牛广辉 张业建 林庆宇

(1.宝武重工有限公司 研发中心,上海 201901;2.四川大学 分析仪器研究中心,机械工程学院,成都 610065)

全球气候变化已经给全人类的可持续发展带来了严重的威胁和严峻的挑战,降低温室气体的排放已成为全世界的共识[1-3]。越来越多的国家正在将减少温室气体排放作为国家战略,开展相关研究布局。我国在七十五届联合国大会上庄重宣布:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。国际与国内的去碳化政策将对钢铁冶金产业的发展产生重大而深远的影响。钢铁行业的碳达峰与碳中和是一项复杂而巨大工程,如何实现从矿石到冶金产品的低碳转换,是一个亟待解决的问题,也是需要多种技术协同的过程[4-6]。除了新型冶炼技术与工艺的提出,对钢铁冶炼过程实现全流程的监测也将有助于钢铁产业的低碳化生产,如对铁矿石、冶炼过程及产品的监测分析可为冶炼过程与工艺提出动态化调整与优化策略提供重要参考[7-8]。

激光诱导击穿光谱(Laser induced breakdown spectroscopy,简称LIBS)是光谱分析领域极具应用前景的元素分析技术[9-10]。该技术基于激光等离子体发射光谱,将高能脉冲激光直接聚焦在样品表面,光斑聚焦区域的样品在瞬间发生熔融与激发,完成样品的取样、原子化和激发过程,形成处于局部热力学平衡状态的高温等离子体,在其冷却过程中,释放出具有特定元素信息和波长的光线,经光谱仪分光后即可提取出具有元素特征的发射光谱,根据谱线或谱带的光谱谱线位置与发射强度即可完成被测样品中元素的定性和定量分析,整个分析过程可在数秒内完成。……