淺析煉鐵高爐生產過程的自動化控制

盛麗娜

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司，山東 萊蕪 271104）

在煉鐵高爐生產過程的自動化控制過程中，最主要的難點是控制過程比較復雜并且響應時間較長，因此只有真正實現生產過程的自動化控制，才能夠解決這些難題。通過調查我們可以發現，在煉鐵高爐生產的過程當中，原料系統以及熱風系統已經通過計算機技術的應用實現了自動化控制。目前，煉鐵高爐生產過程的自動化控制已經取得了較大的發展。

1 原料系統的自動化控制

煉鐵高爐生產過程中，自動化控制的實現對于煉鐵高爐的發展具有十分重要的作用。通過將計算機技術應用于煉鐵高爐生產過程的自動化控制中，達到最佳的生產指標，提高煉鐵高爐生產的經濟指標，最終提升工作效率。與此同時，通過將計算機技術廣泛應用于煉鐵高爐的生產過程中，也能夠有效地對不同的生產過程進行管理和調節，從而提升生產管理的效率，從真正意義上實現安全生產，提高社會經濟效益。由于煉鐵高爐生產過程中的原料系統應用計算機技術的歷史較為悠久，因此，整個過程的自動化控制也相對較為成熟。原料系統的質量控制主要根據工作人員每次裝入漏斗中的原料最終值而決定，之后再將原料剩余值減去，這樣一來，就能夠得到每次工作人員實際裝入煉鐵高爐中的原料最終值，通過與定值進行比較后，能夠將其作為下次稱重過程中進行原料添加的數據依據，原料系統實現自動化控制也能夠為原來的數據精確計算提供重要依據，從而控制補給原料值的稱量工作。

在原料系統自動化控制的過程當中，具體的操作為以下幾點：首先，在將稱量漏斗卸空后，測量系統中安排固定的數值，將稱量漏斗裝滿后，計算機就會自動地讀出裝滿后稱量漏斗的整體質量，當稱量漏斗再次被卸空，計算機會自動地顯示出零點質量，這樣一來，計算機可以通過自動矯正稱量質量，從而按照不同的品質將卸空的原料進行數值的設定。其次，當稱量漏斗中的原料數字通過負荷傳感器進行測定之后，運用計算機系統中的磁力進行比較運算，對稱量漏斗的實際稱量數值以及卸料設定值之間進行比較。當稱量漏斗的實際稱量數值與卸料設定值之間的比例達到95%時，計算機會自動地給原料系統自動化控制發出指令，命令其減速工作；當稱量漏斗的實際稱量數值與卸料設定值之間的比例達到100%時，供料機就會直接停止工作；當工作人員在計算機類輸入相對應的信號作為稱量值后，如果設備出現故障，或是達到100%不停止工作，或是為達到100%沒有發出相對應的指令時，那么則需要發出105%的停運信號。只有當稱量漏斗在完成材料放置后，計算機會顯示稱量漏斗的信號為零，通過將相對應的指令發送到電器設備上，并命令這些設備進行閘門關閉，之后再啟動原料倉給料器，指令一旦發出，就會按照計算機安裝之前的規定數值進行具體的操作。

2 生產過程的自動化控制

在進行煉鐵高爐生產的過程當中，由于鐵的冶煉工藝相對復雜、質量不穩定、響應時間較長，液態和氣態相互作用等種種因素都會直接導致煉鐵高爐生產過程中自動化控制難度的加大。因此，對于煉鐵高爐生產過程的自動化控制并沒有原料系統那么成熟，在煉鐵高爐生產過程的自動化控制中主要通過應用計算機技術，從而實現對煉鐵高爐的監視操作、數據收集以及操作指導。對煉鐵高爐生產過程實現自動化控制的主要目的，是為了消除各項因素對于產品本身的干擾來源。一方面是由于輸入參數會進行經常性的變化，而且變化的量十分大，而另一方面由于設備的故障，導致相關參數的波動，只有準確地對參數進行測量，并且及時進行控制，才能夠從根本上削減不可控因素對產品的干擾。

通過將一系列的操作參數輸入計算機中，運用計算機技術能夠對數字模型進行審核，得到一定的評估數值，之后再根據這些數值對煉鐵高爐的溫度和狀況進行適當的調節。除此以外，運用計算機技術還能夠對可能變化的一系列因素進行提前性預測，例如，在面對煉鐵高爐溫度變化這一情況時，計算機能夠通過各種數量的測量從而使得爐內溫度保持在可控范圍內。

煉鐵高爐生產過程中的自動系統調節主要分為以下兩個環節：第一種是開環調節，第二種是閉環調節。通過計算機測試從而進行調節的方式，被大家稱之為開環調節，在這一調節系統中，計算機不能接受來自煉鐵高爐生產過程控制系統輸出的反饋，它僅僅能夠根據操作者給出的指令不斷地調整控制方案，或者是直接不受到控制，將最終的結果進行打印，最終為操作人員提供參考分析的依據，由操作人員進行最終決斷和方案調整。另外一種情況即為，如果計算機只負責對于煉鐵高爐生產過程中的自動化控制結果進行顯示和打印，不完全地參與整個過程，那么，將由相關的操作人員進行方案的調節和控制。閉環調節主要指的是通過運用計算機技術對最終所特定的結果進行計算后，再進行方案的調整和控制。在這一整個過程中，計算機通過對煉鐵高爐的參數變化進行具體細致的檢查，在對這些參數變化進行綜合比較以及判斷后，最終得出適合煉鐵高爐生產過程自動化控制的方案，計算機不僅僅可以將這些結果進行打印，還能夠在將所獲得的信息反饋給工作人員的同時，自動地對煉鐵高爐進行調節，從而保證煉鐵高爐在具體生產過程中實現高效生產，操作人員不需要過分干預整個過程，這也被稱為全盤自動化。

3 技術設備的應用

成像設備這一應用，能夠在很大程度上提高煉鐵高爐自動化控制的準確性，這一設備主要通過在爐的頂部放置一個與之配套的成像設備，再加上用氬氣流套筒的保護，在操作室中設置一個監視設備，從而做到時刻觀察著高爐中的反應來做出全方位的安全保護。隨著布料方式的樣數增加，布料的精確性也相應提升，利用率增加，成本也隨之降低。更有意思的是，如果有了成像設備，在進行高爐維護養護工作時，還能擁有更加真實有效的數據作為工作人員后續養護工作過程中的重要依據，這是目前各大煉鋼高爐自動化控制發展的主要方向。

我們可以通過應用人機界面，從而在煉鐵高爐生產過程的自動化控制過程中實現集中的自動化控制，最終對煉鐵高爐的整個生產過程所運行的參數數據進行全方位的自動化控制。這也能夠促使相關的工作人員在工作中能夠更清晰地掌握煉鐵高爐在其生產過程中真實的生產狀態，通過人機界面的監控和顯示能夠將整個煉鐵高爐生產設備生產的畫面直接傳輸到配套的計算機上。這樣一來，可以實施對相關設備進行計算機控制，一旦發生故障時，也能夠及時進行警報和處理工作，這也在另一角度為工作人員設備的檢查工作提供準確明了的數據支撐，通過人機界面監控技術能夠實現煉鐵高爐生產過程自動化控制的資源和數據共享。通過調查，我們可以發現在這些操作系統中融入PLC系統，能夠有效地對煉鐵高爐生產過程自動化控制進行全方位的管理。這不單單能夠降低煉鐵高爐在生產過程中出現的設備故障概率，還能夠對整個煉鐵高爐生產過程的自動化控制進行實時的監控和動態檢測，這也在很大程度上增強了工作人員具體操作的便捷性和效率。

4 結語

高爐工業的歷史十分久遠，因此，基礎的控制技術相對來說很成熟，我們要轉化一下思路，順應時代的發展，實現自動化控制的新發展。目前來說，我國的原料和熱風系統已率先實行了自動化控制，但在生產這一過程中自動化控制的發展還遠遠不成熟。煉鐵高爐生產過程的自動化控制能夠在很大程度上促進生產，通過采用計算機技術從而實現系統的控制，為煉鐵高爐生產過程提供有效的信息支持，并且隨時提供相對應的控制方案，最終取得最佳的生產指標。隨著人們對鋼鐵業數量和質量兩方面要求的不斷增加，也給高爐生產過程的自動化控制帶來了新的發展機遇，同時又面臨著嚴峻的挑戰。因此，我們應該盡全力來完善和發展煉鐵高爐的自動化生產與控制，為經濟發展做出貢獻。