煉鋼連鑄調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化策略

羅智

摘 要：隨著鋼鐵市場環(huán)境的不斷變化，其競爭也日益激烈，對(duì)企業(yè)而言，如何提升其生產(chǎn)效率，在確保交貨時(shí)限的基礎(chǔ)上對(duì)其生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)行優(yōu)化是目前鋼鐵企業(yè)亟待解決的重要的問題。而對(duì)于鋼鐵企業(yè)來說，煉鋼連鑄是其生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，所以怎樣提升煉鋼連鑄工藝的生產(chǎn)效率是現(xiàn)階段鋼鐵企業(yè)面臨的重大課題。基于此，本文淺談了煉鋼連鑄調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化策略，以期可以為相關(guān)行業(yè)起到借鑒和學(xué)習(xí)作用。

關(guān)鍵詞：煉鋼連鑄 調(diào)度系統(tǒng) 優(yōu)化 策略

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（a）-0-02

在鋼鐵制造過程中，對(duì)煉鋼連鑄相關(guān)生產(chǎn)計(jì)劃方面的調(diào)度系統(tǒng)是其執(zhí)行系統(tǒng)中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，在其生產(chǎn)管理過程中發(fā)揮著重要作用。本文先對(duì)煉鋼連鑄計(jì)劃的工藝流程進(jìn)行了簡述，并對(duì)其編制流程進(jìn)行了進(jìn)一步闡述。對(duì)于煉鋼連鑄而言，針對(duì)其計(jì)劃調(diào)度的具體要求，設(shè)計(jì)其優(yōu)化系統(tǒng)的相關(guān)功能模塊，并對(duì)其功能特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明。此系統(tǒng)不但可以采取更優(yōu)方法編制靜態(tài)形式的調(diào)度計(jì)劃，還可以更加有效地應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過程中的各種復(fù)雜環(huán)境，以此實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度，確保生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 生產(chǎn)工藝流程

現(xiàn)階段，目前，鐵廠生產(chǎn)出的鐵水經(jīng)過鐵水罐運(yùn)送到煉鋼廠的鐵水脫硫站，經(jīng)過鐵水脫硫工序?qū)㈣F水進(jìn)行脫硫處理后，等待轉(zhuǎn)爐兌鐵。其中，當(dāng)轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉下一爐的時(shí)候，鐵水包便會(huì)由天車運(yùn)至轉(zhuǎn)爐前開始兌鐵。冶煉完成以后，在鋼包中倒入鋼水，出鋼完成以后通過天車把鋼包運(yùn)至已經(jīng)編好的精煉臺(tái)車，再通過臺(tái)車運(yùn)至精煉位進(jìn)行精煉。當(dāng)鋼種成分符合要求以后，便可等待來自連鑄工序發(fā)出的鋼水請(qǐng)求。當(dāng)精煉時(shí)間和連鑄時(shí)間相互協(xié)調(diào)、達(dá)成一致之后，對(duì)鋼包進(jìn)行澆鑄。鋼水包在連鑄平臺(tái)將大包中鋼水通過中包最終流入相應(yīng)的結(jié)晶器之中，然后形成坯殼，再通過一系列的生產(chǎn)工藝形成鑄坯。

2 各種參數(shù)分析

煉鋼工序比較多，如轉(zhuǎn)爐工序、精煉工序、連鑄工序等，對(duì)于每個(gè)工序而言，基本都會(huì)受到時(shí)間因素和溫度因素等影響。其中，時(shí)間因素是表象因素，溫度因素和物質(zhì)量因素是內(nèi)涵因素。而時(shí)間發(fā)生變化則溫度方面和物質(zhì)量方面也會(huì)隨之發(fā)生變化。通過對(duì)時(shí)間參數(shù)進(jìn)行解析，能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的各種問題、運(yùn)行節(jié)奏以及運(yùn)行規(guī)律。研究時(shí)間參數(shù)和溫度參數(shù)其實(shí)就是探尋溫度方面和物質(zhì)量方面的變化規(guī)律，以便設(shè)計(jì)出更加科學(xué)、更加合理的工藝制度和調(diào)度模型，對(duì)其系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 時(shí)間參數(shù)分析

對(duì)于煉鋼而言，時(shí)間參數(shù)十分重要，它不僅包括了每個(gè)生產(chǎn)工序的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，還包括了生產(chǎn)中的長短時(shí)間等。對(duì)時(shí)間參數(shù)進(jìn)行分析，能夠有效掌握每個(gè)生產(chǎn)工序具體操作時(shí)間等相關(guān)參數(shù)，以便對(duì)其生產(chǎn)模式進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 溫度參數(shù)分析

在煉鋼連鑄過程中，對(duì)溫度參數(shù)需予以足夠的重視。通過分析煉鋼廠不同生產(chǎn)工序中不同階段中的溫度參數(shù)，在考慮其中時(shí)間參數(shù)對(duì)其造成的影響后，總結(jié)溫度變化所遵循的規(guī)律，有助于調(diào)度人員設(shè)計(jì)編制的時(shí)候進(jìn)行綜合判斷，建立科學(xué)、合理的溫度制度，為日后生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施提供依據(jù)，為企業(yè)的整體物流暢通奠定基礎(chǔ)。

對(duì)于轉(zhuǎn)爐工藝、精煉工藝和連鑄工藝而言，連鑄工藝階段對(duì)鋼水溫度方面的要求最高，其中轉(zhuǎn)爐工藝階段和精煉工藝階段均是為連鑄工藝階段所服務(wù)的。主要是由于假如鋼水在送至連鑄的時(shí)候溫度比較低，則鋼水則可能會(huì)在達(dá)到中間包的時(shí)候凝固，使其水口絮死，導(dǎo)致斷澆，甚至?xí)?duì)連鑄連澆造成影響。而假如鋼水在送至連鑄的時(shí)候溫度比較高，則會(huì)影響鑄坯質(zhì)量，為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。所以，連鑄工藝中包含拒澆溫度指標(biāo)。其中精煉工位為使鋼水在送至連鑄工藝階段的時(shí)候符合要求，必須有效控制其溫度。

3 調(diào)度系統(tǒng)所具有的功能模塊

鋼鐵企業(yè)中有關(guān)煉鋼連鑄方面的計(jì)劃在其優(yōu)化系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能模塊：（1）連鑄計(jì)劃自動(dòng)生成和優(yōu)化。（2）出鋼計(jì)劃靜態(tài)排程和優(yōu)化。

3.1 連鑄計(jì)劃有關(guān)自動(dòng)生成方面及優(yōu)化方面的主要功能構(gòu)成

此模塊應(yīng)具有的功能構(gòu)成主要有：（1）對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)能力方面的設(shè)定和相關(guān)計(jì)算。（2）對(duì)連鑄方面、精煉方面生產(chǎn)能力進(jìn)行預(yù)分配。（3）自動(dòng)組CAST具備日優(yōu)化功能。（4）連鑄機(jī)具備自動(dòng)分配功能和排程功能。

3.2 對(duì)生產(chǎn)能力方面的設(shè)定和相關(guān)預(yù)計(jì)算

此模塊主要包括：對(duì)設(shè)備方面和檢修計(jì)劃方面的設(shè)定；對(duì)精煉生產(chǎn)方面的能力進(jìn)行預(yù)計(jì)算；對(duì)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)方面的能力進(jìn)行預(yù)計(jì)算；對(duì)連鑄生產(chǎn)方面的能力進(jìn)行預(yù)計(jì)算。

3.3 連鑄方面、精煉方面進(jìn)行預(yù)分配

對(duì)連鑄方面、精煉方面生產(chǎn)能力進(jìn)行預(yù)分配，其結(jié)果在組爐部分和組CAST部分作為一個(gè)約束條件，將其控制在一個(gè)范圍之內(nèi)，其中，精煉生產(chǎn)方面能力進(jìn)行預(yù)分配以RH工序和LF工序?yàn)橹?。精鋼連鑄進(jìn)行外供坯部分和連鑄坯部分初軋加工工序時(shí)，具備自動(dòng)生產(chǎn)性格合同功能，主要包括收池功能和制造命令號(hào)的相關(guān)確定功能。

3.4 自動(dòng)組CAST方面的優(yōu)化功能

連鑄工序?qū)AST作為其單位組織進(jìn)行生產(chǎn)，基于提升連鑄機(jī)原本的生產(chǎn)能力、有效降低連鑄工序生產(chǎn)和質(zhì)量方面的成本視角，以期盡可能延長生產(chǎn)過程中連續(xù)澆鑄所用的時(shí)間以及提升CAST數(shù)組，進(jìn)而對(duì)其分配順序進(jìn)行優(yōu)化。

3.5 對(duì)日出鋼計(jì)劃方面的靜態(tài)排程進(jìn)行優(yōu)化

結(jié)合分配好的連鑄機(jī)，對(duì)CAST順序及時(shí)隔進(jìn)行確定，并結(jié)合規(guī)定好的轉(zhuǎn)爐設(shè)備、精煉設(shè)備等。其中，可以針對(duì)日出鋼計(jì)劃構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)方面的模型，優(yōu)化其計(jì)劃。此外，還應(yīng)充分憑借調(diào)度人員的工作經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化其計(jì)劃。

對(duì)于排程而言，其優(yōu)化目標(biāo)要結(jié)合調(diào)度的實(shí)際需求做出合理選擇，主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：第一，生產(chǎn)能力需保持平衡。出鋼計(jì)劃在完成相關(guān)編制之后，由于受到各種因素的影響，其工序間的生產(chǎn)能力會(huì)失去平衡，所以需對(duì)其進(jìn)行重新調(diào)整，是其生產(chǎn)能力保持平衡。第二，盡量提升RH模塊的生產(chǎn)能力。將提升RH模塊的生產(chǎn)能力作為優(yōu)化目標(biāo)的時(shí)候需充分考慮各RH中鋼種分配問題和流向問題。第三，盡量提升連鑄工序的生產(chǎn)能力。因?yàn)橥ǔ：罄m(xù)工序具備的軋制能力比供坯能力大，所以最大程度提升連鑄工序的生產(chǎn)能力是一個(gè)長期目標(biāo)，而最大程度提升連鑄工序的生產(chǎn)能力并非指最大程度提升某一臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)能力，而是要最大程度提升其整體生產(chǎn)能力，所以，需在各連鑄機(jī)之間設(shè)置有關(guān)停機(jī)產(chǎn)能方面的損失權(quán)重，計(jì)算其損失。第四，實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)優(yōu)化。如果RH和連鑄方面的產(chǎn)能最大化目標(biāo)出現(xiàn)矛盾，則需考慮連鑄工序產(chǎn)能最大化及企業(yè)庫存方面的均衡化來對(duì)其進(jìn)行綜合優(yōu)化。

4 對(duì)出鋼計(jì)劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整

因?yàn)槌鲣撚?jì)劃在具體執(zhí)行時(shí)會(huì)受到多種因素的影響，且其生產(chǎn)過程具有動(dòng)態(tài)性特征，所以需對(duì)其影響程度進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，及時(shí)對(duì)出鋼計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，其中必須遵循繼承性結(jié)合優(yōu)化型的調(diào)整原則，其中，繼承性主要指一旦出現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)造成影響的事件時(shí)，便盡量通過工序之間的柔性組合來消除，以確保計(jì)劃的連續(xù)性及一致性；而所謂優(yōu)化型，主要指由于設(shè)備故障或者各工序之間出現(xiàn)不匹配問題時(shí)需調(diào)整原計(jì)劃，其調(diào)整方向需盡量優(yōu)化原有計(jì)劃。

5 結(jié)語

總之，利用煉鋼動(dòng)態(tài)形式的調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化了以往的計(jì)劃編排方法，從連鑄工序計(jì)劃開始采取逆向方式，生成其他計(jì)劃工序，最終形成整體的計(jì)劃編排。其中，此系統(tǒng)不僅為調(diào)度計(jì)劃編制搭建了更快捷、更有效的平臺(tái)，也使得企業(yè)設(shè)備在其分配方面更加合理，有效提升了企業(yè)資源的利用率。除此以外，使系統(tǒng)具備的可視化和可配置性特征，也使企業(yè)得在對(duì)生產(chǎn)監(jiān)控過程中更加直觀。通過對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化，可以有效降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提升其管理水平，有效增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭力。

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