高爐煉鐵工藝及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

黃 磊

（河鋼集團(tuán)承鋼公司煉鐵事業(yè)部，河北 承德 067000）

隨著寶鋼4號(hào)高爐等一大批對(duì)于世界而言都為之震驚的最先進(jìn)的大型高爐的生產(chǎn)進(jìn)行批量化，其中，這些高爐的排放標(biāo)準(zhǔn)和能源消耗指標(biāo)都在世界的前列，在世界的平均水平之上，是較為領(lǐng)先的水平，這些先進(jìn)的高爐也為我國(guó)爭(zhēng)光添彩，讓我國(guó)在國(guó)際地位上取得了更多的榮譽(yù)。但是回顧我國(guó)的高爐的發(fā)展歷史，也能夠清楚地看出來(lái)我國(guó)在以往的生產(chǎn)過(guò)程中，以高風(fēng)溫的生產(chǎn)模式來(lái)進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，但是這其中就會(huì)忽略點(diǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備的降低能耗、以及人們最關(guān)注的環(huán)保問(wèn)題。新型的設(shè)備并沒(méi)有想象中那么順利，自動(dòng)化技術(shù)也沒(méi)有那么成熟。隨著國(guó)家的政策的制定和環(huán)境的惡化，我國(guó)重新制定了新的減排政策，鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)也出現(xiàn)了新的生產(chǎn)模式和新的儀器。而高爐的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展也會(huì)隨著技術(shù)的更新來(lái)為中國(guó)鋼鐵行業(yè)帶來(lái)全新的發(fā)展。總結(jié)我國(guó)高爐冶煉自動(dòng)化技術(shù)取得的一定成就的同時(shí)，也要意識(shí)到大部分鋼鐵企業(yè)其生產(chǎn)以高壓，高風(fēng)溫的強(qiáng)化冶煉為主要技術(shù)手段，過(guò)分強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)量，而忽視了鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量、節(jié)能降耗及環(huán)保指標(biāo)等方面的問(wèn)題。使用新的制動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)化設(shè)備還需要有一定的過(guò)度時(shí)期，隨著國(guó)家大力推廣循環(huán)經(jīng)濟(jì)，制定出了較為合理的節(jié)能減排措施，煉鐵企業(yè)有了進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的原動(dòng)力，而自動(dòng)化技術(shù)也在已取得進(jìn)步的基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，以期為我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)做出新的貢獻(xiàn)。

1 高爐自動(dòng)化的簡(jiǎn)要回顧

高爐自動(dòng)化技術(shù)是隨著設(shè)備的發(fā)展而進(jìn)行改進(jìn)或者是更新?lián)Q代的。高爐煉鐵的發(fā)展過(guò)程是非常古老的，隨著這幾年來(lái)的國(guó)外幾家公司等新型的減排和環(huán)保的新技術(shù)的發(fā)展，國(guó)際上煉鐵的技術(shù)隨著多了起來(lái)。但是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中，熔爐的產(chǎn)量慢慢變小，但是慢慢的產(chǎn)能開(kāi)始變大，尤為突出的就是熔爐的功率消耗方面的減小，根據(jù)這樣的形勢(shì)下，慢慢的環(huán)境問(wèn)題開(kāi)始得到改善。從而使得鋼鐵行業(yè)煥發(fā)出新的希望和動(dòng)力，所進(jìn)行的效率越來(lái)越好。經(jīng)過(guò)這幾年國(guó)際鋼鐵市場(chǎng)的技術(shù)革新，越來(lái)越多國(guó)家開(kāi)始研發(fā)新型的技術(shù)，國(guó)內(nèi)對(duì)于這種煉鐵的新型工藝也有了很深刻的認(rèn)識(shí)和看法。就當(dāng)前的形勢(shì)來(lái)看，我國(guó)對(duì)待新型技術(shù)的觀點(diǎn)是：由于這種設(shè)備的產(chǎn)能受到限制，達(dá)不到理想的效果。我國(guó)主要還是把這項(xiàng)技術(shù)用更多的是替補(bǔ)高爐的作用，或是用于生產(chǎn)已經(jīng)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(kāi)始的時(shí)候擁有兩套熔爐，現(xiàn)在正在準(zhǔn)備建設(shè)高爐計(jì)劃和項(xiàng)目。目前的高爐發(fā)展特點(diǎn)一般為以下幾點(diǎn)：①加強(qiáng)爐內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境變化，使得加工出來(lái)的材料能夠有更大的飽和度。②通過(guò)更好的方式來(lái)延長(zhǎng)熔爐的使用壽命。③經(jīng)過(guò)新的發(fā)展來(lái)減小消耗和產(chǎn)能的提高。在以前比較老套的高爐煉鐵的技術(shù)，是需要很多的儀表來(lái)進(jìn)行控制。它包括高爐本體還有其中的各種重要數(shù)據(jù)，包括熔爐里的壓力檢測(cè)，還有綜合性的數(shù)據(jù)，比如出風(fēng)率和出風(fēng)量，以及熔爐的工作流程。還有輸送原料的儀表和操作盤(pán)。在此為了實(shí)現(xiàn)高爐的高生產(chǎn)量和較小的消耗量，自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制高爐的進(jìn)程越來(lái)越深入現(xiàn)代工業(yè)中。到上世紀(jì)末的時(shí)候，就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)來(lái)控制的熔爐生產(chǎn)初級(jí)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了在高爐工作時(shí)能夠全權(quán)監(jiān)控的技術(shù)。還能夠連接多個(gè)顯示設(shè)備來(lái)進(jìn)行多重的實(shí)時(shí)監(jiān)控、還有緊急的報(bào)警系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)和圖標(biāo)能夠讓人們更好直接的去觀察熔爐中的變化和生產(chǎn)過(guò)程。再隨著自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，高爐的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)有了一個(gè)初步的成型，高爐控制技術(shù)從最基本的監(jiān)控和操作已經(jīng)慢慢的向智能計(jì)算機(jī)全權(quán)代理的方向發(fā)展了，這些發(fā)展都是有利于我國(guó)的煉鐵行業(yè)來(lái)發(fā)展的。在我國(guó)的熔爐自動(dòng)化發(fā)展史上，第一批熔爐是通過(guò)國(guó)外引進(jìn)的。但是經(jīng)過(guò)二號(hào)的學(xué)習(xí)和分子，三號(hào)高爐的自主建設(shè)和自我完善技術(shù)，我們已經(jīng)能夠?qū)Ω郀t的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的分析和建造。隨著我國(guó)近幾年的熔爐發(fā)展和我國(guó)自主研發(fā)的熔爐技術(shù)，已經(jīng)取得了相當(dāng)高的成績(jī)，國(guó)內(nèi)的高爐自動(dòng)化技術(shù)已近在飛速進(jìn)步和發(fā)展。

2 高爐自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀和差距

以當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看的話(huà)，目前高爐自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展分為以下幾種，通過(guò)每個(gè)高爐的功能不同和自動(dòng)化操作技術(shù)的劃分為：基本的流程流程自動(dòng)化、煉鐵過(guò)程的過(guò)程控制，在這些智能化和自動(dòng)化的過(guò)程中，其中最核心的部分還是自動(dòng)化控制。

3 基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)

最基本的自動(dòng)化處理就是能夠列出一系列的數(shù)據(jù)和處理，顯示和記錄，和機(jī)器上的數(shù)據(jù)設(shè)置和操作設(shè)置，再進(jìn)行生產(chǎn)中的儀表盤(pán)的數(shù)據(jù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。在這個(gè)層面上，以一些較為先進(jìn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為代表，已經(jīng)在大多數(shù)的高爐上的控制系統(tǒng)中實(shí)行了，如圖1所示，高爐自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行需要每個(gè)操作臺(tái)及中央操作室共同配合完成，對(duì)于地面上的多個(gè)操作臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與集中手動(dòng)控制兩種方式，最主要的是進(jìn)行電氣參數(shù)與工藝的設(shè)定，運(yùn)行方式的選擇與開(kāi)爐前后的一系列操作，包括自動(dòng)控制，每個(gè)操作臺(tái)主要用于手動(dòng)操作，在自動(dòng)方式下進(jìn)行人工干預(yù)。通過(guò)我國(guó)近幾年的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)表明的數(shù)據(jù)來(lái)看，高爐上使用計(jì)算機(jī)控制和操作的使用率幾乎滿(mǎn)了。這幾年反戰(zhàn)出來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)操作的輔助系統(tǒng)、工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)也開(kāi)始在高爐的自動(dòng)化發(fā)展中出現(xiàn)，但是現(xiàn)在，有多個(gè)控制系統(tǒng)來(lái)控制高爐生產(chǎn)的方式已經(jīng)大面積普及。但是在控制和算數(shù)據(jù)的算法上，已普遍采用國(guó)際上統(tǒng)一的算法，在高爐各個(gè)方面的數(shù)據(jù)控制中也是很有效的，通過(guò)這樣的控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)計(jì)算，這樣的技術(shù)也取得了不小的成功。另一點(diǎn)是，要大力的發(fā)展高爐的模擬技術(shù)，爭(zhēng)取早日完成，可根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)模擬出這樣的成果，這樣就能夠避免無(wú)謂的浪費(fèi)和工時(shí)上的浪費(fèi)，就交少了高爐的工作時(shí)長(zhǎng)，就能夠增加熔爐的使用壽命。在檢測(cè)方面，好多都是熔爐的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，所以每個(gè)方面都不能夠馬虎，從高爐的數(shù)據(jù)、產(chǎn)品質(zhì)量、緊急情況，這些都會(huì)有專(zhuān)門(mén)的檢測(cè)系統(tǒng)和儀器，專(zhuān)業(yè)而且高精尖的儀器更多的使用在高爐上，這些高精尖的設(shè)備，為我們提供了更好的監(jiān)測(cè)方案和能夠更快速的得到解決方案，為我們的生產(chǎn)和我國(guó)高爐自動(dòng)化發(fā)展做出了更大的貢獻(xiàn)。

圖1 高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的高爐自動(dòng)化技術(shù)在經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的發(fā)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(yù)，為我國(guó)的鋼鐵行業(yè)做出了不小的貢獻(xiàn)，但是要是比起來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家，還是存在一定的距離和差距。只有我國(guó)更好的去發(fā)展鋼鐵行業(yè)，才是強(qiáng)國(guó)之路，重工業(yè)強(qiáng)，乃國(guó)就強(qiáng)，高爐自動(dòng)化技術(shù)就能夠很好的幫我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。