鞍钢10号高炉配备了4座“新日铁外燃式”热风炉，使用高炉煤气作为燃料。该热风炉采用了双预热系统，以提高燃烧介质的物理热。将热风炉烟道废气余热用来预热煤气，使其温度达到180℃左右，并用热风炉送风后的余热来预热助燃空气，使其温度达到550℃以上，提高了热风炉燃烧温度，节约了能源。

　　高温热风带λ的热量是高炉生产的主要热源之一。因此提高风温对于强化冶炼，降低焦比有着十分重要的意义。而满足其高风温条件下实现热风炉系统的全部自动化则尤为关键。为了达到这个目的，需要设置各种必要的自动化仪表检测和控制系统。

　　10号高炉热风炉自动化设计共有检测点224个，其中温度检测106点、压力检测8点、流量检测97点等，包括拱顶温度、炉身温度、煤气和空气预热前后的温度、压力；煤气和空气的流量检测；冷风压力、流量、温度检测等主要参数，并有煤气、空气燃烧控制、空气预热量温度控制、风温控制、空气总管压力和煤气总管压力控制等18套自动调节系统。

　　流量检测元件及执行机构对整个控制系统尤为重要，针对双预热系统中温度高、管道口径大且有耐火砖内衬的特点，高温空气流量的检测引进了美国泰克公司生产的矢量流量计。该流量计利用矢量和的原理将探头的各方向力折算成水平方向来计算流量，并配有温度补正。助燃空气用调节阀选用了无锡工装生产的6000J电动高温蝶阀，工作温度为650℃、工作压力为0.6Mpa、管径为ф1400m。这种阀门在阀板之间采用平面接触，引进了日本先进的密封技术，因而使其达到了良好的密封效果。执行机构为大连引进的西门子电动执行器并智智能手操，操作调整都十分方便，所有变送器均选用智能化变送器，常规仪表均为国内配套。

　　鞍钢10号高炉采用英国欧陆公司生产的网络6000过程自动化（DCS）控制系统.热风炉系统作为整个系统中的一部分，通过一个站完成4座热风炉的数据采集、热风炉燃烧控制、空气预热温度控制、助燃空气总管压力控制、热风温度控制、煤气压力控制，同时又通过接口与MODICON（PLC）通讯，由MODICON完成热风炉的自动换炉送风控制。DCS与PLC的应用实现了热风炉燃烧、换炉、送风的自动控制，并可通过调整画面、报警画面、趋势画面、流程图画面进行在线监视。

　　热风炉是一个大容量的热交换设备，追求高的热效率和能源利用率来满足高炉冶炼所需热能量。能源的提供必须符合最佳效能的要求，本着最优的控制思想来构筑既经济又先进的控制系统。

　　10号高炉的热风炉采用的是二烧一送一预热基本工作制和二烧二送辅助工作制，控制系统的组成是依据工艺生产要求。

　　3.l燃烧控制系统

　　10号高炉热风炉燃烧采用高炉煤气，而高炉在实际生产操作过程中由于炉况不稳或其它种种原因，致使高炉煤气压力不稳定，煤气热值产生波动，进而影响热风炉炉顶温度发生变化，最终影响送风温度，因此燃烧控制是热风炉最难的控制系统之一。它的控制品质的好坏将直接影响热风炉的拱顶温度及燃烧的热效率。

　　本系统的实现是采用以热风炉炉顶温度作为主环，以煤气支管流量为副环，并将煤气量与空气量进行比值重控制，构成串级比值随动控制系统。

　　因为热风炉工作是燃烧——送风——燃烧——送风的周期过程，所以燃烧是一个问断过程.在热风炉由送风转为燃烧的初期，煤气支管流量与实际值偏差很大，使煤气的波动假大，故拱顶温度调节单元的设定值是一个关键。既要使热风炉在规定的时间达到设定的拱顶温度，又要使主环的控制对副环的影响很小，始终保证最佳燃烧。

　　3.2空气预热温度控制

　　为了达到送风温度1200℃，理论上计算在高炉煤气热值为700大卡时，助燃空气温度需要达到550℃左右。助燃空气预热就是将助燃风机送出的助燃空气分为两路，一路经调节阀1进入蓄热室，并由燃烧室出来，再进入混合室，温度可达到1000℃左右；另一路经调节阀2进入混合室。但在生产过程中，煤气热值总在发生变化。通过煤气热值高则拱顶温度就高理论推算煤气热值与热风炉拱顶温度的关系。

　　煤气热值高，则助燃空气的温度可以低一些，其间的函数关系如下：

　　Tk=4000-4.5θpH

　　式中：

　　　　Tk为助燃空气预热温度；

　　　　θpH为煤气热值。

　　可通过上述的函数关系设定助燃空气的预热温度，使混合后的助燃空气维持在所需设定值，从而达到提高风温的目的。

　　3.3助燃空气总管压力控制

　　本系统为单参数反馈控制，由空气总管压力与设定值进行比较来控制风机前的吸风管上的百叶窗式调节阀的开度，从而确保了助燃空气压力的稳定。

　　3.4向高炉送热风温度控制

　　根据工艺采用的工作制的不同，风温控制的方法也不同。在基本工作制时，靠混风阀混冷风来调节热风总管风温，当使用辅助工作制时，由于此时为两烧两送，故风温控制依靠先仕妒送风与后行炉送风量的大小来进行控制以达到稳定风温的目的。

　　3.5煤气压力调节

　　煤气压力稳定是燃烧调节的条件，故采用单参数自动调节系统对煤气压力进行稳定，稳定压力在5~6kpa。

　　在容积为2058m3这样大型高炉中实现双预热系统难度很大，因此我们在制定方案中经过各方面的认真研究并在编制程序期间与外商共同协商确定控制系统方案。在试验期间，我们首先对单参数调节系统进行PID参数的整定，稳定在工艺要求的参数值上。然后我们对煤气、空气量的燃烧进行调整，将煤气量调整到：70000~80000m3/h，空气量调整到：50000-60000 m3/h，使拱顶在燃烧期间倒寺最佳的温升。废气温度也维持在350℃以下，预热的煤气温度在180℃左右，空气预热由50℃逐步上升至500℃，拱顶温度也由1000℃上升至1200℃左右。

　　热风炉自1994年6月投产以来，计算机自动控制系统一直运行良好，特别是高温调节阀运行平稳而灵活，整个系统经受了长时间运行和恶劣环境的严格考验。由于DCS与PLC的综合应用，自动化控制系统实现了热风炉的自动换炉。双预热系统的稳定运行又给生产带来了直接的经济效益。

　　据实际生产统计，在900~1000℃的风温范围内，每提高100℃风温，可降低焦比3.5%-4.5%，产量提高3.5%~4.5%；在1000~1100℃范围内，每提高100℃风温可降低焦比2.5%~3.5%，产量提高2.5%~3.5%。

摘自《中国仪器仪表》