冶炼炉温度控制系统设计
毕业论文：高炉炼铁系统设计-精品【范本模板】
莱芜职业技术学院毕业论文论文标题：高炉炼铁系统设计作者：凌宗峰学校名称：莱芜职业技术学院专业：冶金技术年级：07冶金技术指导教师：冯博楷日期：2010。
4。
1目录内容提要与关键词¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨3手抄在论文本上，最后再根据内容补填目录，要求手写！正文¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨4参考文献¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨58摘要本设计要求建年产量为200万吨生铁的高炉系统。
高炉车间的七大系统：即高炉本体系统、上料系统、渣铁处理系统、喷吹系统、送风系统、除尘系统和冷却系统都做了较为详细的叙述。
高炉炼铁是获得生铁的主要手段，是钢铁冶金过程中最重要的环节之一，在国民经济建设中起着举足轻重的作用。
高炉是炼铁的主要设备，本着优质、高产、低耗和对环境污染小的方针,在预设计建造一座年产生铁200万吨的高炉炼铁系统，本设计说明书详细的对其进行了高炉设计,其中包括绪论、工艺计算（包括配料计算、物料平衡和热平衡）、高炉炉型设计、高炉各部位炉衬的选择、炉体冷却设备的选择、风口及出铁场的设计、原料系统、送风系统、煤气处理系统、渣铁处理系统、高炉喷吹系统等。
设计的同时还结合国内外相同炉容高炉的一些先进的生产操作经验和相关的数据，力争使该设计的高炉做到高度机械化、自动化和大型化,以期达到最佳的生产效益. 关键词：高炉;炼铁;设计;煤气处理；渣鉄处理;1绪论1。
1概述钢铁是重要的金属材料之一，被广泛应用于各个领域,钢铁生产水平是一个国家发展程度的标志。
温度控制系统
器
电信号Βιβλιοθήκη 非电信号二次仪表可处理信号
显示调节仪表
电信号
显 示 滤波、放大、 调 非线性校正 节 仪 表
温度
电压
流量
位移
在自动化控制系统中，二次仪表经常处于核心地位，因此对其进行认 真比较和精心选择，在安全上是必须的，在经济上是划算的。
执行器部分
为了能够对工业对象的参数进行自动控制(或报警)，就必须由中间继电器、 可控硅、电磁阀等执行器执行对负载的调控。 执行器一般都工作于高电压、大电流、多动作的恶劣工作条件下，因此， 正确选择产品和降额使用是理所当然和十分经济的。
值时作出报警动作，而无论是上限、上上限、下限、下下限报警。 默认
的报警动作是报警输出继电器的常开触点闭合。
4.安装与接线
5.仪表面板布置和功能
6.使用指南
① 使用软件锁 ② 设置“控制”值 ③ 设置“误差修正”值 ④ 设置“报警”值 ⑤ 自整定功能 ⑥ 比例偏置功能 ⑦ 仪表若显示“ HH”，请检查传感器是否断线或输入超过了量程上
8.3 温度控制器的调节原理
8.3.1 二位式调节原理
二位式调节又称通断式控制，其工作原理是将测量值与设定值相比较，差值经 放大处理后，对执行器进行开（通）或关（断）的控制，主要由温度传感器、 温度控制器、执行器和电阻丝组成。
滞后时间：由于电炉炉体为保 温隔热材料制成的密闭箱体， 刚开始加热时，有一段时间炉 体温度基本保持不变，这一段 时间称之为滞后时间，其大小 通常取决于炉体结构，尤其是 炉体体积。
2.型号编制说明 例8-3 试说明型号为WG-5412温度控制器的主要性能。
解：（1）该仪表是智能型双三位显示调节仪； （2）调节方式为二位PID调节； （3）报警为上限报警； （4）输入信号采用热电阻温度传感器； （5）输出信号为继电器触点输出。
金属冶炼中的溶炉设计与优化
炉体保温
采用高效保温材料，减少热量损 失，提高能源利用率。
炉体密封性
确保炉体的密封性能，防止气体 泄漏和外界杂质进入炉内。
烟囱与烟道设计
烟囱高度
根据烟气的排放要求，合理设计烟囱高度，确保 烟气能够顺利排出。
烟道结构
选择合适的烟道结构，以降低烟气流动阻力，提 高排烟效率。
烟气净化
在烟道中设置适当的净化装置，减少烟气中的有 害物质排放。
烟气处理系统
安装高效的烟气处理系统，包括除尘器和脱硫脱硝装置，以减少烟气中的污染物排放。
废渣处理
对熔炉产生的废渣进行回收或处理，以减少对环境的影响。
噪音控制
采取噪音控制措施，如安装消音器和隔音墙，以降低熔炉运行时的噪音污染。
事故应急处理预案
应急救援队伍
建立专业的应急救援队伍，配备必要的救援设备和器 材，确保能够及时处理事故。
热能转换
将余热转化为其他形式的能源，如利用余热驱动热力发电机或用于 工业供暖。
余热利用效率
提高余热回收技术和设备的效率，降低能量损失，提高能源利用效率 。
节能技术应用
高效燃烧技术
采用高效燃烧器、改善 燃烧条件等手段，提高 燃料的燃烧效率，减少 不完全燃烧损失。
新型保温材料
使用新型保温材料，减 少热量散失，降低能量 损失。
04
溶炉工艺流程设计
金属的熔炼过程
金属的熔化
01
通过加热将固态金属转变为液态。
去除杂质
02
在熔化过程中，去除金属中的杂质和有害元素。
合金化
03
根据需要，添加其他金属或非金属元素以调整金属的成分和性
能。
熔炼温度的控制
温度范围
确保熔炼温度在金属的熔点范围内，以保证金属的熔化和合金化 过程顺利进行。
金属冶炼自动化控制系统
详细描述
集成化能够实现多个子系统之间的信息共享和协同工 作，提高整体控制性能；模块化设计则便于系统的扩 展和维护，降低成本和缩短开发周期。
绿色环保技术
总结词
随着环保意识的提高，金属冶炼自动化控制系统正积 极采用绿色环保技术，以降低能耗和减少排放。
详细描述
通过采用高效节能的电气传动技术、余热回收利用技术 以及清洁能源等措施，金属冶炼自动化控制系统在提高 生产效率的同时，也实现了节能减排和可持续发展。
金属冶炼自动化控制系统
目录
• 金属冶炼自动化控制系统概述 • 金属冶炼自动化控制系统的构成 • 金属冶炼自动化控制系统的功能 • 金属冶炼自动化控制系统的应用 • 金属冶炼自动化控制系统的挑战与解决方
案 • 金属冶炼自动化控制系统的发展趋势
01
金属冶炼自动化控制 系统概述
定义与特点
定义
金属冶炼自动化控制系统是一种利用 自动化技术对金属冶炼过程进行控制 和管理的系统。
控制算法：控制算法是控制单元实现自动化控制的关键，可 以根据实际工艺需求进行选择和调整。常见的控制算法包括 PID控制、模糊控制等，可以根据实际情况进行选择和优化。
人机界面
人机界面是自动化控制系统的重要组成部分，用于实现人与机器之间的交互。通 过人机界面，操作人员可以实时监控工艺过程，调整工艺参数，同时也可以对自 动化控制系统进行配置和维护。
压力控制
总结词
压力控制对于金属冶炼的稳定性和安 全性至关重要。
详细描述
金属冶炼自动化控制系统能够实时监 测炉内压力，并根据压力变化自动调 节炉膛负压、燃料供应等参数，保持 压力稳定，防止炉内压力过高或过低 对冶炼过程的影响。
液位控制
总结词
液位控制对于金属冶炼过程中的化学反应和产品质量至关重要。
金属冶炼中的温度控制技术
温度控制技术的环保与节能要求
环保与节能
随着全球环保意识的提高，温度控制技术正面临着越来越严格的环保和节能要求。新型 的温度控制技术需要更加注重环保和节能设计，减少对环境的负面影响和降低能耗。
技术发展
为了满足环保和节能要求，温度控制技术正在向着高效、低能耗、低污染的方向发展。 例如，采用新型的保温材料和隔热技术，优化热能回收和利用等措施，能够显著降低能
定期对温度传感器进行校准和标定，确保 其测量精度和稳定性。
温度控制算法的实现与应用
01
02
03
控制策略
根据金属冶炼的特点，选 择合适的温度控制策略， 如PID控制、模糊控制等 。
软件实现
利用相关编程语言和软件 工具，实现温度控制算法 的软件编程。
实时监控与调整
通过实时监控冶炼温度， 对控制算法进行调整和优 化，提高温度控制的稳定 性和准确性。
失，提高能源利用率。
03
安全防护措施
为防止电热元件过热引发事故 ，需采取相应的安全防护措施
，如设置温度报警装置。
温度传感器的选择与校准
03
温度传感器类型
安装位置
校准与标定
根据实际需求选择合适的温度传感器，如 热电偶、热电阻等。
选择能准确反映冶炼温度的关键位置安装 温度传感器，确保测量数据的准确性。
04
温度控制技术在金属冶炼 中的实际应用
钢铁冶炼的温度控制
总结词
钢铁冶炼过程中，温度控制是关键，直接影响到产品的质量 和产量。
详细描述
钢铁冶炼过程中，温度控制技术主要应用于高炉炼铁、转炉 炼钢和轧钢等环节。通过精确控制温度，可以降低能耗、提 高钢材的力学性能和减少氧化损失，从而提高钢铁产品的质 量和产量。
钢铁行业如何控制炼钢过程中的温度
钢铁行业如何控制炼钢过程中的温度在钢铁行业中，炼钢过程中的温度控制是至关重要的。
温度的准确控制不仅影响钢材的质量，还对生产效率和能源消耗产生重要影响。
因此，钢铁企业必须采取一系列措施来确保炼钢过程中的温度控制在适当范围内。
本文将探讨一些钢铁行业如何控制炼钢过程中的温度的方法和技术。
1. 原料筛选和配比控制在炼钢过程中，原料的选择和配比对温度控制起着至关重要的作用。
合理的原料筛选和配比可以确保冶炼反应的均匀性和稳定性，从而控制温度的波动。
钢铁企业通常会采用先进的配料系统，通过对原料成分的在线实时监测和控制来保持炼钢过程中的温度稳定。
2. 炉况控制技术炼钢过程中，炉况的控制是温度控制的关键。
炉况控制技术包括炉料层厚度的控制、氧气喷吹技术、煤气喷吹技术等。
通过合理的炉况控制技术，钢铁企业可以控制炉内温度的分布，从而保持炼钢过程中的温度稳定。
3. 冷却水系统优化钢铁行业中的冷却水系统是炼钢过程中温度控制的重要组成部分。
通过优化冷却水系统，可以控制钢材在过程中的冷却速度，从而影响其温度。
钢铁企业可以采用先进的冷却水系统，如喷淋水冷却系统和滚动冷却系统，对温度进行精确控制。
4. 热能回收利用在钢铁行业中，炼钢过程中产生的大量余热可以通过热能回收系统进行回收利用。
回收利用余热不仅可以降低能源消耗，还可以提供稳定的热源，从而对温度进行控制。
钢铁企业可以通过余热发电、余热锅炉等方式将余热转化为电力或热能，用于炼钢过程中的温度控制。
5. 温度监测和控制系统钢铁行业通常会采用高精度的温度监测和控制系统来实时监测和控制炼钢过程中的温度。
这些系统可以对每个环节的温度进行实时监测，并通过自动控制系统对温度进行调节。
温度监测和控制系统的应用可以大大提高温度控制的准确性和稳定性。
总结起来，钢铁行业在炼钢过程中，通过原料筛选和配比控制、炉况控制技术、冷却水系统优化、热能回收利用以及温度监测和控制系统等措施，可以有效地控制炼钢过程中的温度。
钢铁冶炼设备的自动化控制技术
钢铁冶炼设备的自动化控制技术随着科技的不断发展，钢铁冶炼设备的自动化控制技术也在不断进步。
自动化控制技术的发展极大地提高了钢铁冶炼设备的生产效率和质量，同时也降低了人工成本，为钢铁行业的发展做出了重要的贡献。
钢铁冶炼设备的自动化控制技术可以实现多个方面的控制，例如温度、压力、流量、浓度等。
通过对这些参数的精确控制，可以在不额外增加工人的情况下，提高生产效率和品质，降低设备的运行成本和维护费用。
钢铁冶炼设备的自动化控制技术包括了多个方面，其中最重要的就是控制系统。
控制系统是实现钢铁生产自动化控制的核心，它可以确保各种控制模式的实现，例如PID控制。
PID控制即比例+积分+微分的控制方式，它可以根据设定的目标温度来进行控制，并对设备进行调整。
另一个重要的组成部分是自动化设备，例如PLC、SCADA等。
这些设备可以自动执行指定的任务，并将实时数据传输到控制系统中，在控制系统的支配下实现自动化生产。
通过优化PLC和SCADA系统的使用，不仅可以提高生产效率，还可以确保环境和设备的安全性。
除了控制系统和自动化设备，自动控制技术还需要不断的进行不断的优化和更新。
这些更新可能包括控制算法的优化、设备的升级以及数据处理技术的改进等等。
通过不断地进行更新，可以确保控制系统的最优化运作，及时对设备出现的问题做出反应，以确保生产效率和生产质量。
总的来说，控制系统、自动化设备以及更新和优化技术是自动化控制技术的三个主要方面。
钢铁冶炼设备的自动化控制技术不断的优化和更新，为设备的实际运作带来了巨大的提高，使钢铁行业不断发展壮大，更好地满足了市场需求。
转炉炼钢系统温度控制技术的研究
及耐 压强度 ， 高温高 压 不 易粉 化 ；） 热 容量 、 热 ４低 低 导率 ；） 全 性 高 ， 工 方 便 等 特 点 。其 主 要 理 化 ５安 施
指 标见 表 １ 。
５ ５
吕长海 ， ： 炉炼 钢 系统 温度 控制 技术 的研究 等 转
表 １ 硬 质 隔 热 板 主 要 理 化 性 能 指 标 ＪＢ １ ２ 型 Ｊ 一（ ｏ型 Ｙ 一（６ ） Ｙ ２ ４ ） １０ Ｂ １ｏ
第 ４期 （ 总第 １ ８期 ） ４ 内衬新 材料 。锆质 耐火 纤维 主要 理化指 标见 表 ２ 。
表 ２ 锆质 耐火纤维 主要理化指标
１ 温瞍１ 作
１ｏ ０ ０
１０ ３ ０
体 “ｇ㈨ 一） 积 度 ｔ ｔ 水久 化 ％ 保 ４，积 度３ ｋｍ） 线曼 ， ｌ 温２ 体 密 ２ｇ ｈ ０／
新 型 硬 质 隔 热 板 保 温 材 料 是 用 低 渣 球 含 量 的
棉， 以复合 结合 剂 结合 ， 采用 真 空 成 型 工 艺 ， 干燥 经 和机 加工精 制 而成 ， 该硬 质隔 热板具 有 １ 良好 的保 ）
温效 果 ；） 良 的化 学 稳 定 性 ； ） 良的热 稳 定 性 ２优 ３优
ｍ 以缩 短放 钢 时问 ， 少放 钢温 降 。 ｍ， 减
通 过 调 整 出钢 口材质 及 内径 、 制定 出钢 口后 期 维 护制 度 ， 现阶段 炼 钢 厂 银 山前 区 出钢 口寿命 基 本
稳定 在 ４ ０炉 以上 ， 出钢 口 出钢 时问 比原来 缩 短 ０ 新
度 控制对 保 障生产顺 行 、 提高 产 品质量 、 降低 生产 成
各 温 寄系 热日 崾｝ 热 数 ４ ０ ＠
２ —５ ５ ４ ０ ０
温度控制在金属冶炼中的重要性
金属的吸气与挥发
高温下，金属容易吸收气体并发生挥发，温度控 制不当会导致金属中气体含量增加，影响金属质 量。
温度对金属纯净度的影响
杂质去除
01
通过控制温度，可以将杂质从金属中有效去除，从而提高金属
的纯净度。
2
智能化温度控制技术能够实时监测和调整冶炼过 程中的温度，避免因温度过高或过低而引起的能 耗浪费和产品质量问题。
3
智能化温度控制技术能够通过大数据和人工智能 技术对冶炼过程进行优化，提高金属冶炼的效率 和资源利用率。
新材料在温度控制中的应用
01
新材料具有更高的耐热性和隔热性能，能够更好地保护设备和 提高温度控制的精度和稳定性。
VS
详细描述
为了确保温度安全，需要设置安全保护装 置，如超温报警器和紧急停机按钮。同时 ，操作人员应接受专业培训，熟悉设备操 作和安全规程。在设备维护和检修时，也 应对温度控制系统进行全面检查，确保其 正常工作。
05
未来温度控制在金属冶炼中的发展趋 势
智能化温度控制技术的发展
1
智能化温度控制技术能够提高金属冶炼过程的自 动化和智能化水平，减少人工干预，提高生产效 率和产品质量。
04
温度控制在金属冶炼中的挑战与解决 方案
温度波动问题及解决方案
总结词
温度波动是金属冶炼过程中常见的问题，它会影响金属的纯 度和质量。
详细描述
温度波动问题通常是由于加热或冷却过程中的不稳定造成的 。解决方案包括使用先进的温度控制系统，如PID控制器或模 糊逻辑控制器，以实现更精确的温度控制。此外，定期维护 和校准设备也是必要的措施。
金属冶炼中的温度控制
间接温度控制法
总结词
通过控制加热炉或冷却设备的温度，间接影响金属熔体的温度。
详细描述
间接温度控制法是通过控制加热炉或冷却设备的温度，间接影响金属熔体的温 度。这种方法通常使用热电偶或其他传感器来监测金属熔体的温度，并根据需 要进行加热或冷却操作。
智能温度控制法
总结词
利用智能算法和传感器技术，自动调节温度以达到最佳的冶炼效果。
精密铸造中的温度控制
精密铸造过程中，温度控制对 于确保铸件尺寸精度和减少废 品率具有关键作用。
熔模铸造中，通过精确控制蜡 模熔化和金属液浇注温度，能 够获得尺寸精确和表面光洁的 铸件。
消失模铸造中，需要严格控制 浇注温度和模具温度，以防止 铸件变形和开裂。
压力铸造中，高温下将金属液 注入模具型腔，快速冷却固化 ，温度控制对于提高铸件强度 和减小热处理变形至关重要。
稳定性
指温度控制系统在长时间运行中保持稳定的 能力。
03
金属冶炼中的温度控制方法
直接温度控制法
总结词
直接对金属熔体进行加热或冷却，以实现温度的精确控制。
详细描述
直接温度控制法通过直接对金属熔体进行加热或冷却来实现 温度的精确控制。这种方法需要使用高温或低温介质，如气 体、液体或固体，直接与金属熔体接触，以达到所需的温度 。
温度控制系统的组成
温度传感器
用于测量反应过程中的温度，将测量结果转化为电信号。
控制元件
根据温度传感器的测量结果和预设值进行比较，输出控制信号。
执行器
根据控制信号调节加热元件的功率，从而控制反应温度。
温度控制的主要技术指标
控制精度
指温度控制的准确性，通常要求在±2℃以 内。
响应速度
冶金工艺炉温控制
冶金工艺炉温控制随着现代冶金工艺的发展，炉温控制成为冶金生产中至关重要的环节之一。
炉温控制能够稳定冶金过程，保证产品质量，提高生产效率，减少能源消耗。
本文将从炉温控制技术的原理、发展历程以及在各行业的应用等方面进行论述。
一、炉温控制技术原理及发展历程炉温控制技术是指通过调节炉内加热器、燃烧系统等设备的工作状态，使炉腔内的温度达到所需的目标数值。
炉温控制技术的发展经历了多个阶段，在不同的行业中得到广泛应用。
1.1 传统炉温控制技术传统炉温控制技术主要依赖于人工调节炉内温度。
操作人员根据经验和感觉，通过手动调整炉内的加热器或燃烧系统来控制炉温。
这种技术存在人为因素较大、精度低、效率低下等问题，无法满足现代化冶金生产的要求。
1.2 自动化炉温控制技术随着计算机技术的发展，自动化炉温控制技术得到了快速发展。
通过在炉腔内安装温度传感器，将所得到的温度信号传输至控制系统。
控制系统通过对接收到的信号进行分析和计算，并对炉内的加热器或燃烧系统进行调整，实现炉温的自动控制。
1.3 智能化炉温控制技术智能化炉温控制技术是自动化炉温控制技术的进一步发展。
它通过引入模糊控制、神经网络、遗传算法等先进的控制算法，对炉内的温度进行精确的控制和调节。
智能化炉温控制技术具有自适应性强、稳定性好、响应速度快等优点，广泛用于冶金、化工、玻璃等行业。
二、冶金工艺炉温控制的关键技术冶金工艺炉温控制是指在冶金生产过程中，通过自动化或智能化的手段，对炉内温度进行控制和调节。
下面将从传感器选择、控制系统设计等方面阐述冶金工艺炉温控制的关键技术。
2.1 传感器选择传感器是炉温控制的重要组成部分，选择合适的传感器对于炉温控制的精确性和稳定性有着至关重要的影响。
在选择传感器时，需要考虑温度范围、响应时间、刚度等因素。
例如，在高温冶炼过程中，可以选择高温热电偶作为温度传感器。
2.2 控制系统设计控制系统设计是冶金工艺炉温控制的核心环节。
在设计控制系统时，需要根据冶炼工艺的要求，确定合适的控制策略和参数。
AOD炉冶炼过程中温度的稳定控制方法[发明专利]
![AOD炉冶炼过程中温度的稳定控制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6cab9f06effdc8d376eeaeaad1f34693daef1093.png)
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.11.19C N 104152634A (21)申请号 201410382712.4(22)申请日 2014.08.06C21C 7/068(2006.01)(71)申请人邢台钢铁有限责任公司地址054027 河北省邢台市桥西区钢铁南路262号(72)发明人冯文甫 曹洪波 郭键 雷学东王秋坤 张永昶 张秀堂(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司 13108代理人赵红强(54)发明名称AOD 炉冶炼过程中温度的稳定控制方法(57)摘要本发明公开了一种AOD 炉冶炼过程中温度的稳定控制方法，其特征在于：所述AOD 炉生产不锈钢时，首先将母液兑入AOD 炉后，然后加入的合金和渣料，利用公式计算母液有效温度；当母液有效温度为正值时，加入固态返回废钢进行降温；当母液有效温度为负值时，调整氧枪的枪位以增加CO 气体的二次燃烧量。
本方法在降低整个冶炼过程铬元素的氧化量的同时将返回物料灵活应用，达到缩短冶炼周期、降低AOD 炉物料消耗、提高炉龄、释放资金的目的。
本方法可实现AOD 炉在冶炼过程中温度的平稳控制，最大限度的减少铬元素的氧化，降低还原硅铁、石灰等消耗；在完成快速脱碳、不额外增加工序间能耗要求的同时也能够消耗大量的固态返回废钢，从而有效降低生产成本。
(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页(10)申请公布号CN 104152634 A1.一种AOD炉冶炼过程中温度的稳定控制方法，其特征在于：所述AOD炉生产不锈钢时，首先将母液兑入AOD炉后，顶枪脱碳期加入高碳合金和渣料，利用公式Ⅰ计算母液有效温度T1，T 1＝T+TC、Si-T合金-T渣料-T散热-T氧枪目标Ⅰ式Ⅰ中：T—母液初始温度，℃；TC、Si—母液中碳和硅氧化放热后折算的温度，℃；T合金—合金的温降值，℃；T渣料—渣料的温降值，℃；T散热—烟尘、炉衬砖散热损失，℃；T氧枪目标—氧枪结束时的目标温度，℃；当母液有效温度为正值时，加入固态返回废钢进行降温；当母液有效温度为负值时，调整氧枪的枪位以增加CO气体的二次燃烧量。
加热炉出口温度控制
内蒙古科技大学过程控制工程课程设计说明书题目：高炉热风炉出口温度控制系统设计学生姓名：======学号：======专业：测控技术与仪器班级：======指导教师：======目录引言 (2)1 高炉炼铁概述 (3)1.1 高炉炼铁的工艺过程 (3)1.2 高炉炼铁的主要组成部分 (4)1.3热风炉的工作原理 (4)2 热风炉出口温度过程控制设计 (4)2.1 被控参数与控制参数的选择 (4)2.2 出口温度控制方案设计 (5)2.2.1 单回路控制系统结构与原理 (5)2.2.2 出口温度单回路控制方案 (6)2.3 仪器仪表的选用 (7)2.3.1 检测仪表的选型 (7)2.3.2 执行器的选型 (8)2.3.3 调节器的选用 (9)3 课程设计总结与心得 (11)参考文献 (12)引言近年来，随着我国经济的快速发展，在基础实施行业的带动下我国炼铁控制也处于高速发展阶段。
我国高炉现有1300多座，大于1000m3以上容积的高炉有150多座，高炉大型化的进程步伐加快，建设了四座4000 m3级的高炉，五座3200 m3级的高炉。
现在存在的炼铁方法有：高炉炼铁、冲天炉炼铁、电化铁路炼铁、感应炉炼铁等，但现代大型工业中普遍采用高炉炼铁，因为高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，高炉炼铁方法生产的铁占世界铁总产量的95％以上。
在炼铁产量不断增长的同时，我国高炉炼铁技术也取得了很大的进步，入炉焦比和炼铁工序能耗不断下降，喷煤比、热风温度和利用系数不断提高，高炉操作技术也日趋成熟，各项技术经济指标得到进一步改善。
高炉在钢铁厂生产中处于十分重要的位置，高炉冶炼过程是一个连续的、大规模的、高温生产过程，高炉炼铁主要有五大系统组成：送风系统、渣铁处理系统、喷吹系统、煤气系统、上料系统。
送风系统是高炉最重要的部分之一，风是高炉冶炼过程的物质基础之一，同时又是高炉行程的运动因素。
高炉送风系统是由风机、冷风管道、热风炉、热风管道及相关的各种阀门和烟囱、烟道等所组成。
冶炼炉温度控制操作规程
冶炼炉温度控制操作规程冶炼工艺是一种将金属矿石进行加热，使其成为经济价值较高的金属材料的工艺过程。
而在这个过程中，温度控制是至关重要的环节，它直接关系着冶炼炉内金属矿石的熔化与分离。
因此，制定一套可行的冶炼炉温度控制操作规程，是确保冶炼过程达到预期目标的关键。
一、温度检测与记录在冶炼炉中，温度的即时检测和记录是非常重要的。
为了确保准确性和可靠性，可以采用多种方式进行温度检测，比如红外线测温仪、热电偶、热电阻等。
对于不同类型的炉子，选择合适的温度检测装置是必要的。
此外，在操作过程中要注意检测装置的定期校验和维护，确保其准确性和稳定性。
同时，对于冶炼炉温度的记录也是必要的。
可以通过记录仪、数据采集系统等设备进行温度的持续记录。
记录的频率可以根据需要进行选择，但基本上要能够覆盖整个冶炼过程。
通过温度记录的数据分析，可以更好地了解冶炼过程中温度变化的规律，并作出相应的调整和优化。
二、温度控制规程冶炼炉的温度控制规程主要包括温度监测、操作调整和安全措施。
这些规程的制定和执行，可以确保冶炼炉稳定运行，提高生产效率和产品质量。
1.温度监测：及时准确地了解冶炼炉内温度的变化是成功控制温度的前提。
根据冶炼炉的类型和具体情况，选择合适的温度检测仪器，并将其安装在合适的位置。
监测到的温度要及时进行记录，并进行可视化展示，以便操作人员能够清晰地了解温度的变化情况。
2.操作调整：根据温度监测结果，及时采取相应的操作调整措施，确保温度控制在合理范围内。
操作调整可以包括加料、控制燃料供给、调整排气等措施。
具体的调整方法要根据冶炼炉的情况和操作经验进行选择。
在进行各项调整时，要注意遵循安全操作规程，确保操作人员的人身安全。
3.安全措施：在温度控制过程中，安全永远是第一位的。
为了保证工作人员的安全和设备的完好性，必须制定相应的安全措施。
比如，在加料过程中要确保料叠安全，避免发生堆积导致温度异常；在炉内温度超过安全范围时，要及时进行降温措施，避免设备受损或人员伤亡。
ＬＦ炉双路底吹控制系统设计
ＬＦ炉双路底吹控制系统设计张恒① 王伟兵 姚阳阳（河钢集团邯钢公司自动化部 河北邯郸０５６０１５）摘 要 ＬＦ炉是钢铁生产中炉外精炼的主要方法之一，是电弧炉的一种特殊形式。
作为钢水精炼的重要环节，ＬＦ炉起到了钢水含量精调、钢水温度调节、改善钢水纯净度、造渣等作用。
邯钢新区ＬＦ炉采用双路底吹的方式，通过钢包底部的透气砖底吹氩气来均匀钢水成分，底吹阀门站采用西门子２００ｓｍａｒｔ控制系统，通过ＯＰＣ通讯完成底吹阀门站和精炼主系统的通讯，实现远程自动控制。
关键词 ＬＦ炉 底吹 西门子 ＯＰＣ中图法分类号 ＴＧ１５５．４ 文献标识码 ＡＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２３ Ｚ２ ０１７１ 前言ＬＦ炉（ＬＡＤＬＥＦＵＲＮＡＣＥ）即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。
ＬＦ炉一般指钢铁行业中的精炼炉。
实际就是电弧炉的一种特殊形式。
由于它设备简单，投资费用低，操作灵活和精炼效果好而成为冶金行业的后起之秀，在日本得到了广泛的应用与发展。
钢包底吹作为促进精炼冶炼过程的重要手段，重要程度不言而喻。
邯钢原三炼钢使用的是单路底吹氩的方式，对钢包透气砖和钢水特性的应对能力较弱，无法达到更好的底吹效果，造成能源浪费，影响钢水品质。
双路底吹则很好的解决了这一问题，同时针对复杂的钢包状况，双路底吹都能较好的处理，进一步保证冶炼品质，降低氩气消耗，节约能源成本。
２ 底吹控制系统设计２．１ 双路底吹控制系统设计根据工艺要求，精炼岗位在接到钢水后，首先应当通过大气量将透气砖上的硬壳吹开，因而需要较大的压力和流量；在下电极上电冶炼时，需要通过较小且稳定的氩气，将钢水翻滚至一定幅度，保证钢水翻滚充分、电极加热均匀。
在加料结渣时，需要较大且稳定的氩气，将钢水充分翻滚，促进成渣。
因此设计了底吹阀门站，包含控制系统和进出管，压力变送器，质量流量控制器，切断阀等仪表，设计图如下图１所示。
图１ 双路底吹阀门站原理图ＴｏｔａｌＮｏ．２８５Ｅｘｔｒａｅｄｉｔｉｏｎ２０２３ 冶 金 设 备ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ 总第２８５期 ２０２３年增刊（２） ①作者简介：张恒，工程师，河钢邯钢自动化部智能研究室，邮箱：ｚｈａｎｇｈｅｎｇ０１＠ｈｂｉｓｃｏ．ｃｏｍ 控制系统使用了西门子的２００ｓｍａｒｔ系列，Ｓ７－２００ｓｍａｒｔ是西门子公司开发的一款小型ＰＬＣ，其ＣＰＵ模块配备标准型和经济型两种类型，能够满足不同行业、不同客户的各种需求。
炉温管理规范
炉温管理规范引言概述：炉温管理是一项关键的工艺控制措施，对于保证工业生产的稳定性和产品质量具有重要意义。
本文将就炉温管理的规范进行详细阐述，包括温度监测与控制、温度调整、炉温报警、炉温记录和炉温维护等五个方面。
一、温度监测与控制：1.1 温度传感器的选择与安装：选择适合的温度传感器，如热电偶、热电阻等，并确保其准确度和灵敏度。
同时，要正确安装传感器，避免受到外界因素的干扰，如电磁辐射、振动等。
1.2 温度控制系统的设置：根据工艺要求和产品特性，合理设置温度控制系统的参数，如控制精度、响应时间等。
并定期检查和校准控制系统，确保其稳定性和准确性。
1.3 温度监测与控制的自动化：利用现代化的自动化技术，实现炉温的实时监测和自动控制，提高生产效率和产品质量。
二、温度调整：2.1 温度调整的原则：根据工艺要求和产品特性，制定合理的温度调整方案。
在调整过程中，要注意温度的变化速度，避免过快或过慢导致产品质量问题。
2.2 温度调整的方法：根据炉温的实际情况，采取适当的调整方法，如增加或减少加热功率、调整加热时间等。
同时，要监测和记录温度调整的效果，及时进行反馈和修正。
2.3 温度调整的协调与配合：在多个炉子同时工作的情况下，要保持各炉温度的协调和配合，避免因温度差异导致产品质量不稳定。
三、炉温报警：3.1 报警设置的合理性：根据工艺要求和安全性考虑，合理设置炉温报警的上下限。
同时，要定期检查和校准报警系统，确保其可靠性和准确性。
3.2 报警信号的处理与响应：当炉温超出报警范围时，及时处理报警信号，并采取相应的措施，如停止加热、降低温度等。
同时，要记录报警事件和处理过程，以便后续分析和改进。
3.3 报警系统的维护与更新：定期对报警系统进行维护和更新，确保其正常工作。
同时，要关注新的报警技术和设备，及时引进和应用，提高炉温管理的效果。
四、炉温记录：4.1 温度记录的要求：根据工艺要求和质量控制的需要，制定温度记录的规范和要求。
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###########职业技术学院设计说明书课题名称：冶炼炉温度控制系统设计姓名：专业：班级：起止日期 2014年12月 1日～2015年 12月30日指导教师：######职业技术学院设计说明书题目：冶炼炉温度控制系统设计目录前言 (1)第一章设计的目的及意义 (2)第二章控制系统工艺流程及控制要求 (2)2.1 生产工艺介绍2.2 控制要求第三章总体设计方案 (3)3.1 系统控制方案3.2 系统结构和控制流程图第四章控制系统设计 (5)4.1 系统控制参数确定第五章控制仪表的选型和配置 (6)5.1一体化温度变送器5.2 DX2000型无纸记录仪5.3 调节器5.4 执行器5.5 电/气阀门定位器ZPD-015.6 安全栅5.7 配电器5.8 薄膜气动调节阀ZMBS-16K第六章联锁保护 (11)第七章系统控制接线图 (12)第八章收获和体会 (13)参考文献前言在工业中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
其中温度控制也也越来越重要。
在工业生产的很多领域中，人们都需要对环境中的温度进行控制。
在石油工业中，冶炼炉尤为重要，冶炼炉应用非常明显。
而对冶炼炉进行温度控制在整个工艺生产中的重要性尤为突出。
第一章设计的目的及意义冶炼炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。
由于这类对象使用方便，可以通过调节输出功率来控制温度，进而得到较好的控制性能，故在冶金、机械、化工等领域中得到了广泛的应用。
在一些工业过程控制中,工业冶炼炉是关键部件,炉温控制精度及其工作稳定性已成为产品质量的决定性因素。
对于工业控制过程,PID 调节器具有原理简单、使用方便、稳定可靠、无静差等优点,因此在控制理论和技术飞跃发展的今天,它在工业控制领域仍具有强大的生命力。
在产品的工艺加工过程中，温度有时对产品质量的影响很大，温度检测和控制是十分重要的，这就需要对冶炼介质的温度进行连续的测量和控制。
在冶金工业中，冶炼炉内的温度控制直接关系到所冶炼金属的产品质量的好坏，温度控制不好，将给企业带来不可弥补的损失。
为此，可靠的温度的监控在工业中是十分必要的。
第二章控制系统工艺流程及控制要求2.1 生产工艺介绍冶炼炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、冶炼等过程的热源。
随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。
冶炼炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼，工艺流程多种多样，常用的冶炼炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。
本冶炼炉环节中，燃料与空气按照一定比例送入冶炼炉燃烧室燃烧，生成的热量传递给物料。
物料被冶炼后，温度达到生产要求后，进入下一个工艺环节。
用泵将从初馏塔底得到的拔顶油送入冶炼炉中冶炼到360 ℃～370 ℃后，再送入常压分馏塔中。
经分馏，在塔顶可得到低沸点汽油馏分，经冷凝和冷却到30 ℃～40 ℃时，一部分作为塔顶回流液，另一部分作为汽油产品。
此外，还设有1～2个中段回流。
在常压塔中一般有3～4个侧线，分别馏出煤油、轻柴油。
侧线产品是按人们的不同需要而取的不同沸点范围的产品，在不同的流程中并不相同。
有的侧线产品仅为煤油和轻柴油，而重油为塔底产品；有的侧线为煤油、轻柴油和重柴油，而塔底产品为常压渣油。
初底油用泵加压后与高温位的中段回流、产品、减渣进行换热，一般换后温度能达到260°C以上，如果换热流程优化的好，换热温度可达到310°C 左右。
初底油在进入常压炉进一步冶炼至365°C（各装置设定的炉出口温度随所炼不同原油的组成性质而差异，一般都在360°C至370°C之间）。
最后初底油进入常压塔进行分离。
冶炼炉设备主要工艺流程图如图2-1所示。
图2-1 冶炼炉设备主要工艺流程图2.2 控制要求冶炼炉设备的控制任务是根据生产负荷的需要，供应热量，同时要使冶炼炉在安全、经济的条件下运行。
按照这些控制要求，冶炼炉设备将有主要的控制要求：冶炼炉燃烧系统的控制方案要满足燃烧所产生的热量，适应物料负荷的需要，保证燃烧的经济型和冶炼炉的安全运行，使物料温度与燃料流量相适应，保持物料出口温度在一定范围内。
第三章总体设计方案3.1 系统控制方案随着控制理论的发展，越来越多的智能控制技术，如自适应控制、模型预测控制、模糊控制、神经网络等，被引入到冶炼炉温度控制中，改善和提高控制系统的控制品质。
本冶炼炉温度控制系统较为简单，故采用数字PID算法作为系统的控制算法。
采用PID调节器组成的PID自动控制系统调节炉温。
PID调节器的比例调节, 可产生强大的稳定作用; 积分调节可消除静差; 微分调节可加速过滤过程, 克服因积分作用而引起的滞后。
控制系统通过温度检测元件不断的读取物料出口温度，经过温度变送器转换后接入调节器，调节器将给定温度与测得的温度进行比较得出偏差值，然后经PID算法给出输出信号，执行器接收调节器发来的信号后，根据信号调节阀门开度，进而控制燃料流量，改变物料出口温度，实现对物料出口温度的控制。
本冶炼炉温度控制系统采用单回路控制方案，即可实现控制要求。
在运行过程中，当物料出口温度受干扰影响改变时，温度检测元件测得的模拟信号也会发生对应的改变，该信号经过变送器转换后变成调节器可分析的数字信号，进入调节器，将变动后的信号再与给定相比较，得出对应偏差信号，经PID算法计算后输出，通过执行器调节燃料流量，不断重复以上过程，直至物料出口温度接近给定，处于允许范围内，且达到稳定。
由此消除干扰的影响，实现温度的控制要求。
3.2 系统结构和控制流程图根据控制要求和控制方案设计的冶炼炉温控制系统结构如图3-1所示, 该系统主要由调节对象(冶炼炉)、检测元件(测温仪表)、变送器、调节器和执行器等5个部分组成, 构成单回路负反馈温度系统。
其中显示器是可选接次要器件，故用虚线表示；θ为物料出口温度，Qg为燃料流量。
箭头方向为信号流动方向，温度信号由检测元件进入控制系统，经过一系列器件和运算后，由执行器改变燃料流量，进而实现温度控制。
图3-1 冶炼炉温度控制系统结构图图3-2 冶炼炉温度控制系统整体控制流程图Qg为燃料流量，θ为物料出口温度，冶炼炉作为控制对象。
第四章控制系统设计4.1 系统控制参数确定4.1.1 被控参数选择单回路控制系统选择被控参数时要遵循以下原则：在条件许可的情况下，首先应尽量选择能直接反应控制目的的参数为被控参数；其次要选择与控制目的有某种单值对应关系的间接单数作为被控参数；所选的被控参数必须有足够的变化灵敏度。
综合以上原则，在本系统中选择物料的出口温度θ作为被控参数。
该参数可直接反应控制目的。
4.1.2 控制参数选择工业过程的输入变量有两类：控制变量和扰动变量。
其中，干扰时客观存在的，它是影响系统平稳操作的因素，而操纵变量是克服干扰的影响，使控制系统重新稳定运行的因素。
而控制参数选择的基本原则为：①选择对所选定的被控变量影响较大的输入变量作为控制参数；②在以上前提下，选择变化范围较大的输入变量作为控制参数，以便易于控制；③在①的基础上选择对被控变量作用效应较快的输入变量作为控制参数，使控制系统响应较快；综合以上原则，选择燃料的流量Qg量作为控制参数。
第五章控制仪表的选型5.1 测温元件本控制系统的测温元件采用Pt100热电阻，工业用铂电阻作为温度测量变送器，通常用来和显示、记录、调节仪表配套，直接测量各种生产过程中从0 ～ 500℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体等表面温度。
5.2度变送器型号：DBW-4230，环境温度:0~50℃,环境湿度:90%RH,供电电源:220AC、220VAC(开关电源)功耗:≤6W,分度号：热电阻Pt100，测量范围：0~500℃，输入信号：1-5V ，输出信号：4-20mA ，精度等级：0.5级5.2 DX2000型无纸记录仪:DX2000系列新型无纸记录仪,为DX200系列无纸记录仪的升级产品,DX2000最多可达48通道.可以广泛应用于各种环境中。
额定电源电压：220VAC +10-15 ％，使用电源电压范围：90 ～ 260 VAC ，额定电源频率：50 ～ 60 Hz ，功耗：< 15W 环境温度 0 ～ 50 ℃环境湿度： 20 ～ 80% RH （ 5 ～ 40 ℃）5.3 调节器DDZ-III 型PID 调节器TDM-400性能指标如下表所示：表5.2 DDZ-III 型PID 调节器性能指标 2.DDZ-III 型调节器接线端子如下图所示：名称性能 输入信号1~5V 直流电压 外给定信号4~20mA 直流电流（输入电阻250Ω） 输出信号4~20mA 直流电流 负载电阻250Ω~750Ω 输入与给定指示0~100%，指示误差为±1.0% 输出信号指示 0~100%，指示误差为±2.5%整定参数 （F=1情况下） 比例带Xp=2~500%连续可调，最大值刻度误差±2.5%；积分时间Ti 有两档0.01~2.5分与0.1~25分。
分别连续可调，最大值与最小值刻度误差为2550-+%； 微分时间Td=0.04~10分，连续可调，最大刻度误差为2550-+% 干扰系数FI T /T 1F D += 积分增益KdKd ≈10 闭环跟踪误差%5.0±≤图5-6 DDZ-III型调节器调节器接线端子5.4 执行器5.4.1 执行器选型本系统中，执行器是系统的执行机构，是按照调节器所给定的信号大小和方向，改变阀的开度，以实现调节燃料流量的装置。
1.执行器的结构形式：执行器在结构上分为执行机构和调节机构。
其中执行机构包括气动、电动和液动三大类，而液动执行机构使用甚少，同时气动执行机构中使用最广泛的是气动薄膜执行机构，因此执行机构的选择主要是指对气动薄膜执行机构和电动执行机构的选择，由于气动执行机构的工作温度范围较大，防爆性能较好，故本系统选择气动薄膜执行机构并配上电/气阀门定位器。
调节阀的开、关形式需要考虑到以下几种因素：①生产安全角度：当气源供气中断，或调节阀出故障而无输出等情况下，应该确保生产工艺设备的安全，不至发生事故；②保证产品质量：当发生控制阀处于无源状态而恢复到初始位置时，产品的质量不应降低；③尽可能的降低原料、产品、动力损耗；④从介质的特点考虑。
综合以上各种因素，在冶炼炉温度控制系统中，执行器的调节阀选择气开阀：执行机构采用正作用方式，调节机构正装以实现气开的气动薄膜调节蝶阀。
1.调节阀的流量特性：调节阀的流量特性的选择，在实际生产中常用的调节阀有线性特性、对数特性、抛物线特性和快开特性四种，在本系统中执行器的调节阀的流量特性选择等百分比特性。