高爐煉鐵工藝及自動化技術的發展

黃 磊

（河鋼集團承鋼公司煉鐵事業部，河北 承德 067000）

隨著寶鋼4號高爐等一大批對于世界而言都為之震驚的最先進的大型高爐的生產進行批量化，其中，這些高爐的排放標準和能源消耗指標都在世界的前列，在世界的平均水平之上，是較為領先的水平，這些先進的高爐也為我國爭光添彩，讓我國在國際地位上取得了更多的榮譽。但是回顧我國的高爐的發展歷史，也能夠清楚地看出來我國在以往的生產過程中，以高風溫的生產模式來進行大規模的生產，但是這其中就會忽略點產品質量、設備的降低能耗、以及人們最關注的環保問題。新型的設備并沒有想象中那么順利，自動化技術也沒有那么成熟。隨著國家的政策的制定和環境的惡化，我國重新制定了新的減排政策，鋼鐵生產行業也出現了新的生產模式和新的儀器。而高爐的自動化技術的發展也會隨著技術的更新來為中國鋼鐵行業帶來全新的發展。總結我國高爐冶煉自動化技術取得的一定成就的同時，也要意識到大部分鋼鐵企業其生產以高壓，高風溫的強化冶煉為主要技術手段，過分強調生產量，而忽視了鋼鐵產品的質量、節能降耗及環保指標等方面的問題。使用新的制動化技術、自動化設備還需要有一定的過度時期，隨著國家大力推廣循環經濟，制定出了較為合理的節能減排措施，煉鐵企業有了進行技術創新的原動力，而自動化技術也在已取得進步的基礎上進行了技術創新，以期為我國的工業生產做出新的貢獻。

1 高爐自動化的簡要回顧

高爐自動化技術是隨著設備的發展而進行改進或者是更新換代的。高爐煉鐵的發展過程是非常古老的，隨著這幾年來的國外幾家公司等新型的減排和環保的新技術的發展，國際上煉鐵的技術隨著多了起來。但是現代產業中，熔爐的產量慢慢變小，但是慢慢的產能開始變大，尤為突出的就是熔爐的功率消耗方面的減小，根據這樣的形勢下，慢慢的環境問題開始得到改善。從而使得鋼鐵行業煥發出新的希望和動力，所進行的效率越來越好。經過這幾年國際鋼鐵市場的技術革新，越來越多國家開始研發新型的技術，國內對于這種煉鐵的新型工藝也有了很深刻的認識和看法。就當前的形勢來看，我國對待新型技術的觀點是：由于這種設備的產能受到限制，達不到理想的效果。我國主要還是把這項技術用更多的是替補高爐的作用，或是用于生產已經成型的零件或者是鐵料，或是造氣的綜合使用。如印度一家鋼鐵公司，開始的時候擁有兩套熔爐，現在正在準備建設高爐計劃和項目。目前的高爐發展特點一般為以下幾點：①加強爐內的生產環境變化，使得加工出來的材料能夠有更大的飽和度。②通過更好的方式來延長熔爐的使用壽命。③經過新的發展來減小消耗和產能的提高。在以前比較老套的高爐煉鐵的技術，是需要很多的儀表來進行控制。它包括高爐本體還有其中的各種重要數據，包括熔爐里的壓力檢測，還有綜合性的數據，比如出風率和出風量，以及熔爐的工作流程。還有輸送原料的儀表和操作盤。在此為了實現高爐的高生產量和較小的消耗量，自動化技術和計算機控制高爐的進程越來越深入現代工業中。到上世紀末的時候，就已經實現了以計算機來控制的熔爐生產初級目標，實現了在高爐工作時能夠全權監控的技術。還能夠連接多個顯示設備來進行多重的實時監控、還有緊急的報警系統，這些數據和圖標能夠讓人們更好直接的去觀察熔爐中的變化和生產過程。再隨著自動化技術的進步和發展，高爐的自動化技術已經有了一個初步的成型，高爐控制技術從最基本的監控和操作已經慢慢的向智能計算機全權代理的方向發展了，這些發展都是有利于我國的煉鐵行業來發展的。在我國的熔爐自動化發展史上，第一批熔爐是通過國外引進的。但是經過二號的學習和分子，三號高爐的自主建設和自我完善技術，我們已經能夠對高爐的自動化技術進行相對應的分析和建造。隨著我國近幾年的熔爐發展和我國自主研發的熔爐技術，已經取得了相當高的成績，國內的高爐自動化技術已近在飛速進步和發展。

2 高爐自動化技術現狀和差距

以當今社會的發展趨勢來看的話，目前高爐自動化技術的發展分為以下幾種，通過每個高爐的功能不同和自動化操作技術的劃分為：基本的流程流程自動化、煉鐵過程的過程控制，在這些智能化和自動化的過程中，其中最核心的部分還是自動化控制。

3 基礎自動化控制系統

最基本的自動化處理就是能夠列出一系列的數據和處理，顯示和記錄，和機器上的數據設置和操作設置，再進行生產中的儀表盤的數據的自動調節。在這個層面上，以一些較為先進的工業控制計算機為代表，已經在大多數的高爐上的控制系統中實行了，如圖1所示，高爐自動化設備的運行需要每個操作臺及中央操作室共同配合完成，對于地面上的多個操作臺實現自動控制與集中手動控制兩種方式，最主要的是進行電氣參數與工藝的設定，運行方式的選擇與開爐前后的一系列操作，包括自動控制，每個操作臺主要用于手動操作，在自動方式下進行人工干預。通過我國近幾年的專業機構表明的數據來看，高爐上使用計算機控制和操作的使用率幾乎滿了。這幾年反戰出來的現場操作的輔助系統、工業生產的技術也開始在高爐的自動化發展中出現，但是現在，有多個控制系統來控制高爐生產的方式已經大面積普及。但是在控制和算數據的算法上，已普遍采用國際上統一的算法，在高爐各個方面的數據控制中也是很有效的，通過這樣的控制系統來進行一系列的數據計算，這樣的技術也取得了不小的成功。另一點是，要大力的發展高爐的模擬技術，爭取早日完成，可根據數據來模擬出這樣的成果，這樣就能夠避免無謂的浪費和工時上的浪費，就交少了高爐的工作時長，就能夠增加熔爐的使用壽命。在檢測方面，好多都是熔爐的關鍵數據，所以每個方面都不能夠馬虎，從高爐的數據、產品質量、緊急情況，這些都會有專門的檢測系統和儀器，專業而且高精尖的儀器更多的使用在高爐上，這些高精尖的設備，為我們提供了更好的監測方案和能夠更快速的得到解決方案，為我們的生產和我國高爐自動化發展做出了更大的貢獻。

圖1 高爐自動化控制系統示意圖

4 結語

我國的高爐自動化技術在經過了漫長的發展后，一步一步走向今天才有的成就，并且獲得了很大的榮譽，為我國的鋼鐵行業做出了不小的貢獻，但是要是比起來發達國家，還是存在一定的距離和差距。只有我國更好的去發展鋼鐵行業，才是強國之路，重工業強，乃國就強，高爐自動化技術就能夠很好的幫我們實現這一目標。