隨著高爐檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，在高爐大型化的要求和推動(dòng)下，高爐的自動(dòng)化有了迅猛的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)的廣泛運(yùn)用為其主要標(biāo)志。
A高爐檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代高爐檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展集中表現(xiàn)在：開發(fā)更多的檢測(cè)項(xiàng)目；使用微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算和補(bǔ)正以提高檢測(cè)精度；開發(fā)設(shè)備診斷技術(shù)。主要有：
（1）煤氣流分布測(cè)量。測(cè)定方法是把熱電偶直接通電，使測(cè)溫點(diǎn)到規(guī)定溫度，停止通電后，煤氣流將測(cè)溫點(diǎn)冷卻，測(cè)定其冷卻速度并補(bǔ)正煤氣成分、溫度和壓力的影響，就可得出煤氣流速。將探針在爐喉半徑各點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量后，便得出煤氣流分布情況。所有這些操作和處理均由計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行（如圖8-2所示）。
（2）爐頂煤氣成分分析。主要包括：除塵器后總的煤氣成分分析和爐喉兩垂直徑向上各點(diǎn)煤氣分析。使用固定探針，一次取樣，然后依次自動(dòng)分析各個(gè)樣品。分析儀器采用帶微型計(jì)算機(jī)的色譜儀和質(zhì)譜儀。
（3）軟熔帶的測(cè)量。測(cè)量方法有：在爐身靜壓力計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上推算的方法；以爐喉煤氣流分布為基礎(chǔ)，劃分為多個(gè)同心圓模型推算的方法，從爐頂插入特殊導(dǎo)線，以其殘存長(zhǎng)度直接測(cè)定的方法；從爐頂插入熱電偶，以其長(zhǎng)度和測(cè)得的溫度進(jìn)行推算的方法；插入垂直或傾斜探測(cè)器測(cè)量的方法；在爐料中裝入示蹤原子的方法等。
（4）爐料下降速度的測(cè)量。近來(lái)開發(fā)的爐料下降速度測(cè)量方法有電磁法和電阻法。日本新日鐵公司塄廠利用磁場(chǎng)原理，用傳感器測(cè)量料層下降。傳感器安裝在爐身各層及各個(gè)方向耐火磚內(nèi)，利用下降礦石的焦炭磁導(dǎo)率的不同測(cè)定爐料下降速度。電阻式傳感器是用測(cè)量料層的電阻確定焦、礦層的下降速度。
（5）風(fēng)口前的檢測(cè)。主要有：用工業(yè)電視測(cè)量風(fēng)口前焦炭回旋區(qū)的狀況、焦炭粒度和溫度水平等；測(cè)量爐內(nèi)微壓變化，了解懸料、崩料、管道行程等爐況，并可推斷焦炭回旋區(qū)狀況；測(cè)量各風(fēng)口的風(fēng)量和風(fēng)口前端的溫度等。
（6）設(shè)備診斷。主要包括風(fēng)口破損的診斷；爐身冷卻系統(tǒng)的診斷；耐火材料燒損的診斷。
(7)焦炭水分測(cè)量。目前常用中水分計(jì)測(cè)量焦炭水分。所用的中子源為251cf射源，其中子與射線平均能量為2MeV，水分測(cè)量為0~15%，密度為0~1g/m3。
除了上述各種檢測(cè)技術(shù)外，還有煤粉噴吹量測(cè)量和渣、鐵水測(cè)溫等技術(shù)。
B高爐生產(chǎn)過(guò)程的部分自動(dòng)控制
國(guó)內(nèi)外先進(jìn)高爐的部分生產(chǎn)過(guò)程、如鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐、爐頂煤氣壓力調(diào)節(jié)、裝料和噴吹燃料等系統(tǒng)，已采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。
⑴熱風(fēng)爐的自動(dòng)控制。計(jì)算機(jī)控制熱風(fēng)爐的主要內(nèi)容是確定好的燃燒制度，根據(jù)燃料廢氣成分分析、廢氣溫度和爐頂燃燒溫度等參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)助燃空氣和煤氣量，自動(dòng)確定換爐時(shí)間和進(jìn)行換爐，以及自動(dòng)顯示和打印各種參數(shù)及報(bào)表，與人工操作相比較，自動(dòng)控制能節(jié)省燃料，保持送風(fēng)溫度、風(fēng)量和風(fēng)壓穩(wěn)定，安全可靠，充分發(fā)揮了熱風(fēng)爐的能力和提高了熱風(fēng)爐的壽命。
⑵裝料系統(tǒng)的自動(dòng)控制。它主要包括裝料設(shè)備的順序控制和焦炭、鐵礦石及其他原料的自動(dòng)稱量、裝料順序控制。相應(yīng)的控制系統(tǒng)由兩部分組成，即高自動(dòng)操作所必須的基本功能和由于添加計(jì)算機(jī)而具有的附加功能。
⑶高爐的自動(dòng)控制高爐冶煉過(guò)程進(jìn)行著復(fù)雜的傳質(zhì)、傳熱和傳動(dòng)量過(guò)程，影響因素多，采用電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)高爐冶煉過(guò)程的自動(dòng)控制十分困難。盡管如此，經(jīng)過(guò)30年的研究和探索，高爐上采用電子計(jì)算機(jī)控制現(xiàn)在已經(jīng)有了很大的發(fā)展。
高爐的自動(dòng)控制有兩大類：一為目前饋控制：二為反饋控制。
前饋控制就是控制輸入?yún)?shù)（爐料和鼓風(fēng)）使首尾一致，盡量見識(shí)輸入?yún)?shù)的波動(dòng)。對(duì)于高爐來(lái)說(shuō)，前饋控制尤為重要。因?yàn)楦郀t的純時(shí)延和時(shí)間常數(shù)很長(zhǎng)，如果輸入?yún)?shù)波動(dòng)很大，在為了校正高爐的偏離而采取的措施尚未產(chǎn)生全部效應(yīng)之時(shí)可能遇到新的變化，使措施無(wú)效，甚至造成更大困難。
反饋控制就是根據(jù)輸出參數(shù)，如鐵水成分、鐵水溫度、煤氣成分、料柱透氣性等偏離預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)指的程度，改變輸入?yún)?shù)以消除波動(dòng)。
以上兩種控制方法中，前饋控制是基礎(chǔ)，反饋控制也是必不可少的，但后者只有前兩者的基礎(chǔ)上才能發(fā)揮作用。
利用計(jì)算機(jī)模擬高爐的操作系統(tǒng)稱為高爐的數(shù)學(xué)模型。高爐數(shù)學(xué)模型是高爐計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂。它是比較完整的數(shù)學(xué)表達(dá)式，每一個(gè)高爐計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都必須由若干數(shù)學(xué)模型支持其工作。功能越完備的系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)模型的構(gòu)成就越齊全和完善。高爐數(shù)學(xué)模型的種類很多，按使用目的劃分，有控制模型和解析模型；安模型構(gòu)造方法劃分，有統(tǒng)計(jì)模型、物料及熱平衡模型、反應(yīng)工程學(xué)模型和控制論模型。
目前，高爐計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域里還有大量的課題亟待研究和解決，主要是：高爐冶煉過(guò)程規(guī)律性深入研究，探索和簡(jiǎn)歷更完善的數(shù)學(xué)模型；高爐檢測(cè)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，為計(jì)算機(jī)提供更為準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)參數(shù)和信息；高爐的各種操作必須逐步完善，由性能良好適合于自動(dòng)控制的機(jī)械所代替。高爐自動(dòng)化的發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化，但要打到這一目標(biāo)還有很長(zhǎng)一段路要走。
