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摘 要：我国高炉生产历史较长，基础工艺也比较成熟，本文介绍了炼铁高炉自动化控制系统的基本设置及相应的自动控制系统，旨在为提高高炉生产过程的自动化、智能化水平提供借鉴，并对此作一探讨。
关键词：炼铁高炉;自动化控制;原料系统
中图分类号： TF325.6 文献标识码：A DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.066
传统炼铁高炉生产过程比较复杂，操作人员经常由于不能有效地控制生产过程而影响产品质量，为了解决这一问题，随着当今科学技术的不断发展，在炼铁高炉中采用自动化控制技术，不仅能提高生产工艺的安全性，而且能提高高炉的生产效率，增加高炉的经济效益。
一、炼铁高炉自动化系统的基本设置
目前炼铁高炉自动化系统建设过程中，为了保证系统建成后能满足生产的实际需要，还能最大限度地降低系统的建设成本，大多数高炉自动化系统往往根据年长生产的特点分布在不同的地区，并非集中在某一地点，而各设备主要依靠缆线完成系统间的连接。另外，在现阶段，为了进一步降低炼铁高炉生产过程中对人力的需求，炼铁高炉自动化系统不仅包括相应的检测设备仪器、电气系统、电气设备，还包括PLC装置系统、计算机系统等部分。
二、炼铁高炉的自动化控制系统
炼铁高炉全系统的输入包括热风和原料，热风方面可作为参数有鼓风的流量，气体的温湿度，氧的含量，原料可作为输入参数有炉料的氧化程度，碳铁的比例，铁的含铁度等;物料输入可作为参数有生铁、炉渣、废气等，气的输入可作为参数有液相和气相两个主要部分，液相可作为物料的量指标，炉渣的量指标，生铁和炉渣的化学成分，温度等，气相可作为物料的流量，温度，化学成分等。通过将上述数据输入计算机操作系统，得到科学、具体的数学模型，在实际生产过程中，相关人员可对生铁的质量进行评价，并根据这些数据对炼铁高炉的炉温、炉况等进行调整，从而确保生铁的质量能满足当前市场的需求。
1.自动工艺控制系统
在实际生产中，由于炼铁高炉的工艺流程比较复杂，在实际操作中，极易受到各种因素的影响而造成成品质量问题，为了进一步加强高炉生产流程的管理，借助计算机、传感器等设备，对生产过程中产生的各种数据进行实时采集、分析和监控，并根据数据结果来调整生产状态，已成为提高高炉生产质量的有效途径。因为在实际生产过程中，高炉的各项参数可能会受到设备和设施等因素的影响而发生波动，从而影响到产品的质量，为了进一步提高产品质量的稳定性，现阶段，在高炉炼铁过程中，不仅可以减少各种可控因素的影响，而且可以实时监测数据的变化，使高炉生产过程中的各项相关参数不定期地改变，从而使高炉的生产参数稳定在一定的范围内，从而达到提高产品质量的目的。目前炼铁高炉自动化过程控制系统在运行过程中，一般采用开环调整和闭环调整两种调节方式，以保证产品的稳定生产。其中开环调节主要是由计算机提出相应的调节方案，由工作人员决定最终的调节方案;而闭环调节则是由计算机在不受工作人员影响的情况下进行调节，闭环调节相对于目前高炉生产工艺中开环调节应用较为广泛。
2.自动原材料控制系统
在现阶段，随着长期的应用和发展，炼铁高炉所采用的原料自动控制系统已日趋成熟，大多数高炉原料自动控制系统都能通过记录料斗输入和输出料值的方式，准确地计算出炉料总量。特别是，物料自动控制系统的物料总量计算方法为：第一，根据生产需要及已确定的物料质量，由计算机控制系统确定物料的卸料总量;第二，负载传感器记录称量斗中物料的质量，并将所记录的数据传送到磁力比较运算器中，将实际重量与既定量值进行比较，当实际重量达到95%时，将传送"减速"的指令，然后再传送"减速"的指令;第三，当物料的实际质量与既定量值相等时，由计算机控制系统发出一个"满"的信号，在传送"满"指令时，将物料的称量值记录下来，如果出现设备故障，或物料的称量值在正常情况下不能停止时，计算机控制系统将启动备用的"停"指令;最后，在卸料作业结束后，料斗闸门关闭，电脑控制系统将发出一个"停"指令。
3.傳动自动化控制系统
现阶段，在炼铁高炉系统生产的过程中，诸如探尺电机、卷扬机电机等各种高低压传动设备被广泛应用于高炉的传动系统当中，并且在其控制方式主要是借助交流或者直流调速控制，而交—直—交变频调速控制是使用最为广泛的一种控制方式。近年来，为进一步降低高炉传动系统在正常工作过程中出现故障的概率，相关工作人员往往会通过在调速系统内部设置冗余设置的方式，保证系统工作的稳定性。举例来说，某工作人员通过在高炉传动自动化控制系统中的调速系统内部，添加与控制装置相同的变频器作为备用系统的方式，保证系统在主装置出现故障无法正常运行时，通过主备切换的方式，借助备用系统避免传动系统停工的情况出现。
4.热风炉的自动控制系统
因为热风炉的工作状态直接关系到炼铁高炉的产品质量，所以热风炉的自动控制系统在高炉中也占有极其重要的地位，近几年来，人们经常通过多设三个以上的热风炉来保证高炉的正常运行。具体地说，现阶段的热风自动化系统根据自己的生产需要，主要有自动化、半自动化和人工控制这三种切换方式，其中自动化方式可帮助相关工作人员在热风系统预热过程中，结合具体的炉拱温度和废料排出的烟气温度等具体参数，实现对热风系统预热过程的有效控制，相对半自动和人工方式，自动化方式的控制效率最高。
5.自动生产控制系统
目前炼铁高炉生产过程中，由于金属熔炼过程比较复杂，原料质量不够稳定，操作变化反应时间长，炉料固态、液态和气态可能会发生相互作用，增加了生产自动化系统的设置难度，因此，通过对目前市场上厂家生产自动化系统的分析，可以看出，该系统还没有像原料自动化系统和热风自动化系统那样成熟，其功能主要包括监测炉体，收集和显示操作数据，以及操作指令的闭环控制。
总而言之，在高炉炼铁过程中的难点主要是生产控制过程较为复杂，并且生产变化相应所需的时间也比较长，为降低因这些问题对生产的影响，现阶段，在炼铁高炉生产过程中采用自动化控制技术，主要是借助计算机技术对高炉炼铁的过程加以控制，从而达到提升生产管控效果，提升产品质量的目的。
参考文献：
[1]李晓培.炼铁高炉生产过程的自动化控制研究[J].内蒙古科技与经济，2020（04）：80-81.
[2]盛丽娜.浅析炼铁高炉生产过程的自动化控制[J].中国设备工程，2019（14）：148-149.
（青岛特殊钢铁有限公司 山东青岛 266000）
关键词：炼铁高炉;自动化控制;原料系统
中图分类号： TF325.6 文献标识码：A DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.066
传统炼铁高炉生产过程比较复杂，操作人员经常由于不能有效地控制生产过程而影响产品质量，为了解决这一问题，随着当今科学技术的不断发展，在炼铁高炉中采用自动化控制技术，不仅能提高生产工艺的安全性，而且能提高高炉的生产效率，增加高炉的经济效益。
一、炼铁高炉自动化系统的基本设置
目前炼铁高炉自动化系统建设过程中，为了保证系统建成后能满足生产的实际需要，还能最大限度地降低系统的建设成本，大多数高炉自动化系统往往根据年长生产的特点分布在不同的地区，并非集中在某一地点，而各设备主要依靠缆线完成系统间的连接。另外，在现阶段，为了进一步降低炼铁高炉生产过程中对人力的需求，炼铁高炉自动化系统不仅包括相应的检测设备仪器、电气系统、电气设备，还包括PLC装置系统、计算机系统等部分。
二、炼铁高炉的自动化控制系统
炼铁高炉全系统的输入包括热风和原料，热风方面可作为参数有鼓风的流量，气体的温湿度，氧的含量，原料可作为输入参数有炉料的氧化程度，碳铁的比例，铁的含铁度等;物料输入可作为参数有生铁、炉渣、废气等，气的输入可作为参数有液相和气相两个主要部分，液相可作为物料的量指标，炉渣的量指标，生铁和炉渣的化学成分，温度等，气相可作为物料的流量，温度，化学成分等。通过将上述数据输入计算机操作系统，得到科学、具体的数学模型，在实际生产过程中，相关人员可对生铁的质量进行评价，并根据这些数据对炼铁高炉的炉温、炉况等进行调整，从而确保生铁的质量能满足当前市场的需求。
1.自动工艺控制系统
在实际生产中，由于炼铁高炉的工艺流程比较复杂，在实际操作中，极易受到各种因素的影响而造成成品质量问题，为了进一步加强高炉生产流程的管理，借助计算机、传感器等设备，对生产过程中产生的各种数据进行实时采集、分析和监控，并根据数据结果来调整生产状态，已成为提高高炉生产质量的有效途径。因为在实际生产过程中，高炉的各项参数可能会受到设备和设施等因素的影响而发生波动，从而影响到产品的质量，为了进一步提高产品质量的稳定性，现阶段，在高炉炼铁过程中，不仅可以减少各种可控因素的影响，而且可以实时监测数据的变化，使高炉生产过程中的各项相关参数不定期地改变，从而使高炉的生产参数稳定在一定的范围内，从而达到提高产品质量的目的。目前炼铁高炉自动化过程控制系统在运行过程中，一般采用开环调整和闭环调整两种调节方式，以保证产品的稳定生产。其中开环调节主要是由计算机提出相应的调节方案，由工作人员决定最终的调节方案;而闭环调节则是由计算机在不受工作人员影响的情况下进行调节，闭环调节相对于目前高炉生产工艺中开环调节应用较为广泛。
2.自动原材料控制系统
在现阶段，随着长期的应用和发展，炼铁高炉所采用的原料自动控制系统已日趋成熟，大多数高炉原料自动控制系统都能通过记录料斗输入和输出料值的方式，准确地计算出炉料总量。特别是，物料自动控制系统的物料总量计算方法为：第一，根据生产需要及已确定的物料质量，由计算机控制系统确定物料的卸料总量;第二，负载传感器记录称量斗中物料的质量，并将所记录的数据传送到磁力比较运算器中，将实际重量与既定量值进行比较，当实际重量达到95%时，将传送"减速"的指令，然后再传送"减速"的指令;第三，当物料的实际质量与既定量值相等时，由计算机控制系统发出一个"满"的信号，在传送"满"指令时，将物料的称量值记录下来，如果出现设备故障，或物料的称量值在正常情况下不能停止时，计算机控制系统将启动备用的"停"指令;最后，在卸料作业结束后，料斗闸门关闭，电脑控制系统将发出一个"停"指令。
3.傳动自动化控制系统
现阶段，在炼铁高炉系统生产的过程中，诸如探尺电机、卷扬机电机等各种高低压传动设备被广泛应用于高炉的传动系统当中，并且在其控制方式主要是借助交流或者直流调速控制，而交—直—交变频调速控制是使用最为广泛的一种控制方式。近年来，为进一步降低高炉传动系统在正常工作过程中出现故障的概率，相关工作人员往往会通过在调速系统内部设置冗余设置的方式，保证系统工作的稳定性。举例来说，某工作人员通过在高炉传动自动化控制系统中的调速系统内部，添加与控制装置相同的变频器作为备用系统的方式，保证系统在主装置出现故障无法正常运行时，通过主备切换的方式，借助备用系统避免传动系统停工的情况出现。
4.热风炉的自动控制系统
因为热风炉的工作状态直接关系到炼铁高炉的产品质量，所以热风炉的自动控制系统在高炉中也占有极其重要的地位，近几年来，人们经常通过多设三个以上的热风炉来保证高炉的正常运行。具体地说，现阶段的热风自动化系统根据自己的生产需要，主要有自动化、半自动化和人工控制这三种切换方式，其中自动化方式可帮助相关工作人员在热风系统预热过程中，结合具体的炉拱温度和废料排出的烟气温度等具体参数，实现对热风系统预热过程的有效控制，相对半自动和人工方式，自动化方式的控制效率最高。
5.自动生产控制系统
目前炼铁高炉生产过程中，由于金属熔炼过程比较复杂，原料质量不够稳定，操作变化反应时间长，炉料固态、液态和气态可能会发生相互作用，增加了生产自动化系统的设置难度，因此，通过对目前市场上厂家生产自动化系统的分析，可以看出，该系统还没有像原料自动化系统和热风自动化系统那样成熟，其功能主要包括监测炉体，收集和显示操作数据，以及操作指令的闭环控制。
总而言之，在高炉炼铁过程中的难点主要是生产控制过程较为复杂，并且生产变化相应所需的时间也比较长，为降低因这些问题对生产的影响，现阶段，在炼铁高炉生产过程中采用自动化控制技术，主要是借助计算机技术对高炉炼铁的过程加以控制，从而达到提升生产管控效果，提升产品质量的目的。
参考文献：
[1]李晓培.炼铁高炉生产过程的自动化控制研究[J].内蒙古科技与经济，2020（04）：80-81.
[2]盛丽娜.浅析炼铁高炉生产过程的自动化控制[J].中国设备工程，2019（14）：148-149.
（青岛特殊钢铁有限公司 山东青岛 266000）