필요하며, 기술 문턱이 비교적 높기 때문에 일정한 전문 지식과 경험이 필요하다.

(3) 유지 보수 작업량이 많고 비용이 많이 든다

크로마토그래피는 장거리 샘플 수송, 복잡한 사전 처리 시스템, 각종 소모품 (가스 운반, 크로마토그래피 기둥 등) 현장 유지보수량이 많다.크로마토그래피 기둥 (핵심 소모품) 의 수명은 보통 6~12개월 (샘플 오염의 영향), 교체 원가는 약 1~3만원/개;검측기는 정기적으로 세척해야 하고, 가스 실린더 강병은 빈번하게 교체해야 하며, 장기 유지 보수 비용이 높다.

4.레이저 라만 스펙트럼 기술 돌파

레이저 라만 스펙트럼 기술 (LRD) 은 가스 라만 산란에 기반한 스펙트럼류 가스 분석 기술이다.고광속 질량의 레이저를 이용하여 특정 파장의 레이저를 방출하고, 소색차 렌즈를 통해 기체실에서 초점을 맞추며, 초점 위치에서 레이저와 기체 분자가 서로 충돌하여 라만 산란을 일으킨다.기체에 대응하는 라만 산란광의 파장이 다르다.라만봉의 강도와 기체농도값은 정비례하며 스펙트럼을 통해 기체 라만특징봉의 위치와 강도를 분석하면 다조분을 동시에 측정할수 있다.또한 라만 산란 스펙트럼은 자극 및 수집 시간이 매우 짧기 때문에 크로마토그래프에 비해 응답 시간이 더 빠릅니다.

LRD 원리를 바탕으로 기상 크로마토그래프의 세 가지 장점을 비교합니다.

(1) 빠른 응답:거의 실시간 측정, 응답 시간 10s 정도.

(2) 간단한 구성과 간편한 운영:사전 처리, 프로브, 분석기 호스트로 구성되어 지능화 조작.

(3) 유지 보수 작업 감소:크로마토그래피 기둥, 가스 운반 등 소모품이 필요 없고 현장 유지보수량이 0에 가깝다.

5.4자 기기 LRGA 시리즈: 국산 자체 혁신

용광로 지붕 가스 분석 시스템이 고온, 고압, 먼지, 함습 등 열악한 작업 상황에서 막히기 쉽고 장기적으로 안정적으로 운행하기 어려운 모니터링 난제를 해결하기 위해 4자 기기는 레이저 라만 스펙트럼 기술을 기반으로 한 온라인 분석 시스템을 개발하여 고효율 전처리와 결합하여 진공청소기가 가스를 수출하는 연속적인 실시간 모니터링을 실현하고 기술자가 용광로 내 상황을 정확하게 파악하고 반응 공정을 최적화하여 더욱 좋은 기술 경제 지표를 획득하여 용광로 생산에 신뢰할 수 있는 지도를 제공한다.

사방기기는 2012년부터 그 모회사 (사방광전주식유한회사) 의 핵심기체감지기술플랫폼에 의탁하여 국가중대과학기기설비개발전문항목인"레이저라만스펙트럼기체분석기기의 연구개발과 응용"프로젝트를 주도하였다.레이저 라만 스펙트럼법의 특징 신호가 약한 등 업계 기술 난제에 비추어 사방 기기는 10여 년 동안 깊이 갈고 닦은 레이저 라만 스펙트럼 가스 분석 기술을 지속적으로 연구하여 최종적으로 자주적인 지적재산권을 가진 상업화 제품인 LRGA 시리즈 레이저 라만 스펙트럼 가스 분석기를 성공적으로 개발하여 국내 관련 분야의 기술 공백을 보충하였다.이와 동시에 두터운 기술바탕과 제품성능으로 사방계기는 업종내에서 두각을 나타내고 업종표준의 제정사업에 적극 뛰여들어 산업승격을 추진하였다.