炼铁高炉生产过程的自动化控制研究

郑国军

摘要：本文主要针对炼铁高炉生产过程的自动化控制展开深入研究，重点阐述了几点自动化控制措施，主要包括高炉过程自动化控制系统、原料系统的自动化控制、生产过程的自动化控制、热风系统的自动化控制等，不断提高高炉生产过程的自动化水平，促进高炉生产发展的顺利推进，给予炼铁高炉的产业效率强有力的保障。

关键词：炼铁高炉；生产过程；自动化控制

在高炉生产控制过程中，控制的过程比较复杂、繁琐，而且变化响应时间较长，要想有效应对这些难点问题，必须要加强高炉生产过程的自动化控制水平。在整个高炉系统中，原料系统和热风系统，可以将计算机控制作用充分发挥出来，所以实现高炉生产过程的自动化控制，有助于高炉过程计算机控制目标的实现。在这个过程中，主要借助变送器，给出高炉生产的参数变化的电信号，然后将其转化为数码输入到计算机之中，以计算的周期为单位，进而计算出平均值，通过数学模型获取预估值，从而进行有效调节。

一、炼铁高炉生产过程的自动化控制的可行性因素分析

通过加强炼铁高炉生产过程的自动化控制，对于高炉生产的发展具有极大的促进作用。借助计算机，加强过程控制系统的构建，可以确保信息和控制方案的准确性和可靠性，不断提高过程的自动化控制水平，确保理想的生产指标。同时，还可以将高炉冶炼技术经济指标提升上来，保证较高的劳动生产效率。借助计算机，可以满足节约劳动力的内在需求【1】，不断向自动化作业的方向迈进。此外，还有助于管理工作效率的提升，在管理和指挥生产系统中，加强计算机的应用，在调度管理和指挥生产方面得到了充分的体现，保证较高的生产管理效率，给予安全生产一定的保障，进而获取更多的生产效益和经济效益。

二、炼铁高炉生产过程的自动化化控制分析

（一）高炉过程自动化控制系统

高炉过程自动化控制系统的设计，要加强先进的过程计算机监控系统的应用，并且强大高炉生产过程的监视和控制，做好采集和处理数据等一系列工作。在整个高炉过程自动化控制系統中，要将计算机网络和数据处理方面的优势充分发挥出来。

在高炉过程自动化控制系统中，PLC芯片是重要的构成结构，可以与高炉自动化控制中数据处理需求相契合。在整个高炉生产中，其系统主要包括原料系统、热风系统以及本体等系统，系统之间的控制具有高度的独立性，但是也有着密切的联系性。因此，自动化控制系统的构成：首先，现场层次。设备气动结构，是控制的主体，而对于测量仪表和伺服机构等【2】，对于控制现场设备具有极大的帮助。其次，基层层次。在这个结构中，需要深加工处理各种数据，不断提高控制的自动化水平。最后，控制层次。要通过计算机进行，从而更好地控制高炉生产过程。

（二）原料系统的自动化控制

原料系统的计算机控制发展较为成熟，所以自动化控制水平也比较高。原料系统质量控制的过程，需要记录每次实际装入漏斗中的原料最终值，随即减去排料后的原料剩余值，从而获得实际装入到高炉内的原料值，通过与定值进行对比，比较结果，可以纳入到下次称重中，以此来作为补正的依据。原料系统的自动化控制，在给定值精确计算下，对给料称量进行合理控制。

（三）生产过程的自动化控制

在高炉生产过程的自动化控制中，存在着较多的限制性因素，比如复杂的冶炼过程、变化响应时间较长等，加大了自动化控制的难度性，所以生产过程的自动化控制与成熟的原料系统、热风系统等具有一定的差异。计算机的控制功能，在炉体监视、操作数据收集和显示等方面得到了充分体现。

在整个高温炉系统中，输入和输出分别指代原料和热风、生铁和炉渣等，其中，可以作为参数的主要包括：炉料中的氧化度和碳铁比、生铁的数量质量与炉渣的数量指标等。在计算机中，输入进去这些操作的参数【3】，借助数学模型，可以获得评估值，然后结合数值，以此来调节炉温和炉况。此外，计算机也可以预测变化因素，比如炉温方面，借助各种数量的测定，给予炉温预定水平一定的保障。

在自动化控制系统调节方式中，主要包括开环调节和闭环调节等。对于开环调节来说，计算机操作人员发挥着极大的作用，在这个过程中，计算机会结合操作人员的指示，计算控制方案，或者就是计算机仅仅负责显示或打印一些结果，并没有体现在控制过程中，而是操作人员要负责控制方案的制定和实施。而对于闭环调节来说，主要是指计算机对测试结果，进行计算后执行控制方案，在这个过程中，计算机要自动检查高炉参数变化情况，通过对比参数变化，进而确保控制方案的科学性和合理性，既可以打印结果，也可以结合这些反馈信息，不断调节炉况，促进高炉生产过程的顺利进行。

（四）热风系统的自动化控制

高炉的热风炉的自动化控制，旨在将换炉的最佳时间点确定下来，确保良好的燃烧状态。通过测定和分析热风炉中排放的燃烧废气的成分、温度等，借助计算机式电子单元组合仪表，要自动化调节燃烧的空气和煤气量，进而满足热风系统控制的自动化需求。

三、结束语

综上所述，在炼铁高炉生产过程中，必须要不断提高自动化控制水平，对高炉过程自动化控制系统、原料系统的自动化控制、生产过程的自动化控制、热风系统的自动化控制等环节进行深入分析，充分发挥出自动化控制的应用优势，将我国高炉自动化提升到全新的水平。

参考文献

[1]严飞.炼铁高炉的电气自动控制系统探究[J].中国设备工程，2018（17）：86-88.

[2]窦迎斌.PLC在炼铁高炉自控系统中的应用分析[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2018（05）：180-181.

[3]戚健.炼铁高炉的电气自动控制系统探究[J].科技创新与应用，2016（10）：119.

（作者单位：唐山不锈钢有限公司）