高爐計算機控制

高爐上料控制過去采用繼電器和接觸器組成的自動控制系統(tǒng)，以后曾采用磁性和半導體無觸點元件。為了提高裝料的精度，現(xiàn)在廣泛采用小型電子計算機。

① 裝料配料控制（爐料的稱量與校正）使用計算機控制爐料稱量，能把每次實際裝入漏斗的原料數(shù)量，記錄下來，同時求出與裝料規(guī)定量之差，在下次稱量時自動給以補正。水分含量的變化（特別是焦炭）一般用中子水分計（或其他水分計）。計算機控制裝料時，還可將裝料數(shù)據(jù)制表，包括單位時間各種原料的給定量、總重量、水分含量、各原料倉的庫存量等。

② 裝料程序自動控制 配料、裝料系統(tǒng)計算機控制的功能主要是根據(jù)物料平衡和熱平衡計算原料配比、焦炭量和噴吹燃料量，按照給定裝料數(shù)量和順序，對貯礦槽、稱量漏斗、上料皮帶(或稱量車、料車、卷揚機)以及爐頂設備進行程序控制，實現(xiàn)自動配料、稱量和上料。

熱風爐自動化控制主要是燃燒和換爐。熱風系統(tǒng)的計算機控制包括熱風爐的最佳控制，即根據(jù)最佳技術(shù)經(jīng)濟指標計算和控制給定熱風溫度所需的煤氣流量和加熱時間，控制溫度和濕度，以及確定和控制熱風爐換爐程序。

高爐生產(chǎn)應用電子計算機始于20世紀50年代末期，開始僅作為過程解析之用。1962～1964年用計算機對高爐進行局部控制，擴大了應用范圍。在此期間，高爐由程序控制（上料系統(tǒng)）、儀表控制（熱風系統(tǒng)），逐步向計算機控制過渡。1975年世界上已有40%左右的高爐采用計算機控制。

在鋼鐵生產(chǎn)中高爐煉鐵較其他部門需要更復雜的數(shù)學模型，目前計算機控制主要用于各種數(shù)據(jù)的收集、分析、記錄，爐料的稱量、校正、裝卸、運輸，控制熱平衡，穩(wěn)定爐況等。比較成熟的是用于熱風爐系統(tǒng)和裝料系統(tǒng)的自動控制。目前電子計算機應用于高爐生產(chǎn)的職能與任務可以概括為：

高爐計算機控制,現(xiàn)在傾向于采用以下兩種形式:①分支控制，即上料系統(tǒng)和熱風爐各用一臺小型計算機控制，高爐本體另用一臺主計算機控制。也有數(shù)座高爐共用一臺主機集中控制,而每座高爐的熱風及上料系統(tǒng),各由一臺小型計算機控制。②將高爐分成若干區(qū)域，進行局部控制。計算機接受高爐各部分發(fā)來的信號，然后發(fā)出指令，直接傳送給調(diào)節(jié)器或提供給操作人員。

用計算機控制高爐爐況。一方面要有能與計算機配合的各種過程參數(shù)檢測儀表，另外要有精確表征生產(chǎn)過程的數(shù)學模型。

由于高爐內(nèi)部的復雜性，所以模型只是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到的反應速度進行編制。利用正在生產(chǎn)中高爐斷面和操作條件來推斷爐況，可以綜合煤氣利用率和爐身下部余熱兩個指數(shù)作判斷爐況的理論模型。同時計算爐身透氣性并結(jié)合爐溫推測值和操作因素的綜合判斷，以決定操作控制模型。

目前建立的模型基本有三種方法：物理化學，數(shù)理統(tǒng)計，物理化學結(jié)合統(tǒng)計等。其基本思想都是通過最佳的爐況控制來維持高爐下部熱平衡。控制方法也有三種：①下部調(diào)節(jié)法，通過調(diào)整鼓風濕度或風濕、風量和燃料噴吹率補償高爐熱狀態(tài)的變化，使高爐熱狀態(tài)保持穩(wěn)定；②上部調(diào)劑法，利用改變焦炭負荷調(diào)整高爐熱狀態(tài)；③上下部調(diào)劑結(jié)合，把配料控制模型與送風控制系統(tǒng)結(jié)合起來，進行閉環(huán)控制。利用一臺在線計算機與高爐探測儀表相連；探知高爐熱平衡狀態(tài)，自動調(diào)整風溫、濕度、噴吹率，補償熱狀態(tài)的變化。

計算機除作數(shù)據(jù)記錄、稱量控制和配料計算等工作外，還用于高爐模型的控制。其主要項目是：①熱狀態(tài)和透氣性；②預報生鐵含硅量；③應該采取的即時措施（如礦焦比、風量、風溫、濕度等）及為防止漏水所必需的指令。

目前預報熱狀態(tài)是以下面三個模型為前提確定的：①根據(jù)爐頂煤氣、鼓風條件、裝料等變化因素計算風口前的理論燃燒溫度；②用裝在風口前端銅殼內(nèi)的熱電偶測出風口前溫度；③以統(tǒng)計和經(jīng)驗因素為基礎(chǔ)建立生鐵含硅量預報模型。透氣性模型是根據(jù)透氣性，爐料下降速度、懸料、崩料、裝料性質(zhì)等導出的指數(shù)所組成。完整操作“措施”是由以上指數(shù)并對前一爐(或前幾爐)放出的鐵水、爐渣性質(zhì)，作累計邏輯判斷之后進行決定。

高爐使用計算機控制，能使稱量準確，配料、布料合理，爐況熱狀態(tài)穩(wěn)定，生鐵質(zhì)量得到保證，熱風爐燃燒合理，有的高爐產(chǎn)量提高（可達10%），焦比下降(2～5%)，而且節(jié)省人力。美國、日本、荷蘭等國高爐采用計算機控制后，對穩(wěn)定生鐵含硅量，效果顯著。在一定條件下，生鐵含硅偏差絕對值約0.1%，有的降到0.05%。

總的說來，計算機在煉鐵過程中的應用現(xiàn)在仍然處于發(fā)展階段。但隨著對高爐大型化、連續(xù)化、高速化和高效率化等的要求日益迫切,實現(xiàn)高爐總體的自動化,無疑是必由之路。2100433B

高爐生產(chǎn)應用電子計算機始于20世紀50年代末期，開始僅作為過程解析之用。1962～1964年用計算機對高爐進行局部控制，擴大了應用范圍。在此期間，高爐由程序控制（上料系統(tǒng)）、儀表控制（熱風系統(tǒng)），逐步向計算機控制過渡。1975年世界上已有40%左右的高爐采用計算機控制。

高爐生產(chǎn)應用電子計算機始于20世紀50年代末期，開始僅作為過程解析之用。1962～1964年用計算機對高爐進行局部控制，擴大了應用范圍。

在此期間，高爐由程序控制（上料系統(tǒng)）、儀表控制（熱風系統(tǒng)），逐步向計算機控制過渡。1975年世界上已有40%左右的高爐采用計算機控制。

高爐監(jiān)測實現(xiàn)高爐自動控制要有先進的監(jiān)測技術(shù)和設備。

監(jiān)測內(nèi)容有下列7個方面：

料線與料面的測量 采用由微波發(fā)信器、收信器和兩個天線組成的微波高度計，60Co放射性同位素檢測儀以及爐頂工業(yè)電視。

爐頂煤氣分析 一般用紅外分析儀連續(xù)分析CO、CO2；用熱導式分析儀連續(xù)分析H2，或用色譜儀分析高爐煤氣（非連續(xù)式）。

爐體計測 爐襯內(nèi)埋入60Co等同位素，用以測定侵蝕程度。或以紅外線電視法測定爐底表面的溫度，從溫度曲線的變化，推測耐火磚的侵蝕情況。

風口和冷卻器的監(jiān)測 可用風口測溫辦法來測量爐缸溫度，也可用帶濾光片的光電比色高溫計，從風口窺視孔測視風口燃燒區(qū)的溫度。風口和冷卻器的破損探測，是根據(jù)排出的冷卻水的溫度、流量，并根據(jù)音響的檢查和爐頂煤氣H2含量的分析進行的。

保證爐頂壓力恒定的調(diào)節(jié)閥自動控制系統(tǒng) 天然氣或重油等燃料噴吹量自動檢測與調(diào)節(jié)裝置，渣鐵溫度的計測等。

熱風爐測溫裝置 熱風爐燃燒和溫度自動調(diào)節(jié)裝置，熱風爐換爐程序控制裝置等。

裝料系統(tǒng) 原料的自動稱量裝置，半導體邏輯元件構(gòu)成的自動裝料程序控制裝置，測量焦炭含水量的中子測水計。有的在礦槽上還設置了數(shù)字顯示裝置。

高爐的計算機控制在鋼鐵生產(chǎn)中高爐煉鐵較其他部門需要更復雜的數(shù)學模型，目前計算機控制主要用于各種數(shù)據(jù)的收集、分析、記錄，爐料的稱量、校正、裝卸、運輸，控制熱平衡，穩(wěn)定爐況等。比較成熟的是用于熱風爐系統(tǒng)和裝料系統(tǒng)的自動控制。

目前電子計算機應用于高爐生產(chǎn)的職能與任務可以概括為：　高爐計算機控制,現(xiàn)在傾向于采用以下兩種形式:

①分支控制，即上料系統(tǒng)和熱風爐各用一臺小型計算機控制，高爐本體另用一臺主計算機控制。也有數(shù)座高爐共用一臺主機集中控制,而每座高爐的熱風及上料系統(tǒng),各由一臺小型計算機控制。

②將高爐分成若干區(qū)域，進行局部控制。計算機接受高爐各部分發(fā)來的信號，然后發(fā)出指令，直接傳送給調(diào)節(jié)器或提供給操作人員。