钢铁企业检化验系统的建设与管理

史玉奎，倪培洋，王伟

（山东石横特钢集团有限公司，山东 肥城 271612）

经济与管理

钢铁企业检化验系统的建设与管理

史玉奎，倪培洋，王伟

（山东石横特钢集团有限公司，山东 肥城 271612）

钢铁企业检化验系统是对进厂原材物料及生产过程、工序间、出厂产品的检验，其分析检测方法包括化学检测和物理检测，分析实验室分集中式和分散式两种管理模式和布局，系统配备包括设备配备和检测人员的配置。制定监督机制和加强设备仪器管理，是保证检化验工作顺利进行的重要条件。

钢铁冶金；检化验系统；检测方法；模式；布局

1 前言

检化验系统是现代化钢铁企业的主要组成部分，被誉为工业生产的眼睛。检化验系统承担着从进厂原材物料、生产过程控制到产品质量、新产品开发的所有检验，为整个生产经营活动提供检测数据信息[1]。检化验系统的合理配置，对有效开展工作和发挥职能起着决定性的作用。目前，检化验系统没有统一的规范和标准，各钢铁企业都依据自身实际情况设定，但系统构成要素基本一致。检化验系统由检验目标、组织结构模式、检验点布局、检验流程、检验人员、检验设备、检验方法等组成，是一套与生产既联系又独立的系统体系。

2 检化验系统任务和方法

设置检化验系统要有一定的目的性[2]，为满足特定的检验任务和需要而设定，也是构建检化验系统的前提和依据。钢铁系统的检化验主要包括进厂原料物料的检验、生产过程及工序间的检验及出厂产品的检验。钢铁生产流程长，工艺复杂，涉及的原料、辅料及产品种类多，数量大。以年产300万t的钢铁企业为例，炼铁、烧结原料有铁矿石、烧结矿、焦炭、石灰粉、白云石粉等，炼钢原料有铁水、生铁、石灰、萤石、硅铁、锰铁等。仅铁矿石等含铁原料1 a消耗600万t左右，焦炭150万t左右。中间及最终产品有烧结矿、铁水、炉渣、钢坯、钢材等。进厂检验数据不仅作为验收结算的依据，还用于生产过程的指导，因此，进厂检验是生产过程中重要的一环。现代钢铁企业多是流水线式流程作业，过程及工序间的检验一是为生产提供指导，再是作为工序间产品质量及成本核算的依据。出厂检验是为了控制最终出厂产品的质量，将不合格和缺陷产品控制在企业内部，也是质量检验的最后把关。

钢铁企业的分析检测方法从检测专业分类分为化学检测和物理检测。

1）化学检测。贯穿于整个钢铁生产流程，检测的主要对象包括炼钢和炼铁原料、钢铁产品、炉渣、水质、油品、耐材等。检测手段主要采用仪器分析方法和传统的化学分析方法。主要的常规检测项目如表1所示。2）物理检测。物理检测除了包括一部分材料的物理性能指标外，还包括钢坯、钢材等产品的物理性能检验，物理检测项目多为规范性试验，一般采用标准检测方法。钢铁企业的主要物理检测项目如表2所示。

3 检化验系统流程

3.1 进厂原料的检验

进厂物资是生产控制的首要环节。采样是检化验的第一步。钢铁企业的大宗散装物料如铁矿石、焦炭、煤等，一般采用自动采样机完成自动采样和缩分。固定包装及量小的原料实行人工采样、缩分。采样的基本要求是样品要具备代表性。钢铁企业物料种类多，数量大，采取的几千克的样品要代表几吨乃至几千吨的原料质量。因此，采样环节决不能忽视，要根据样品的种类、状态、检验要求制定不同的采样方法。制样是紧接取样的后续环节，同取样一样，都是样品检验中的重要环节。制样中注意的主要问题是样品的代表性和污染问题。样品的破碎要完全，缩分要均匀。制样设备应分类使用，样品破碎要严格按照制样要求逐级破碎，样品的制备要满足试验和检测的要求。实验室负责对送检测试样品进行分析检测，出具数据，试验检测要科学、准确、公平、公正。

3.2 生产及过程检验

生产及过程检验是专门针对生产控制及过程中间产品的检验，一般设有专门的检验单元或机构，检验流程类似进厂检验，依据检验频次和检验项目由人工或机械自动取样，送实验室进行样品加工和试验。如高炉生产炉后的铁水、炉渣检验，炼钢过程及出钢前的成分检验，轧钢过程及产品的力学性能试验等。生产及过程检验的种类和项目相对固定，检验过程相对程序化，检验结果相对稳定。

表1 主要常规化学检验项目

表2 主要物理检验项目

3.3 出厂检验

出厂检验是整个检验过程的最后一道工序，一般由设定的产品检查站等部门负责最后的产品把关。钢产品的出厂检验除了对可见的表面质量缺陷、尺寸、重量偏差进行检验外，还要按产品要求抽样，送实验室对化学成分、金相、力学性能等技术指标进行检测。有些企业将产品及过程的最后检验直接作为出厂检验，履行出厂检验的职责，不再单独设立出厂检验机构。

4 检化验系统的模式与布局

4.1 管理模式

钢铁企业由于规模比较大，一般要构建多个实验室来满足生产检测的需要。冶金分析实验室从管理模式上可分为集中式和分散式两种管理模式。1）集中式管理是将整个企业的分析网点与生产单位分立，组成一个独立的系统，建立统一的管理机制，对企业负责，各个分析检测网点均属总系统的分支单位。集中式检化验管理又有两种模式：检验、化验统一管理模式；检验、化验独立模式。2）分散管理为分析网点直接由各个生产单位管理，为谁服务就是谁的下属单位，整个企业的分析检测网点是相互独立的。

从专业管理上讲，集中管理模式有利于保持分析检测结果的权威性和准确性，不受生产单位的制约，有利于人员、设备、材料的合理充分利用，有利于专业队伍的建设和培养，减少设备、人员重复配置和重复检测。而分散管理则与生产结合紧密，与检测人员的利益直接挂钩，由于行政干预和自身利益的因素，难以克服一些主观影响。长期形成分散管理的企业往往不易向集中管理转变。

4.2 系统布局

钢铁企业具有生产流程长、工序多等特点，对检化验工作的速度和质量要求较高。大中型钢铁厂实验室一般应包括中心实验室（原料）、炼铁化验室、炼钢化验室、水质化验室、气体化验室、轧钢实验室、金相检测室等检验结构单元，检化验系统的布局在满足快速、紧凑生产节奏的前提下，宜尽量将相近的检验分析工作集中在一个实验室中。实验室布点设计的原则是经济合理、有利于生产。

现场实验室的布局分为集中布局和分散布局两种模式[3]。对生产节奏较快的炼钢而言，一般要等检测数据合格后才能出钢，对检测速度的要求较高，为满足快速检测要求，炼钢实验室多建在炉前。优点是试验和结果传输方便，缺点是实验室环境较差，影响设备的长期稳定性。由于实现风动送样和数据信息化传输，现在有些炼钢实验室建在离开炉台的相对洁净的区域，无论实验室布局如何，都应满足实验室建设的基本要求[4]。

对于集中布局的实验室，应尽量建在生产区域或检验辐射区域的中心，便于样品和数据结果的传送。近年来，新规划的钢铁企业布局紧凑，便于实验室的集中和管理，有些大型实验室集炼钢、炼铁、轧钢检验于一体。优点是仪器、设备人员集中，便于管理和提高利用率，实验室环境好。缺点是离现场较远，联系不方便，信息反馈时间稍长。

5 检化验系统的配备

5.1 检测设备配置

随着钢铁冶金和分析技术的快速发展，检化验装备也在向自动化、仪器化的方向发展[5]。传统的大宗散装物料的人工取样多已经被机械自动取样所取代。人工取样的劳动强度大，人为影响因素较多，往往存在一定的偏倚性。机械取样可节省劳动力资源和减轻劳动强度，同时提高了取样的代表性，避免了人为因素的干扰。进厂散装原料多采用汽车、火车或皮带自动取样机取样，先进的自动取样机还带有自动缩分和制样设备。繁琐复杂的“湿法分析”也已经绝大部分过渡到仪器分析。光电直读光谱仪已成为钢样化学成分分析的首选仪器，X射线荧光光谱分析仪则是生铁和矿物类化学成分分析的首选仪器，ICP等离子体光谱仪用于分析成品和原料的微量元素，也已经普及。国内钢厂无人值守全自动实验室已经有了多年成功的应用。这些多功能、自动化、智能化的仪器设备的应用，有效提升了钢铁生产的效率和水平。

仪器的配置要考虑适用性，满足检测要求，又要考虑仪器的稳定性、维修服务、配置经济性等诸多因素，达到配置合理。取样设备要考虑取样点、取样频次和取样的代表性。制样设备要考虑制样的效率、样品的交叉污染和代表性问题。直读光谱仪要根据测定的材料种类和要求配置不同的分析基体和通道。X射线荧光光谱仪根据检测速度的要求可选择单道扫描型和多道同时型仪器，根据测定样品的种类选择上照式和下照式仪器，依据测定元素和含量选择技术配置。

5.2 检测人员的配置

试验人员应依据企业的组织目标进行合理配置，通过合理配置，达到调整优化组合的目的，使整个系统人力均衡，人岗匹配，充分发挥每个人的作用。检化验工作，需要一定的专业技能和经验，人员的合理配备除了考虑专业配置外，还要考虑人员的年龄结构，形成一定的梯队组合，老中青各占一定比例，防止人员结构断档。

钢铁企业涉及的检化验方法和标准有几百个，这些方法标准又不断发展和更新。因此，检化验人员除了掌握基本的知识技能，同时还要不断更新和学习补充检测新技术，跟上检测技术发展的步伐。对试验人员及时进行相关技能或专业知识培训，保持和提高人员的技能和素质。

6 检化验工作的管理控制

检测工作的质量必须得到有效保证和控制，才能真正达到检化验工作的目的和要求。检验、试验是一项规范性工作，检验工作首先要制定和使用适合的规范和标准，并且要严格执行和落实。其次要对检化验的工作进行监督和控制，可根据工作性质和要求，分别制定监督和控制计划。取制样通过再取样比对、不同取样方式比对和检验留存样等验证样品的偏倚性。实验室检测质量控制一般采取有证标准物质验证、留存样的重复测试、人员比对、仪器设备比对、检测方法的比对、参加能力验证或测量审核、参加实验室间比对等措施。

仪器设备的管理是保证分析精度和延长仪器使用寿命的关键，也是检化验管理的一项重要内容。钢铁企业由于分析检测设备的种类和数量比较多，仪器设备机构比较复杂，一般设有专业管理或维修人员，负责公司分析仪器设备的维修，监督和指导仪器设备的日常维护，从而满足快节奏、连续化生产的要求。

7 结语

检化验工作作为生产环节的一个组成部分，与生产一样，是一个由输入到输出的过程。因此，只有针对本企业检验目的和任务，建立一套结构合理、准确可靠、运行稳定、与生产相适应的检化验体系，才能真正达到检化验工作的目的，起到为企业生产和发展保驾护航的作用。

[1]陈衍凡.冶金实验室的建设与管理[J].海南矿冶，1997（2）：41-44.

[2]李剑省，魏淑超，赵梅，等.浅谈钢铁企业的检化验系统[J].山东冶金，2007，29（1）：73-75.

[3]万桔瑞.钢厂炉前快速实验室的设计管理模式[J].鞍钢技术，1994（11）：12-14.

[4]骆巨新.分析实验室装备手册[M].北京：化学工业出版社，2003.

[5]李茂奎，高卓成，彭敦远.莱钢仪器分析技术现状[J].莱钢科技，2004（4）：30-32.

Construction and Management of Inspection and Test System in Iron and Steel Enterprise

The test and chemical examination system in iron and steel enterprises checks incoming raw materials and the products in production course,between process steps and factory products.The test methods include chemical analysis and physical test.The management and layout of analysis laboratories divide into centralized pattern and decentralized pattern.The system includes facilities and inspection personnel.Establishing supervision mechanism and strengthening the management for facilities and instruments are the important conditions to ensure the test and chemical examination tasks going with a swing.

ferrous metallurgy;test and chemical examination system;test method;mode;layout

TF087

B

1004-4620（2011）04-0057-03

2011-02-23

史玉奎，男，1972年生，1995年毕业于南京化工大学工业分析专业。现为山东石横特钢理化检测中心工程师，从事冶金分析和管理工作。

SHI Yu-kui,NI Pei-yang,WANG Wei

（Shandong Shiheng Special Steel Group Corporation,Feicheng 271612,China）