冶金分析是冶金生產(chǎn)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，是冶金生產(chǎn)最重要的相關(guān)技術(shù)之一。冶金分析技術(shù)不僅按照冶金生產(chǎn)發(fā)展的客觀要求，不斷拓寬自己的領(lǐng)域，而且也以自身的完善與發(fā)展，促進(jìn)著冶金生產(chǎn)水平的提高。本文試圖從現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)中，闡明對(duì)冶金分析技術(shù)發(fā)展的期望與基本要求。 
一、現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)發(fā)展的基本態(tài)勢(shì)與特點(diǎn)
　　現(xiàn)代冶金生產(chǎn)以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化的要求為前提，促進(jìn)冶金工藝的重新優(yōu)化組合，并實(shí)現(xiàn)裝備水平的優(yōu)化更新，從而形成了廣泛的系統(tǒng)優(yōu)化的態(tài)勢(shì)。這已是世界各國(guó)冶金界的首要目標(biāo)和任務(wù)。而整個(gè)冶金生產(chǎn)過(guò)程中，煉鋼生產(chǎn)的整體優(yōu)化趨勢(shì)更為突出，它不僅與軋鋼生產(chǎn)緊密銜接，促使冶金產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化的加快，而且往前促進(jìn)煉鐵生產(chǎn)和新的煉鋼原料生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，使整個(gè)行業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
　　現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)的優(yōu)化流程以鐵水預(yù)處理—頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐—爐外精煉—連鑄—(熱裝，熱送或直接軋制);新的煉鋼原料生產(chǎn)工藝或廢鋼精料—超高功率電爐—爐外精煉—連鑄板坯連鑄—直接軋制這兩種工藝最具代表性，使整個(gè)凍鋼生產(chǎn)工藝、裝備及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化都提高到了一個(gè)新的檔次和水平上。煉鋼生產(chǎn)的這種整體優(yōu)化態(tài)勢(shì)，有著明顯的特征，其主要表現(xiàn)為以下五個(gè)方面，即更系統(tǒng)，更連續(xù)，更高效，更可控，更優(yōu)質(zhì)。這些特征都對(duì)冶金分析技術(shù)提出了新的更高要求。
　　1.更系統(tǒng):冶金生產(chǎn)的優(yōu)化是從各個(gè)環(huán)節(jié)或單項(xiàng)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，但越來(lái)越明顯地看出，必須從系統(tǒng)工程的角度，實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化才能真正發(fā)揮各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的作用。例如超高功率電爐是大幅度提高電爐生產(chǎn)率的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，但如果不配之以相應(yīng)的爐外精煉設(shè)施，它將無(wú)法改變?nèi)问揭睙挼呐f模式，因而不能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì);先進(jìn)的連鑄生產(chǎn)，不僅離不開(kāi)爐外精煉，也必須依靠超高功率電爐的高生產(chǎn)率來(lái)實(shí)現(xiàn)連澆。此外，這種更系統(tǒng)的特點(diǎn)不僅表現(xiàn)在各環(huán)節(jié)先進(jìn)工藝和技術(shù)同步實(shí)現(xiàn)的要求上，更表現(xiàn)在對(duì)相關(guān)技術(shù)的優(yōu)化與配套齊全的客觀要求上。無(wú)法設(shè)想會(huì)存在一個(gè)缺乏先進(jìn)的冶金檢測(cè)與分析技術(shù)的優(yōu)化煉鋼工藝流程。這將在下面詳述。
　　2.更連續(xù):煉鋼生產(chǎn)整體優(yōu)化的系統(tǒng)必然是一個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程。各個(gè)短流程的生產(chǎn)工藝本身就是一個(gè)連續(xù)的整體，要求有良好的節(jié)奏性與銜接性。這種特性使得冶金生產(chǎn)對(duì)冶金分析的要求早就不滿足于僅僅進(jìn)行成品分析的程度了，而要求不斷提供各種檢測(cè)分析參數(shù)來(lái)指導(dǎo)，保證生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定與連續(xù)。
　　3.更高效:這一特性集中表現(xiàn)在大型化與高速化兩個(gè)方面。連鑄—連軋工藝使傳統(tǒng)的鋼水凝固到軋制成材周期以天，甚至以周計(jì)算變?yōu)橐苑昼娪?jì)算，毫無(wú)疑問(wèn)化學(xué)分析法的節(jié)奏是無(wú)法適應(yīng)的，各種快速的接觸，非接觸式的先進(jìn)冶金分析技術(shù)發(fā)展起來(lái)，對(duì)冶金生產(chǎn)的高效化起了重要作用。另外冶煉爐的大型化，連鑄，軋鋼的大型化，不僅是高效化的特征，也同時(shí)對(duì)冶金分析的代表性提出了新的要求。連續(xù)與高效的特性，促使冶金分析由單元向多元，快速的方向不斷發(fā)展。
　　4.更可控:優(yōu)化隴煉鋼生產(chǎn)過(guò)程已必然要求生產(chǎn)過(guò)程的可控性大大提高，微電子技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)冶金生產(chǎn)的高速增長(zhǎng)，產(chǎn)品性能的可控程度大大提高。認(rèn)算機(jī)對(duì)局部或全部生產(chǎn)過(guò)程甚至經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程實(shí)現(xiàn)在線控制跳要求，必然要求冶金分析由過(guò)去的離線變?yōu)樵诰€，井參與控制過(guò)程。這種在線及參烏控制的要求使冶金分析技術(shù)與裝備趁來(lái)越與計(jì)算機(jī)的應(yīng)用緊密地結(jié)合在一起。
　　5.更優(yōu)質(zhì):冶金工藝獻(xiàn)優(yōu)化最終將表現(xiàn)為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與質(zhì)量縱優(yōu)化上?，F(xiàn)衣一提高了質(zhì)氫檔次普通鋼材不僅對(duì)成分控制的范圍與精度要求越來(lái)越高，并且在對(duì)〔O〕、〔S〕、夾雜物這三個(gè)主要的質(zhì)量特征指標(biāo)上也越來(lái)越嚴(yán)。各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都要求進(jìn)行分析，控制，以保證最終質(zhì)量。而超純鋼(例如〔N〕+〔O〕+〔H〕+〔F〕+〔S〕≤100μg/g，甚至≤50μg /g和各種特殊用途鋼的生產(chǎn)，則對(duì)一冶金分析的分辨率與精確性提出了新的要求。
　　由上可見(jiàn)煉鋼生產(chǎn)整體優(yōu)化的態(tài)勢(shì)及其特性，都對(duì)冶金分析提出了新邵要求，它促使冶金分析裝備水平的提高，并向多元、快速、連續(xù)、可控、準(zhǔn)確的方向不斷邁進(jìn)。
二、冶金生產(chǎn)對(duì)冶金分析技術(shù)的基本要求
　　冶金分析技術(shù)在近20年中的長(zhǎng)足進(jìn)步，對(duì)煉鋼生產(chǎn)傲優(yōu)化起了重要的作用，這是顯而易見(jiàn)的。本文僅想就生產(chǎn)實(shí)踐中的一些切身體會(huì)，較系統(tǒng)地對(duì)冶金分析技術(shù)提出一些屬于基本要求的看法，拱冶金分析的專家們參考。說(shuō)基本的，是因?yàn)橐苯鸱治鰧＜覀兛紤]所可能更全面、更超前，但本文認(rèn)為，這些基本要求如能滿足，則將適應(yīng)上述煉鋼生產(chǎn)優(yōu)化郎客觀需要。
　　1.提高精確性:這不僅要求誤差小，而且要求有良好傲重復(fù)性。如前所述，超純鋼中各種元素含量控制范圍很窄，連鑄過(guò)程的連澆爐次，要求相鄰兩爐之間成份差異極小，而無(wú)取向冷軋硅鋼，當(dāng)〔C〕≤50μg /g時(shí)，則可以不經(jīng)過(guò)退火脫碳工序，既可保證質(zhì)量，又可大幅度提高生產(chǎn)率。但這種嚴(yán)格6全控制，必須以精確的冶金分析來(lái)提供依據(jù)與保證。否則超純鋼的性能不能得到穩(wěn)定，連澆爐次將出現(xiàn)混坯而不能發(fā)現(xiàn)，有可能造成軋材廢品;而無(wú)取向冷軋硅鋼則會(huì)誤以為不需要退火脫碳工序致使軋材電工特性受到嚴(yán)重影響等等。
　　2.高分辨率:這不僅是保證高精度的需要，也是精確控制鋼中微量元素，控制工藝過(guò)程各種氣氛的需要。對(duì)于痕量元素的分析，則是更為重要的了。
　　3.快速性:冶金生產(chǎn)隴優(yōu)化，大大加快了煉鋼生產(chǎn)的速度，對(duì)冶金分析的速度要求也越來(lái)越高。例如轉(zhuǎn)爐的動(dòng)態(tài)終點(diǎn)控制與爐外精煉的成份微調(diào)控制，要求在幾秒或幾十秒內(nèi)獲得冶金分析的結(jié)果，并直接參與過(guò)程控制。用光譜分析法同時(shí)分析幾個(gè)、十幾個(gè)、幾十個(gè)元素;用結(jié)晶分析法，濃差電池法直接測(cè)定溫度(物理量)和碳或溫度和氧活度;〔C〕一〔S〕聯(lián)合測(cè)定等各種多元化快速冶金分析方法已越來(lái)越為人們所重視，所應(yīng)用。
　　4.連續(xù)性:由于冶金過(guò)程的可控要求越來(lái)越高，為了工藝優(yōu)化與安全，也為了確保最終高質(zhì)量的要求，斷續(xù)的檢測(cè)分析方法已不能滿足需要了。例如轉(zhuǎn)爐煤氣回收過(guò)程中，對(duì)氣體成份的連續(xù)分析是保證生產(chǎn)安全與煤氣質(zhì)量的前提條件，VOD爐及轉(zhuǎn)爐冶煉中，越來(lái)越趨向采用連續(xù)的氣相質(zhì)譜分析法來(lái)精確判定終點(diǎn)等等。
　　5.在線性:這既有參與控制的含義，又含有就近在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的要求。上面所說(shuō)的快速性、連續(xù)性己包含了在線的含義，因它們大多參與過(guò)程控制，另外曾風(fēng)行一時(shí)的氣動(dòng)送樣，集中分析的方法已不是冶金分析優(yōu)化的唯一選擇了?？旃?jié)奏的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，一早就在冶煉平臺(tái)附近設(shè)置了各種快速多元分析裝置;爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，已使快速光譜等在線分析設(shè)備就近設(shè)置;高質(zhì)量的大板坯，大方坯生產(chǎn)，離不開(kāi)就近設(shè)置的快速硫印取樣分析設(shè)備，并以它的分析結(jié)果直接指導(dǎo)工藝參數(shù)的調(diào)整與設(shè)備維修目標(biāo)的確定。
　　6.系統(tǒng)性:冶金分析與煉鋼技術(shù)已逐漸由手工化向設(shè)備化的方向發(fā)展。為了更好地滿足上面提到的連續(xù)、在線、高精度、快速的要求，冶金分析技術(shù)和設(shè)備已逐漸成為完善的系統(tǒng)。它注重機(jī)、電、儀一體化，不僅對(duì)主儀器，而且對(duì)取樣器，清掃技術(shù)等相關(guān)技術(shù)與設(shè)備的配套性日益重視;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及分析中心的各種抗干擾設(shè)施與技術(shù)的研究也日臻完備。這種系統(tǒng)性還具備與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息的聯(lián)網(wǎng)通訊及參與過(guò)程控制的能力……。
　　7.經(jīng)濟(jì)性:這是現(xiàn)場(chǎng)采用先進(jìn)的冶金分析技術(shù)與設(shè)備經(jīng)?？紤]的問(wèn)題。我國(guó)鋼廠大、中、小都有。層次、水平相差不少，雖然優(yōu)化，優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)一致，但產(chǎn)品不同，要求也是不同的，在實(shí)現(xiàn)冶金分析的基本要求方面，也可以分層次來(lái)對(duì)待，這是考慮經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)方面。例如對(duì)普通連鑄坯連澆時(shí)相鄰爐次鋼水〔C〕、〔Mn)范圍的控制一般鋼種的分析分辨率與精度以100件g/:級(jí)就可以了。但對(duì)超純鋼來(lái)講則需協(xié)g/g級(jí)才能滿足要求等等。其次經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題是否可從多元性方面來(lái)解決，因一般綜合性的分析可能比單一分析更快，更有效也更經(jīng)濟(jì)。冶金分析是冶金檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)方面，但如能將冶金檢測(cè)的某些功能與冶金分析技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將定受生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的歡迎。已有的測(cè)溫定氧，測(cè)溫結(jié)晶定碳這祥簡(jiǎn)單的把物理量的測(cè)定與化學(xué)成份的分析結(jié)合在一起的測(cè)試手段與儀器，已成為冶煉高中碳鋼及優(yōu)質(zhì)鋼的重要依靠方法，只是在精度等方面尚需進(jìn)一步完善而已。如何向企業(yè)提供經(jīng)濟(jì)，優(yōu)質(zhì)的冶金分析技術(shù)與煉鋼裝備，已成為冶金分析界應(yīng)綜合考慮的問(wèn)題。