摘要：在控制高炉生产过程中，主要难点是控制过程比较复杂，变化响应时间长。只有实现高炉生产过程的自动控制，才能解决这些问题。在整个高炉系统中，原料系统和热风系统由计算机控制，高炉过程本身的自动控制在持续改进过程中也得到了很大的发展。高炉工艺的自动控制是实现高炉工艺的计算机控制。主要过程是由变送器给出高炉参数变化的电信号。然后将电信号转换成数字信号以实现向计算机的传输。以计算周期为单位计算平均值，并预测数学模型值，然后进行调整。
关键词：炼铁高炉；生产；自动化控制
1前言
炼铁高炉生产过程的自动控制是保证炼铁高炉生产的首要前提。 炼铁高炉生产过程不仅与生产数量有关，而且与生产过程中的质量和安全保证有关。
2炼铁高炉生产过程的自动化控制的概述
我国高炉自动化技术走过了进口、消化、移植的道路 - 掌握和实施自主创新。它取得了长足的进步，为钢铁工业的发展做出了贡献，但与国际先进水平相比仍有差距。目前，钢铁工业数量和质量的大发展为高炉自动化技术的进一步发展提供了机遇和挑战。通过加强工艺技术，设备，自动化等专业的结合，继续开展窑炉检测，数学模型，高炉专家系统和高炉可视化技术的开发研究。把基础自动化常规设备控制功能转变为以模型、专家系统为指导进行的对关键工艺参数、物流跟踪、能源平衡控制、污染物排放以及产品质量的智能闭环控制，形成具有自主知识产权的综合自动化软硬件产品，为中国高炉自动化的进一步发展做出应有的贡献。
3炼铁高炉生产过程的自动化控制方法
3.1高炉生产过程中的原料系统自动化控制
计算机控制原料系统应用较早也很成熟。其质量控制过程是把历次实际装入漏斗的原料最终值记录下来，并减去排料后剩余值，求出每次装入炉内的实际值，与给定值比较后在下一次称量时予以补正。即在称量漏斗卸空后，称量系统就被输入一个规定的质量，在称量漏斗装满后，计算机读出装满的质量，漏斗卸空后计算机再读出零点质量，并对下次的称量质量作出校正：用电脑按品种自动给出卸料设定值。用负荷传感器测定称量料斗里的原料称量值，同时以磁力比较运算器比较实际称量值和卸料设定值，在称量值达到给定值的95%时，则发出信号使供料给料机减速。根据100%的信号使供料机停运，同时向计算机输入“满”信号，计算机以此为信号取得称量值。由于设备故障而不能发出100%信号，或信号能发出而供料机不停运时，马上发出作为备用的105%紧急停运信号。称量漏斗放料完毕后，把作为关闭料斗闸门信号的料斗空信号0送交电器设备，以关闭料斗闸门。料斗空信号0使称量料斗关闭后，启动料仓给料器。称量料斗放料指令，按炉内原料料线在规定值以下时进行。本系统可按预先计算确定的原料给定值，进行准确的给料称量控制。
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3.2高炉生产过程中的热风炉自动化控制系统
计算机控制热风炉的主要是确定最佳换炉时刻，及保持最佳，燃烧状态，利用燃烧废气成分分析、废气温度以及拱顶温度，通过计算机式电子单元组合仪表，自动调节燃烧空气和煤气量，实现热风换炉自动化。
3.3高炉生产过程中的自动化自控系统
高炉冶炼过程复杂多变，炉存储器在固、液、气三相的相互作用，原料质量波动，每一变化的回应时间长，这些因素使高炉的自动控制难度较大，对高炉的热工控制还远不及原料，热风系统成熟。现在使用的计算机控制功能主要包括对炉体的监视、高炉操作数据的收集和显示、炉况的操作指导和闭环控制。自动化自控的基本目的是消除或减少对产品的干扰。干扰来源是设备故障导致过程的变动；二是输入参数是经常的、大量的变化。对能够准确地测量出并可控制住的参数称为可控变量；而难以控制的参数或未知的变化因素即干扰。高炉系统输入仅有炉料和风，输出则有生铁、炉渣和煤气。作为参数的有:输入参数，炉料，包括炉料中碳铁比、含铁量氧化度、碱度指数及单位时间的铁量。鼓风，包括流量、温度、湿度、辅助燃料(如煤粉)以及富氧率等。常用的可控变量为碳铁比、风温、风湿、燃料喷吹量和风量。输出参数，液相产品，包括生铁和炉渣的数量指标，如单位时间内的铁量、渣量，并以化学成分和温度为其特征。通常使用的是S、Si的含量、铁水温度和炉渣碱度。气相产品，炉顶煤气。这些参数都能以连续方式准确地测定出来。按测得的必要操作参数，如风量、风温、风压、料速等输入计算机，代入数学模型，算出合适的顶估值，再自动调节炉温和炉况等此外还可用计算机预测各个变化因素。自控系统调节的方式分为开环及闭环调节。通过测试计算机操作人员进行调节的方式称为开环调节。此系统中计算机不接受来自受控过程输出的反馈，而仅仅按操作者的要求计算出控制方案。或者不直接控制受控过程，而仅将其结果打印或显示出来，以供操作人员参考，由操作人员决定控制方案并执行控制。计算机、控制部件、受控过程和测量元件不构成闭合回路。通过测试，计算机，输入结果，执行机构进行调节即闭环调节。在这种调节系统中计算机能不断地检查高炉各种参数的变化，对各种变化按高炉冶炼原理进行比较和判断，寻求最恰当的处理方法或控制方案，一面打印显示给操作者，一面通过反馈信号自动执行该方案调节炉况，使过程经常处于稳定高效的最佳状态。整个过程无需操作者从中干预，而是通过受控过程输出的反馈信号实现全盘自动化。把原料、热风和高炉内自动控制系统全部连结起来，由高炉总的计算机统一操纵，实现全自动化控制。
4结语
高炉工业有着悠久的历史，因此基础的控制设术也比较成熟，要转变思路,在原有的基础上顺应形势,取得自动化控制的新发展。我国原料系统与热风系统已经实现了自动化控制,而生产过程的自动化控制发展还很不充分。钢铁业数量与质量方面的要求不断提高,这为高炉生产过程自动化控制创造了机遇,同时也提出了挑战。我们应该不断完善高炉自动化控制，为我国高炉自动化的进一-步发展做出应有的贡献。
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论文作者:季宏旭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/13
标签：高炉论文; 料斗论文; 生产过程论文; 计算机论文; 信号论文; 自动化控制论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第19期论文;