化學分析中心設計(design of chemical analysis center)

為保證幾個車間正常生產，承擔物料、半成品、成品化學分析而專門設置的區域性化學分析設施設計。化學分析中心是一個區域性的化驗室，它不同于煉鐵煉鋼化驗室等屬車間性化驗室，而中心試驗室則屬全廠性試驗研究設施。這些試驗研究設施的布點見鋼鐵廠試驗研究設施設計。

20世紀60年代，中國開始設計建立化學分析中心，80年代后，在中國寶山鋼鐵總廠、成都無縫鋼管廠和天津無縫鋼管總廠等相繼設計建成了較高水平的化學分析中心。

任務化學分析中心主要是完成鋼鐵試樣成分的化驗任務。包括原料場、燒結、煉鐵、煉鋼等車間的鐵礦石、石灰石、螢石、燒結礦、鐵水、鋼水、爐渣、鐵合金和耐火材料等各種試樣化學成分的分析；氣水油等能源介質的成分分析；主副原料及鋼鐵標準試樣的成分分析；仲裁和分析方法研究等。

組成一般設有試樣制備室、快速儀器分析室、等離子發射光譜儀室、原子吸收儀室、濕式化學分析室、油脂分析室、水質分析室、燃氣分析室、天平與儀器間。并按具體情況設儀器維修間、氣瓶間、配電室和試樣保存間等。

設備配置根據生產車間所要求分析的試樣數，每個試樣分析的項目和采用的分析方法，在計算基礎上配套確定設備。以儀器分析為主，以利提高分析的精度和速度，分析數據還可實現全廠計算機網絡傳輸，提高鋼鐵廠質量管理水平。

制樣及送樣設備制樣設備配有振動粉碎機、壓力機、玻璃珠熔融裝置、鉆床、砂輪切割機、磨樣機、砂輪機、小型切割機和沖床等。

送樣需設置風動送樣裝置，在各生產車間(主要為煉鐵、煉鋼車間)取樣點將試樣裝入樣盒中，以壓縮空氣為動力，通過管道將樣盒快速地送到化學分析中心。送樣裝置有多種型式。樣盒在同一條管道內往返運行的稱單管式，樣盒分別在各自不同的管道內往返運行的稱雙管式；按送樣管道內氣壓分有正壓式、負壓式、正負壓混合式；送樣管道上設一個送樣點對一個接收點的稱二點式，一條送樣管道上設多個送樣點對一個接收點的稱多點式。風動送樣裝置的型式根據送樣速度、頻度、距離等因素選用。風動送樣速度一般為10～45m／s，如成都鋼鐵廠轉爐車間至分析中心送樣距離最大約680m，送樣速度25m／s，空樣盒返回速度20m／s，送樣頻度1～13個樣／h，選用為單管正壓二點式風動送樣裝置。中國寶山鋼鐵總廠煉鐵車間至分析中心送樣最遠距離約2700m，送樣速度20m／s，空盒返回速度10m／s，采用了雙管正負壓混合多點式及單管正壓二點式兩種型式的風動送樣裝置。

分析儀器按分析對象、分析項目、元素測量范圍、精度、速度等要求選用分析儀器。(1)X射線熒光光譜儀。通常采用多波道／掃描式，適用于礦石、燒結礦和爐渣的成分分析，鋼鐵中高含量元素的分析，分析元素的范圍為6^C，8^O、9^F～92^U(6、8、9、92表示化學元素的原子序數，角標為化學元素符號)之間。(2)真空直讀光譜儀。一般適用于鋼鐵中成分分析，一分鐘內可測50多個元素，在配用PDA測光法時可進行鋼中酸溶鋁和酸不溶鋁的測定。(3)原子吸收分光光度計。主要用于微量金屬元素的測定，靈敏度達10^-6、10^-9數量級。固體樣及部分難熔元素的測定選用無火焰原子吸收分光光度計。(4)等離子發射光譜儀。適用于紫外區的元素分析，先將固體試樣用酸或堿溶解，制成試液供分析用，靈敏度可達10^-9級，并可多元素同時分析。(5)紅外碳硫分析儀。分析靈敏度可達10^-7，30秒內可同時測出碳硫含量。(6)鋼中氮、氫、氧測定儀。有單測及聯合測定儀。定氮用熱導法，靈敏度可達10^-7，30秒內測出含量；定氫用熱導法，靈敏度可達10^-8，2．5～3分鐘內測出含量；定氧用紅外吸收法，靈敏度可達10^-7，40秒內測出含量。

分析數據傳輸裝置，有對講機、電話、工業電視、電傳、氣動輸送和計算機等方式，按車間要求選用。濕式化學分析設備和能源介質分析設備分別見中心試驗室設計和氣水油化驗設施設計。

工藝布置化學分析中心宜置于煉鋼車間附近。濕式化學分析室及原子吸收儀室布置要求見中心試驗室設計，油質、水質和燃氣分析室布置要求見氣水油化驗設施設計。等離子發射光譜儀室宜與化學處理室相鄰布置；快速分析儀器室與試樣制備室宜相鄰布置，一般布置在化學分析中心的底層。快速分析儀器室有兩種布置形式：(1)集中式。即將直讀光譜儀、x射線熒光光譜儀、紅外碳硫分析儀、鋼中氮氫氧測定儀、分析數據傳輸裝置等集中布置在一個大房間內；(2)分散間隔式，即將快速分析儀器分別單獨布置在幾個房間內。快速分析儀器室還需相鄰布置氣瓶間，便于供應儀器所需的各種氣體。房間內的儀器宜離墻布置，便于操作和檢修。

對公用設施要求一般要求見中心試驗室設計。另外，化學分析中心為多個生產車間服務，配有多臺大型精密分析儀器，要求供電的電壓和頻率要穩定，不能間斷，一般設有兩路電源；儀器要單獨接地，光譜儀的光源與機體應分開接地。要考慮儀器防震、防塵、防射線、防電磁場干擾，以及室溫、濕度、接地電阻等的特殊要求，要按儀器安裝說明書上的要求進行設計。