正文
裝料自動(dòng)控制? 為保證高爐冶煉過(guò)程正常進(jìn)行，必須使?fàn)t料保持一定的高度。一般采用探料尺在垂直方向周期地從爐頂探測(cè)料面高度和爐料下降速度（采用微波式的或激光式的探料尺可連續(xù)探測(cè)）。當(dāng)爐料低于規(guī)定料面高度時(shí)，上料系統(tǒng)開(kāi)始裝料。機(jī)械式探料尺和上料系統(tǒng)采用無(wú)觸點(diǎn)的程序控制器或可編程序控制器控制。為了提高裝料的精度，廣泛采用小型計(jì)算機(jī)控制爐料重量，并把每次實(shí)際裝入漏斗的原料數(shù)量記錄下來(lái)，求出與裝料規(guī)定量之差，在下次稱(chēng)量時(shí)自動(dòng)給以補(bǔ)正。計(jì)算機(jī)控制裝料還可將單位時(shí)間內(nèi)各種原料的給定量、總重量、水分含量、各原料倉(cāng)的庫(kù)存量等裝料數(shù)據(jù)打印制表。
布料自動(dòng)控制? 高爐料面的 M型分布是否勻稱(chēng)，直接影響爐內(nèi)氣流分布和爐況反應(yīng)?，F(xiàn)代化大型高爐的爐喉直徑超過(guò)10米，若爐內(nèi)反應(yīng)不均勻，爐料下降速度不一致，料面便會(huì)偏斜，因此需要用布料裝置來(lái)控制料面形狀。一般用固定式探料尺檢測(cè)料面高度，并用程序控制器或微處理機(jī)控制布料。鐘閥式爐頂通過(guò)改變爐料批量、料面和裝料順序，無(wú)鐘爐頂通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)溜槽的傾角和旋轉(zhuǎn)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布料。布料控制中的關(guān)鍵問(wèn)題是料面形狀檢測(cè)，可在爐喉圓周的 6個(gè)位置裝設(shè)固定探 桿，吊有重錘的金屬鏈條在爐喉不同的半徑處從探桿上下垂到料面，根據(jù)其下垂長(zhǎng)度測(cè)出料面的輪廓、每測(cè)一次需一分鐘，測(cè)量精度約為±50毫米。
另一種方法是根據(jù)料面溫度分布來(lái)實(shí)現(xiàn)布料控制。料面溫度場(chǎng)出現(xiàn)熱點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明爐內(nèi)出現(xiàn)了“管道現(xiàn)象”，此時(shí)需要通過(guò)控制布料來(lái)加以消除。常用的測(cè)量料面溫度場(chǎng)的儀器有熱像儀，可測(cè)溫度范圍為50～800℃。還可在爐喉部分裝入固定的帶有溫差電偶的十字形測(cè)溫梁，在梁內(nèi)裝有10幾個(gè)溫差電偶，以測(cè)量爐料的溫度分布。
送風(fēng)自動(dòng)控制? 從風(fēng)口鼓入約1000～1200℃的熱風(fēng)使焦炭燃燒。為保持爐溫恒定，爐況平穩(wěn)，須對(duì)熱風(fēng)的溫度、濕度和富化處理進(jìn)行控制。①熱風(fēng)溫度控制：冷風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)爐加熱后的風(fēng)溫并不是恒定的，開(kāi)始時(shí)風(fēng)溫高，以后則逐漸降低，用風(fēng)溫調(diào)節(jié)器控制摻入的冷風(fēng)量便可使風(fēng)溫保持恒定。熱風(fēng)爐在換爐時(shí)用交叉并聯(lián)送風(fēng)的工作方法可使風(fēng)溫波動(dòng)在±1％以?xún)?nèi)。②熱風(fēng)濕度控制：濕度調(diào)節(jié)器能保持鼓風(fēng)中濕度恒定，避免水分引起爐況波動(dòng)。常用的方法為加濕調(diào)節(jié)和脫濕處理兩種。③鼓風(fēng)富化處理：對(duì)于大型高爐，常在鼓風(fēng)中加入氧氣以提高高爐的冶煉強(qiáng)度。為了降低燃料比，有時(shí)在風(fēng)口處噴入重油、天然氣或煤粉等。有時(shí)還在大型高爐風(fēng)口前裝上帶有高速攝影裝置的工業(yè)電視，用以監(jiān)視和記錄風(fēng)口前熱風(fēng)和焦炭的燃燒和運(yùn)動(dòng)情況。
爐頂煤氣的檢測(cè)和控制? 爐頂煤氣的壓力和成分直接反映爐內(nèi)的冶煉情況。爐頂壓力調(diào)節(jié)裝置控制爐壓恒定，是確保爐料平穩(wěn)下降的重要措施。頂壓調(diào)節(jié)可通過(guò)減壓閥組或余壓渦輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。爐頂煤氣是高爐冶煉的直接產(chǎn)物，其成分反映爐內(nèi)的還原反應(yīng)和還原氣體的利用率。利用連續(xù)采樣的氣體色譜分析儀周期測(cè)定煤氣中CO、CO2、H2、N2的含量，可掌握爐中的反應(yīng)情況。爐喉煤氣成分分布直接反映爐內(nèi)不同直徑處的反應(yīng)，故常在大型高爐爐喉的料面下徑向插入（或固定安裝）采樣探桿，采集分析爐內(nèi)氣樣。
渣鐵參數(shù)檢測(cè)? 鐵水的生成量、成分、溫度是極為重要的參數(shù)。出鐵時(shí)鐵水罐車(chē)停在裝有軌道電子秤的軌道上，可連續(xù)檢測(cè)出鐵量。鐵水溫度可在出鐵過(guò)程中用快速溫差電偶檢測(cè)。鐵水成分是在出鐵過(guò)程中從鐵水溝中取樣，然后用快速熒光分析儀分析?，F(xiàn)代化大型高爐日產(chǎn)出鐵1萬(wàn)噸以上，有4個(gè)出鐵口輪流出鐵，測(cè)量渣鐵的溫度、成分和生成量就能及時(shí)獲得高爐中的冶煉信息。這一過(guò)程現(xiàn)代已由微處理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
爐況自動(dòng)控制? 爐內(nèi)反應(yīng)過(guò)程的參數(shù)不能直接檢測(cè)，所以控制系統(tǒng)尚未達(dá)到完善的程度，但已有數(shù)種爐況控制系統(tǒng)(如爐熱模型系統(tǒng),GO-STOP系統(tǒng))在高爐上獲得應(yīng)用，其中以爐熱模型構(gòu)成的系統(tǒng)應(yīng)用較多。爐熱模型系統(tǒng)以高爐煉鐵過(guò)程的物理化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，把高爐分為風(fēng)口燃燒帶、直接還原帶和間接還原帶，根據(jù)輸出輸入高爐的各種參數(shù)（如礦石焦炭裝入量、風(fēng)量、風(fēng)溫、噴吹量、爐頂煤氣成分、渣鐵成分和生成量等）列出各反應(yīng)區(qū)間的物料平衡和熱量平衡方程組，然后求解這些方程組，便可得出爐中直接還原反應(yīng)帶的固體溫度和氣體溫度。這些溫度代表爐熱的狀態(tài)，根據(jù)爐熱的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)參數(shù)（如風(fēng)溫、噴吹量等），改變風(fēng)口送入的熱量，將爐熱控制在最佳狀態(tài)。為提高系統(tǒng)的控制效果，有時(shí)將理論模型與統(tǒng)計(jì)模型結(jié)合使用。這種閉環(huán)控制系統(tǒng)已被采用。GO－STOP系統(tǒng)是以系統(tǒng)辨識(shí)方法來(lái)判斷爐況并構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)的。由于爐況控制過(guò)程中有大量的計(jì)算工作，這種系統(tǒng)需要使用電子計(jì)算機(jī)。爐身靜壓力的變化也是爐況的重要參數(shù)，常在爐身不同高度的圓周上檢測(cè)爐身的靜壓力。這一靜壓力反映爐料的透氣性、氣流分布和軟熔帶根部位置的高度，是判斷爐況的重要依據(jù)之一。根據(jù)爐料的透氣性，以爐頂壓力為調(diào)節(jié)手段可組成爐料透氣性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。保持透氣性恒定有助于爐料順利下降，保持爐況穩(wěn)定。
高爐的計(jì)算機(jī)管理? 計(jì)算機(jī)除用于上述各種控制系統(tǒng)外，還用于數(shù)據(jù)處理、生產(chǎn)管理、操作指導(dǎo)等。它采集高爐上的大量過(guò)程參數(shù)，輸入存儲(chǔ)器中，并將這些數(shù)據(jù)編輯成各種生產(chǎn)記錄報(bào)表和具有操作指導(dǎo)作用的畫(huà)面，在工業(yè)電視上顯示出來(lái)。這樣，操作者便可根據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)對(duì)過(guò)去的生產(chǎn)過(guò)程作出連貫的分析，對(duì)變化趨勢(shì)作出預(yù)報(bào)。在現(xiàn)代化的大型高爐上，全部顯示記錄儀表已被計(jì)算機(jī)所代替，各個(gè)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，在高爐控制室中爐長(zhǎng)通過(guò)工業(yè)電視與計(jì)算機(jī)對(duì)話(huà)，計(jì)算機(jī)可向爐長(zhǎng)提供所需的多種信息。這樣的控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外都有應(yīng)用，效果良好。例如，中國(guó)首都鋼鐵公司高爐改用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后，利用系數(shù)達(dá)2.2，焦比降到384千克。
高爐爐體設(shè)備管理? 為延長(zhǎng)高爐壽命，需要對(duì)爐體和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。常用各種熱傳感器監(jiān)視爐缸、爐身、冷卻壁等爐體各部位的溫度，超限時(shí)作出報(bào)告；或用觸發(fā)響應(yīng)法對(duì)耐火磚殘存厚度進(jìn)行測(cè)量監(jiān)視。風(fēng)口是關(guān)鍵設(shè)備，需要經(jīng)常監(jiān)視。用卡門(mén)流量計(jì)或雙管電磁流量計(jì)檢測(cè)風(fēng)口冷卻水的進(jìn)出流量差，就能檢查風(fēng)口冷卻套是否破損。
80年代，許多國(guó)家都在開(kāi)展新型傳感器和檢測(cè)方法的研究，研制新的爐況動(dòng)態(tài)模型和建立綜合的控制管理系統(tǒng)。
