煉鐵高爐生產過程的自動化控制研究

鄭國軍

摘要：本文主要針對煉鐵高爐生產過程的自動化控制展開深入研究，重點闡述了幾點自動化控制措施，主要包括高爐過程自動化控制系統、原料系統的自動化控制、生產過程的自動化控制、熱風系統的自動化控制等，不斷提高高爐生產過程的自動化水平，促進高爐生產發展的順利推進，給予煉鐵高爐的產業效率強有力的保障。

關鍵詞：煉鐵高爐；生產過程；自動化控制

在高爐生產控制過程中，控制的過程比較復雜、繁瑣，而且變化響應時間較長，要想有效應對這些難點問題，必須要加強高爐生產過程的自動化控制水平。在整個高爐系統中，原料系統和熱風系統，可以將計算機控制作用充分發揮出來，所以實現高爐生產過程的自動化控制，有助于高爐過程計算機控制目標的實現。在這個過程中，主要借助變送器，給出高爐生產的參數變化的電信號，然后將其轉化為數碼輸入到計算機之中，以計算的周期為單位，進而計算出平均值，通過數學模型獲取預估值，從而進行有效調節。

一、煉鐵高爐生產過程的自動化控制的可行性因素分析

通過加強煉鐵高爐生產過程的自動化控制，對于高爐生產的發展具有極大的促進作用。借助計算機，加強過程控制系統的構建，可以確保信息和控制方案的準確性和可靠性，不斷提高過程的自動化控制水平，確保理想的生產指標。同時，還可以將高爐冶煉技術經濟指標提升上來，保證較高的勞動生產效率。借助計算機，可以滿足節約勞動力的內在需求【1】，不斷向自動化作業的方向邁進。此外，還有助于管理工作效率的提升，在管理和指揮生產系統中，加強計算機的應用，在調度管理和指揮生產方面得到了充分的體現，保證較高的生產管理效率，給予安全生產一定的保障，進而獲取更多的生產效益和經濟效益。

二、煉鐵高爐生產過程的自動化化控制分析

（一）高爐過程自動化控制系統

高爐過程自動化控制系統的設計，要加強先進的過程計算機監控系統的應用，并且強大高爐生產過程的監視和控制，做好采集和處理數據等一系列工作。在整個高爐過程自動化控制系統中，要將計算機網絡和數據處理方面的優勢充分發揮出來。

在高爐過程自動化控制系統中，PLC芯片是重要的構成結構，可以與高爐自動化控制中數據處理需求相契合。在整個高爐生產中，其系統主要包括原料系統、熱風系統以及本體等系統，系統之間的控制具有高度的獨立性，但是也有著密切的聯系性。因此，自動化控制系統的構成：首先，現場層次。設備氣動結構，是控制的主體，而對于測量儀表和伺服機構等【2】，對于控制現場設備具有極大的幫助。其次，基層層次。在這個結構中，需要深加工處理各種數據，不斷提高控制的自動化水平。最后，控制層次。要通過計算機進行，從而更好地控制高爐生產過程。

（二）原料系統的自動化控制

原料系統的計算機控制發展較為成熟，所以自動化控制水平也比較高。原料系統質量控制的過程，需要記錄每次實際裝入漏斗中的原料最終值，隨即減去排料后的原料剩余值，從而獲得實際裝入到高爐內的原料值，通過與定值進行對比，比較結果，可以納入到下次稱重中，以此來作為補正的依據。原料系統的自動化控制，在給定值精確計算下，對給料稱量進行合理控制。

（三）生產過程的自動化控制

在高爐生產過程的自動化控制中，存在著較多的限制性因素，比如復雜的冶煉過程、變化響應時間較長等，加大了自動化控制的難度性，所以生產過程的自動化控制與成熟的原料系統、熱風系統等具有一定的差異。計算機的控制功能，在爐體監視、操作數據收集和顯示等方面得到了充分體現。

在整個高溫爐系統中，輸入和輸出分別指代原料和熱風、生鐵和爐渣等，其中，可以作為參數的主要包括：爐料中的氧化度和碳鐵比、生鐵的數量質量與爐渣的數量指標等。在計算機中，輸入進去這些操作的參數【3】，借助數學模型，可以獲得評估值，然后結合數值，以此來調節爐溫和爐況。此外，計算機也可以預測變化因素，比如爐溫方面，借助各種數量的測定，給予爐溫預定水平一定的保障。

在自動化控制系統調節方式中，主要包括開環調節和閉環調節等。對于開環調節來說，計算機操作人員發揮著極大的作用，在這個過程中，計算機會結合操作人員的指示，計算控制方案，或者就是計算機僅僅負責顯示或打印一些結果，并沒有體現在控制過程中，而是操作人員要負責控制方案的制定和實施。而對于閉環調節來說，主要是指計算機對測試結果，進行計算后執行控制方案，在這個過程中，計算機要自動檢查高爐參數變化情況，通過對比參數變化，進而確保控制方案的科學性和合理性，既可以打印結果，也可以結合這些反饋信息，不斷調節爐況，促進高爐生產過程的順利進行。

（四）熱風系統的自動化控制

高爐的熱風爐的自動化控制，旨在將換爐的最佳時間點確定下來，確保良好的燃燒狀態。通過測定和分析熱風爐中排放的燃燒廢氣的成分、溫度等，借助計算機式電子單元組合儀表，要自動化調節燃燒的空氣和煤氣量，進而滿足熱風系統控制的自動化需求。

三、結束語

綜上所述，在煉鐵高爐生產過程中，必須要不斷提高自動化控制水平，對高爐過程自動化控制系統、原料系統的自動化控制、生產過程的自動化控制、熱風系統的自動化控制等環節進行深入分析，充分發揮出自動化控制的應用優勢，將我國高爐自動化提升到全新的水平。

參考文獻

[1]嚴飛.煉鐵高爐的電氣自動控制系統探究[J].中國設備工程，2018（17）：86-88.

[2]竇迎斌.PLC在煉鐵高爐自控系統中的應用分析[J].中小企業管理與科技（中旬刊），2018（05）：180-181.

[3]戚健.煉鐵高爐的電氣自動控制系統探究[J].科技創新與應用，2016（10）：119.

（作者單位：唐山不銹鋼有限公司）