CN107993011A - 一种硅钢生产计划系统 - Google Patents

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朱正海
胡盛凯
韩震超
李凯轮
李娜
吕雅楠
杨琳
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Abstract

本发明公开了一种硅钢生产计划系统，属于钢铁生产计划领域。本发明的硅钢生产计划系统，控制硅钢炼钢及连铸工序中满足以下条件：A＝以及B＝其中A≤10，B≤12。本发明的硅钢生产计划系统，其中，公式1和公式2的同时满足，实现了硅钢生产中炼钢与连铸前后工序批量计划的协调优化。

Description

一种硅钢生产计划系统
技术领域
本发明涉及钢铁生产计划领域，更具体地说，涉及一种硅钢生产计划系统。
背景技术
生产计划与调度优化是钢铁企业提高生产效率、提高产品质量和市场竞争力的重要途径。炼钢和连铸是钢铁生产中的重要工序,处于整个生产流程的上游,其中的炉次计划和浇次计划对整个企业的生产效益和生产效率影响很大。而且由于炼钢和连铸在工艺上衔接紧密,在生产调度中相互影响，制订炼钢生产计划和连铸生产计划时还必须考虑二者之间的协调。
目前国内外学者已对钢铁行业生产计划与调度开展了大量的研究。宁树实，王伟等提出了一种炼钢－连铸生产计划的一体化编制方法。首先通过求解炼钢炉次计划编制的多目标优化模型得到炉次计划的多个候选方案，在此基础上通过求解以最小化计划数为目标的连铸浇次计划数学模型得到浇次计划，最后根据浇次计划从炉次计划的候选方案中确定炉次计划，求解过程中使用了多目标模拟退火算法和改进变邻域搜索算法。
现有技术中关于钢铁生产中优化生产计划的相关技术方案已有公开，例如专利公开号：CN 103310310 A，公开日：2013年09月18日，发明创造名称为：一种多品种钢铁批量轧制动态生产计划系统，该申请案公开了一种多品种钢铁批量轧制动态生产计划系统，该系统由生产计划信息采集子系统、物料供给信息采集子系统、轧制生产计划优化子系统和输出优化信息反馈子系统组成，通过输出优化信息反馈子系统将系统的输出结果反馈到上游生产计划优化子系统，并结合生产过程中物料和订单量的动态变化，进行生产计划的调整，保证在最小化生产成本的条件下运行生产计划系统。该申请案综合考虑了轧制过程可用产能之间的关联性、钢材的可替代性，以及坯料和成品库存、坯料和生产成本、批量生产、拖期生产等因素，增强了灵活性，更加符合现代钢铁企业多品种、小批量的生产现状和需求。但是，该申请案的生产计划系统存在实际操作较复杂、可行性不高的不足。
硅钢产品曾被誉为“钢铁产品中的工艺品”，硅钢因为其特殊性，目前还未有人对硅钢的炼钢-连铸生产计划进行设计。同时，硅钢生产周期长、产线多、工序长，并且客户呈小且散的特征，客户需求又更加多样化和个性化，多品种、小批量成为合同订单的主要特征。客户个性化需求与硅钢产品大规模生产的矛盾较为突出。因此，有必要应用生产计划与调度优化大规模定制的生产模式，来提升硅钢产品的市场竞争力。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有客户个性化需求与硅钢产品大规模生产之间的矛盾，提供了一种硅钢生产计划系统，实现了硅钢生产中炼钢与连铸前后工序批量计划的协调优化。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的硅钢生产计划系统，控制硅钢炼钢及连铸工序中满足以下条件：
其中，
k：转炉炉次计划序号，k∈{1,2......L}；
L：转炉炉次总数目；
i：第i块板坯；
j：第j块板坯；
N：板坯总数目；
AW：板坯宽度标准差修正系数；
σW：连铸中连续N块板坯宽度的标准差；
Wi：第i块板坯的宽度；
Wj：第j块板坯的宽度；
AD：板坯厚度标准差修正系数；
σD：连铸中连续N块板坯厚度的标准差；
Di：第i块板坯的厚度；
Dj：第j块板坯的厚度；
AC：剩余量修正系数；
CBOF：转炉容量最大值，t；
CK：第k个炉次计划中包含的板坯的总重量，t；
A≤10。
作为本发明更进一步的改进，控制硅钢炼钢及连铸工序中还满足以下条件：
其中，
r：中间包某一浇次；
C：中间包浇次总数；
p：第p个钢包炉次；
q：第q个钢包炉次；
L：钢包炉次总数目；
A'W：修正系数；
σ'W：同一浇次内首尾两个炉次平均板坯宽度的标准差；
第p个炉次的板坯平均宽度；
第q个炉次的板坯平均宽度；
A'D：修正系数；
σ'D：同一浇次内首尾两个炉次平均板坯厚度的标准差；
第p个炉次的板坯平均厚度；
第q个炉次的板坯平均厚度；
A'C：修正系数；
NT：中间包最大连浇炉数；
Ypr：第r个浇次计划中包含的炉次总数；
B≤12。
作为本发明更进一步的改进，按照以下步骤生产硅钢：
步骤一、高炉炼铁；
步骤二、铁水脱硫；
步骤三、转炉冶炼；
步骤四、炉外精炼；
步骤五、连续浇铸。
作为本发明更进一步的改进，步骤二中将铁水中的含硫量降到0.005％wt以下。
作为本发明更进一步的改进，步骤三中采取顶底复合吹炼，使得碳含量降低到0.06％wt以下。
作为本发明更进一步的改进，步骤四中采用真空处理，并使得碳含量降低到0.01％wt以下。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明中，在硅钢炼钢及连铸工序中，控制其满足公式1：
以及满足公式2：
对硅钢一体化生产计划中的炉次计划和浇次计划进行了数学描述，满足客户需求的多样化、个性化以及合同订单多品种、小批量的主要特征，对硅钢的炼钢-连铸生产计划进行合理设计，能够最大程度的优化硅钢产生产模式，解决客户个性化需求与硅钢产品大规模生产之间的矛盾，从而实现合同之间的交货期差异最少，同时实现最大的成材率和最低的生产成本以及最少的委材，提升硅钢产品的市场竞争力。
(2)本发明的硅钢生产计划系统，其中，公式1和公式2的同时满足，实现了硅钢生产中炼钢与连铸前后工序批量计划的协调优化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例1的硅钢生产计划系统的流程。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
结合图1，本实施例的硅钢生产计划系统，按照以下步骤生产硅钢：步骤一、高炉炼铁；步骤二、铁水脱硫，步骤二中将铁水中的含硫量降到0.005％wt以下；步骤三、转炉冶炼，步骤三中采取顶底复合吹炼，使得碳含量降低到0.06％wt以下；步骤四、炉外精炼，步骤四中采用真空处理，并使得碳含量降低到0.01％wt以下；步骤五、连续浇铸。其中：控制硅钢炼钢及连铸工序中满足以下条件：
其中，
k：转炉炉次计划序号，k∈{1,2......L}；
L：转炉炉次总数目；
i：第i块板坯；
j：第j块板坯；
N：板坯总数目；
AW：板坯宽度标准差修正系数，根据不同订单要求确定，经验值为0.3-0.9；
σW：连铸中连续N块板坯宽度的标准差；
Wi：第i块板坯的宽度；
Wj：第j块板坯的宽度；
AD：板坯厚度标准差修正系数，根据不同订单要求确定，经验值1.5AW；
σD：连铸中连续N块板坯厚度的标准差；
Di：第i块板坯的厚度；
Dj：第j块板坯的厚度；
AC：剩余量修正系数，根据不同订单要求确定，经验值0.2-0.5；
CBOF：转炉容量最大值，t；
CK：第k个炉次计划中包含的板坯的总重量，t；
A≤10。
同时，控制硅钢炼钢及连铸工序中还满足以下条件：
其中，
r：中间包某一浇次；
C：中间包浇次总数；
p：第p个钢包炉次；
q：第q个钢包炉次；
L：钢包炉次总数目；
A'W：修正系数，根据不同订单要求确定，经验值0.3-0.9；
σ'W：同一浇次内首尾两个炉次平均板坯宽度的标准差；
第p个炉次的板坯平均宽度；
第q个炉次的板坯平均宽度；
A'D：修正系数，根据不同订单要求确定，经验值1.5A'W；
σ'D：同一浇次内首尾两个炉次平均板坯厚度的标准差；
第p个炉次的板坯平均厚度；
第q个炉次的板坯平均厚度；
A'C：修正系数，根据不同订单要求确定，经验值0.2-0.5；
NT：中间包最大连浇炉数；
Ypr：第r个浇次计划中包含的炉次总数；
B≤12。
在硅钢的炼钢-连铸生产阶段，由于中间合同或最终合同的需求在钢级、规格、物理特性、交货期等诸因素之间存在一定差别，根据炼钢工艺的要求和组成同一炉次的合同的特征限制，需要将合同进行组合，形成不同的炉次计划，使得每一个炉次内在保证最低冶炼炉容要求下，合同之间的交货期差异达到最少，实现最大的成材率和最低的生产成本以及最少的委材。本实施例中，在硅钢炼钢及连铸工序中，控制其满足公式1：
以及满足公式2：
对硅钢一体化生产计划中的炉次计划和浇次计划进行了数学描述，满足客户需求的多样化、个性化以及合同订单多品种、小批量的主要特征，对硅钢的炼钢-连铸生产计划进行合理设计，能够最大程度的优化硅钢产生产模式，解决客户个性化需求与硅钢产品大规模生产之间的矛盾，从而实现合同之间的交货期差异最少，同时实现最大的成材率和最低的生产成本以及最少的委材，提升硅钢产品的市场竞争力。其中，公式1和公式2的同时满足，实现了硅钢生产中炼钢与连铸前后工序批量计划的协调优化。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种硅钢生产计划系统，其特征在于，控制硅钢炼钢及连铸工序中满足以下条件：
其中，
k：转炉炉次计划序号，k∈{1,2......L}；
L：转炉炉次总数目；
i：第i块板坯；
j：第j块板坯；
N：板坯总数目；
AW：板坯宽度标准差修正系数；
σW：连铸中连续N块板坯宽度的标准差；
Wi：第i块板坯的宽度；
Wj：第j块板坯的宽度；
AD：板坯厚度标准差修正系数；
σD：连铸中连续N块板坯厚度的标准差；
Di：第i块板坯的厚度；
Dj：第j块板坯的厚度；
AC：剩余量修正系数；
CBOF：转炉容量最大值，t；
CK：第k个炉次计划中包含的板坯的总重量，t；
A≤10。
2.根据权利要求1所述的硅钢生产计划系统，其特征在于，控制硅钢炼钢及连铸工序中还满足以下条件：
其中，
r：中间包某一浇次；
C：中间包浇次总数；
p：第p个钢包炉次；
q：第q个钢包炉次；
L：钢包炉次总数目；
A'W：修正系数；
σ'W：同一浇次内首尾两个炉次平均板坯宽度的标准差；
第p个炉次的板坯平均宽度；
第q个炉次的板坯平均宽度；
A'D：修正系数；
σ'D：同一浇次内首尾两个炉次平均板坯厚度的标准差；
第p个炉次的板坯平均厚度；
第q个炉次的板坯平均厚度；
A'C：修正系数；
NT：中间包最大连浇炉数；
Ypr：第r个浇次计划中包含的炉次总数；
B≤12。
3.根据权利要求2所述的硅钢生产计划系统，其特征在于，按照以下步骤生产硅钢：
步骤一、高炉炼铁；
步骤二、铁水脱硫；
步骤三、转炉冶炼；
步骤四、炉外精炼；
步骤五、连续浇铸。
4.根据权利要求3所述的硅钢生产计划系统，其特征在于，步骤二中将铁水中的含硫量降到0.005％wt以下。
5.根据权利要求3所述的硅钢生产计划系统，其特征在于，步骤三中采取顶底复合吹炼，使得碳含量降低到0.06％wt以下。
6.根据权利要求4或5所述的硅钢生产计划系统，其特征在于，步骤四中采用真空处理，并使得碳含量降低到0.01％wt以下。
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