煉鋼廠配比模型線上應(yīng)用實(shí)踐

楊 華

（陽(yáng)春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽(yáng)春 529600）

轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中，鋼鐵料成本、合金成本、輔料成本占煉鋼成本管控的80%以上，因此如何做好鋼鐵料、合金、輔料的配比是煉鋼廠管理人員所必須研究和分析的。為進(jìn)一步了解轉(zhuǎn)爐加入物料的組成及配比利用水平，運(yùn)用煉鋼基礎(chǔ)學(xué)原理及轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝進(jìn)行分析，提出轉(zhuǎn)爐廢鋼配比方案、合金加入方案及輔料加入方案，有效降低轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的鋼鐵料消耗、合金消耗及輔助材料消耗，為降低煉鋼成本提供依據(jù)。同時(shí)隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，各行各業(yè)都面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，在政府支持，國(guó)家、行業(yè)大力推廣之下，迎來(lái)了企業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)代，越來(lái)越多企業(yè)意識(shí)到信息化的重要性，加入到自動(dòng)化、人工智能化創(chuàng)新實(shí)踐的滾滾大潮中。在新形勢(shì)下，將數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)建立邏輯聯(lián)系，通過(guò)高度融合為企業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)利用數(shù)據(jù)推動(dòng)業(yè)務(wù)改善，數(shù)據(jù)才能成為企業(yè)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力。本文介紹了某煉鋼廠通過(guò)利用信息化手段，開發(fā)線上配比模型指導(dǎo)生產(chǎn)，達(dá)到生產(chǎn)管控與成本管控的最優(yōu)化[1]。

1 煉鋼廠概況

陽(yáng)春新鋼鐵煉鋼廠現(xiàn)有2座120噸轉(zhuǎn)爐，2座吹氬站，2座LF爐，3座方坯連鑄機(jī)，主要生產(chǎn)建筑用線棒材。

現(xiàn)使用的廢鋼、輔料、合金主要包含：生鐵塊、渣鋼、優(yōu)質(zhì)廢鋼、壓塊、硅錳合金、硅鐵、中碳錳鐵、石灰、白云石等。

2 配比模型目標(biāo)及難點(diǎn)

2.1 配比模型目標(biāo)

（1）推行精益生產(chǎn)管理。在生產(chǎn)運(yùn)行管理上，抓住標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)鍵要素，強(qiáng)化精益管理。

（2）建立共享平臺(tái)，對(duì)工作進(jìn)行專業(yè)化分工、標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)作，釋放管理潛力。

（3）打造企業(yè)一體化、橫向融合，縱向分級(jí)管控的信息管理，助力實(shí)現(xiàn)煉鋼低成本、高效益的精益管理。

（4）充分應(yīng)用信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)等工具，挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值信息，實(shí)現(xiàn)事前、事中、事后的全流程管控，為煉鋼生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策提供輔助支持；建設(shè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管控系統(tǒng)。

（5）緊抓數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、及時(shí)性的管理，構(gòu)建精細(xì)、多維、高效、實(shí)用、共享的業(yè)財(cái)報(bào)告體系，確保整個(gè)報(bào)告和信息質(zhì)量的高效、透明、準(zhǔn)確。

2.2 配比模型難點(diǎn)

（1）業(yè)務(wù)邏輯性強(qiáng)，關(guān)聯(lián)性大。

（2）需針對(duì)配比模型開發(fā)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，從底層開發(fā)。

（3）煉鋼系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)與配比模型對(duì)應(yīng)關(guān)系，節(jié)超關(guān)系核對(duì)量大、數(shù)據(jù)量大、計(jì)算量大。

（4）為利益相關(guān)者提供有價(jià)值的信息，建設(shè)信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)業(yè)績(jī)表單化、數(shù)據(jù)化，促進(jìn)績(jī)效評(píng)價(jià)體系的落地，實(shí)現(xiàn)業(yè)績(jī)的融合，成本效益核算到煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中去支持生產(chǎn)。共享內(nèi)容全面化，實(shí)現(xiàn)賬表、預(yù)算、效益的一體化；信息系統(tǒng)集成化，成為核心信息倉(cāng)庫(kù)，提供便捷功能。

（5）分析煉鋼生產(chǎn)和生產(chǎn)成本，幫助員工提升業(yè)績(jī)。運(yùn)用物質(zhì)流的配比評(píng)價(jià)和成本消耗，對(duì)煉鋼生產(chǎn)成本、業(yè)務(wù)流程、員工作業(yè)效率等方面進(jìn)行評(píng)估，為員工提供業(yè)績(jī)分析和評(píng)估；運(yùn)用數(shù)據(jù)線上分析，智能化精簡(jiǎn)工作流程，優(yōu)化勞動(dòng)強(qiáng)度以提高煉鋼作業(yè)效率，同時(shí)，加強(qiáng)與作業(yè)人員的溝通，分析總結(jié)每位員工的作業(yè)狀況，并從經(jīng)驗(yàn)中不斷修正和調(diào)整，引導(dǎo)生產(chǎn)體系“以生產(chǎn)組織效益最大化”為原則動(dòng)態(tài)調(diào)整煉鋼生產(chǎn)調(diào)度安排。

3 實(shí)踐情況

3.1 架構(gòu)層級(jí)建設(shè)

系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，從下至上，主要包含動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)層、生產(chǎn)實(shí)績(jī)層、庫(kù)存管理層、報(bào)表分析層。

動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)層：建立包括煉鋼廠物料消耗標(biāo)準(zhǔn)、物料價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)效率標(biāo)準(zhǔn)、鐵合金預(yù)算標(biāo)準(zhǔn)、鋼鐵料配比標(biāo)準(zhǔn)等多維度考量的綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。

生產(chǎn)實(shí)績(jī)層：涉及包括煉鋼系統(tǒng)、計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)、NC系統(tǒng)、等各系統(tǒng)中生產(chǎn)物料消耗、材料消耗等核算所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

庫(kù)存管理層：實(shí)時(shí)獲取煉鋼機(jī)材料庫(kù)存數(shù)據(jù)，反映本期入庫(kù)、本期出庫(kù)、期末結(jié)余等庫(kù)存信息，為生產(chǎn)提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的庫(kù)存情況，有利于合理組織生產(chǎn)消耗。

報(bào)表分析層：包括煉鋼廠各配比模塊的報(bào)表展現(xiàn)、趨勢(shì)分析報(bào)表、評(píng)價(jià)報(bào)表的實(shí)現(xiàn)等。

3.2 鋼鐵料配比模型

鋼鐵料配比模型整體架構(gòu)為信息下達(dá)層、信息接收層、執(zhí)行層及對(duì)比分析層原輔料計(jì)劃配比（轉(zhuǎn)爐下達(dá)）→原輔料實(shí)際配比→轉(zhuǎn)爐計(jì)劃配比消耗→轉(zhuǎn)爐實(shí)際消耗→連鑄消耗→全廠消耗。

3.2.1 前期標(biāo)準(zhǔn)模塊的建立

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)：建立專門對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存表，對(duì)數(shù)據(jù)算法存儲(chǔ)等過(guò)程進(jìn)行底層數(shù)據(jù)開發(fā)。

圖1 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存圖

（2）廢鋼收得率標(biāo)準(zhǔn)模塊：廢鋼收得率動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)，鋼鐵料模型中引入了理論鋼水、理論鋼坯的計(jì)算，對(duì)廢鋼收得率進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù)，支撐動(dòng)態(tài)的理論鋼水計(jì)算，是消耗與成本對(duì)比更準(zhǔn)確。

（3）合金標(biāo)準(zhǔn)模塊：合金加入量和收得率動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)，對(duì)合金所產(chǎn)生的鋼水進(jìn)行理論測(cè)算，納入鋼鐵料模型中。

（4）基礎(chǔ)配比模塊：根據(jù)技術(shù)人員分析的最佳基礎(chǔ)配比模塊建立，根據(jù)不同的模式、鋼種類型、連澆爐數(shù)等因素分析每一爐冶煉的情況，根據(jù)該情況進(jìn)行進(jìn)行初步自動(dòng)匹配配比，現(xiàn)階段為更進(jìn)一步接近實(shí)際，將煉鋼手持端廢鋼界面改為8鐘廢鋼配比確認(rèn)：豆鋼、鋼渣塊、高P生鐵塊、外購(gòu)生鐵塊、重型廢鋼、生產(chǎn)廢鋼、鋼筋壓塊、工業(yè)壓塊二。

3.2.2 配比模型開發(fā)落地

（1）原輔料計(jì)劃配比：系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模塊中，技術(shù)人員核算的不同模式下的最佳配比匹配到每一爐，若外部條件沒(méi)有變化，轉(zhuǎn)爐不進(jìn)行微調(diào)，若外部條件存在變化，轉(zhuǎn)爐與技術(shù)人員溝通后進(jìn)行微調(diào)配比。

（2）原輔料實(shí)際配比：原輔料車間可通過(guò)手機(jī)端、電腦端實(shí)時(shí)接收配比信息，按配比要求執(zhí)行。

（3）轉(zhuǎn)爐計(jì)劃配比消耗、轉(zhuǎn)爐實(shí)際消耗。

（4）連鑄消耗：連鑄通過(guò)實(shí)際消耗實(shí)時(shí)核算，與計(jì)劃對(duì)比，形成節(jié)超，四班控制水平可實(shí)時(shí)反應(yīng)。

（5）全廠消耗：通過(guò)整個(gè)配比模型的線上應(yīng)用，可實(shí)時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制。

（6）對(duì)鋼鐵料實(shí)時(shí)控制水平分班、按爐進(jìn)行看板展示、應(yīng)用和管控。

3.3 合金配比、輔料配比模型

圖2 廢鋼收得率計(jì)算過(guò)程

圖3 合金配比與輔料配比計(jì)算過(guò)程

預(yù)計(jì)產(chǎn)生鋼坯量×（標(biāo)準(zhǔn)元素中限-Y1樣元素含量）/（合金、輔料收得率×合金、輔料元素含量）。

建設(shè)架構(gòu)與鋼鐵料模型相同。

4 結(jié)語(yǔ)

將生產(chǎn)模型化，對(duì)控制標(biāo)準(zhǔn)線上記錄，對(duì)匹配標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，繼而快速探索出最優(yōu)生產(chǎn)模型。配比模型與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)接，通過(guò)測(cè)算的理論模型，指導(dǎo)生產(chǎn)，使生產(chǎn)的管理線上化、模型化、成本易監(jiān)控、易管控調(diào)整。

通過(guò)配比模型的執(zhí)行與管控，該廠鋼鐵料、合金與輔料成本在1-6月大幅度降低。