Se establece un modelo matemático del proceso de remelting electroslag (ESR) basado en sus características técnicas y dinámicas. Se propone un nuevo controlador proporcional-integral-derivativo (PID) multivariable de autoajuste, sintonizado de manera óptima por un algoritmo mejorado de optimización por enjambre de partículas (IPSO), para controlar el proceso ESR de dos entradas/dos salidas (TITO). Se utiliza un operador de mutación de migración caótica adaptativa para abordar las partículas atrapadas en el campo de agrupamiento con el fin de mejorar la diversidad de las partículas en la población, prevenir la convergencia prematura y mejorar la eficiencia de búsqueda del algoritmo PSO. Los resultados de la simulación muestran la viabilidad y efectividad del método de control propuesto. El nuevo método puede superar las condiciones de trabajo dinámicas y las características de acoplamiento del sistema en un amplio rango, y tiene una fuerte robustez y adaptabilidad.