CN115049228A - 一种炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炼钢‑连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法。包括：步骤一：设计炼钢‑连铸区段物流仿真理论模型，获取炼钢‑连铸区段物流仿真工艺参数；步骤二：构建炼钢‑连铸区段物流仿真核心算法；步骤三：建立炼钢‑连铸区段物流仿真智慧平台；步骤四：基于GIS的数字建模；步骤五：构建数字化的炼钢‑连铸区段物流仿真智慧系统；步骤六：使用炼钢‑连铸区段物流仿真智慧系统，通过动画模拟、渲染输出，对炼钢‑连铸区段物流进行模拟仿真，全流程全生命周期演示炼钢‑连铸区段物流管控；本发明显著降低了炼钢‑连铸区段的投资成本和技术风险。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢厂物流管控、仿真模拟和智慧调度领域，更具体地说，涉及一种炼钢- 连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法。
背景技术
在我国推动钢铁行业智能化、绿色化发展的时代背景下，使用智慧仿真系统模拟新建/改造炼钢厂的设计运行情况，可极大减少新建/改造炼钢厂设计误差，降低施工成本；同时提高钢铁行业信息化水平，促进钢铁行业多层次智能化发展。
就炼钢厂设计施工来说，炼钢-连铸生产过程是炼钢厂生产运行的核心区段，炼钢厂设计过程中，关于炼钢-连铸生产过程物流管控如何实现进一步优化成为研究热点，合理的炼钢- 连铸区段物流管控可以减少钢包使用数，降低转炉出钢温度，保持连铸工序恒拉速浇铸，进而改进产品质量。因此，必须开发一种炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法，对炼钢 -连铸区段物流进行模拟仿真，全流程全生命周期模拟炼钢-连铸区段物流实际情况，从而获得炼钢-连铸区段物物流管控方案、钢水生产能力和炼钢车间理论产能指标等关键信息，对炼钢-连铸区段物流各种情况下的荷载和能力进行仿真和论证，便于降低现行炼钢厂炼钢-连铸区段生产运行成本，减少新建/改造炼钢厂炼钢-连铸区段物流管控设计上的设计误差或错误。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法，包括炼钢-连铸区段物流仿真理论模型、炼钢-连铸区段物流仿真核心算法、炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台和炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统，其步骤为：
步骤一：根据炼钢-连铸区段项目技术方案，针对炉跨转炉炼钢过程、转炉钢包车运输钢水过程、精炼跨天车吊运钢包过程、精炼跨精炼炉冶炼过程、精炼跨钢包车运输钢水过程、连铸跨天车吊运钢包过程、连铸跨连铸机浇注过程建立炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，获取炼钢-连铸区段物流仿真工艺参数；
步骤二：根据步骤一所述的炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，构建炼钢-连铸区段物流仿真核心算法；
步骤三：根据炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，结合炼钢-连铸区段项目技术方案，耦合前端、后端和数据库设计开发，建立炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台；
步骤四：基于GIS，根据炼钢-连铸区段项目技术方案，将转炉跨、精炼跨、连铸跨的转炉、钢包、钢包车、天车、精炼炉、连铸机设备的地理信息进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述，并进行数字化建模；
步骤五：通过炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台，结合建立的数字化模型，基于炼钢-连铸车间在现实物理世界中的多维数据映射，生成虚拟炼钢-连铸车间，构建炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统；
步骤六：在步骤四所述的炼钢-连铸区段仿真智慧系统中，耦合炼钢-连铸区段物流仿真核心算法，输入理论模型工艺参数，对炼钢-连铸区段物流进行动画仿真，全流程全生命周期演示炼钢-连铸车间物流，模拟炼钢-连铸区段物流实际运行情况；
进一步的，还包括以下步骤：
步骤七：在步骤五所述的炼钢-连铸区段物流模拟过程中，根据模拟仿真发现的物流问题，动态调整炼钢-连铸区段物流仿真理论模型工艺参数，优化炼钢-连铸区段物流过程，并对炼钢-连铸车间设备布局和物流过程提供反馈，优化炼钢-连铸区段项目技术方案；
步骤八：重复上述步骤，直至确定炼钢-连铸区段最优项目技术方案，以及炼钢-连铸区段物流仿真理论模型、炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台和炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统；
步骤九：在步骤七所述的炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统中，根据优化理论模型工艺参数模拟炼钢-连铸区段物流过程，得到炼钢-连铸区段物物流管控方案、钢水生产能力和炼钢车间理论产能指标等关键信息，支持炼钢-连铸区段项目建设。
本发明根据炼钢-连铸区段项目技术方案，设计炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，形成炼钢-连铸区段物流仿真核心算法，建立炼钢-连铸区段仿真智慧平台，基于GIS进行数字化建模，构建炼钢-连铸区段仿真智慧系统，对炼钢-连铸区段物流进行模拟仿真，全流程全生命周期模拟炼钢-连铸区段物流实际情况，从而获得炼钢-连铸区段物物流管控方案、钢水生产能力和炼钢车间理论产能指标等关键信息，对炼钢-连铸区段物流各种情况下的荷载和能力进行仿真和论证，便于降低现行炼钢厂炼钢-连铸区段生产运行成本，减少新建/改造炼钢厂炼钢-连铸区段物流管控设计上的设计误差或错误。
附图说明
图1为本发明的流程框图；
图2为本发明的炼钢-连铸区段物流仿真示意图。
图中：1、转炉跨；2、精炼跨；3、连铸跨；4、转炉；5、转炉跨钢包车；6、精炼跨天车；7、LF精炼炉；8、LF精炼炉钢包车；9、RH精炼炉；10、RH精炼炉钢包车；11、连铸跨天车；12、连铸机钢包回转台；13、连铸机；14、钢包。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本实施例的一种炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法，包括炼钢-连铸区段物流仿真理论模型、炼钢-连铸区段物流仿真核心算法、炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台和炼钢- 连铸区段物流仿真智慧系统，其步骤为：
步骤一：根据炼钢-连铸区段项目技术方案，如图2所示，包括一个1-转炉跨；一个2- 精炼跨；一个3-连铸跨；一台4-转炉；一台5-转炉跨钢包车；两台6-精炼跨天车；四座7-LF 精炼炉；八个8-LF精炼炉钢包车；一座9-RH精炼炉；两个10-RH精炼炉钢包车；两台11-连铸跨天车；两个12-连铸机钢包回转台；两座13-连铸机；数个14-钢包。针对转炉跨转炉炼钢过程、转炉钢包车运输钢水过程、精炼跨天车吊运钢包过程、精炼跨精炼炉冶炼过程、精炼跨钢包车运输钢水过程、连铸跨天车吊运钢包过程、连铸跨连铸机浇注过程建立炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，获取炼钢-连铸区段物流仿真工艺参数；
步骤二：根据步骤一所述的炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，使用Java等计算机编程语言，针对一台转炉冶炼周期、一个转炉跨钢包车运输一个钢包、两台精炼跨天车吊运五个钢包、四台LF精炼冶炼周期、一台RH精炼炉冶炼周期、十个精炼跨钢包车运输十个钢包、两台连铸跨天车吊运十个钢包、两台连铸机浇注周期，针对与炼钢厂炼钢-连铸区段物流相关的转炉跨转炉炼钢过程、转炉跨钢包车运输钢水过程、精炼跨天车吊运钢包过程、精炼跨精炼炉冶炼过程、精炼跨钢包车运输钢水过程、连铸跨天车吊运钢包过程、连铸跨连铸机浇注过程，形成炼钢-连铸区段物流仿真核心算法；
步骤三：根据炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，结合炼钢-连铸区段项目技术方案，通过JavaScript、Vue.js等前端开发技术，Java、MyBatis后端开发技术，MySQL等数据库开发技术，建立炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台；
步骤四：基于GIS，根据炼钢-连铸区段项目技术方案，将图2所示一个转炉跨、一个精炼跨、一个连铸跨的一台转炉、一台转炉跨钢包车、两台精炼跨天车、四座LF精炼炉、八个LF精炼炉钢包车、一座RH精炼炉、两个RH精炼炉钢包车、两台连铸跨天车、两个连铸机钢包回转台、两座连铸机、数个钢包等相关设备的地理信息进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述，并进行数字化建模；
步骤五：通过炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台，结合建立的数字化模型，基于炼钢-连铸车间在现实物理世界中的多维数据映射，生成虚拟炼钢-连铸车间，构建炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统；
步骤六：在炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统中，耦合炼钢-连铸区段物流仿真核心算法，控制输入转炉冶炼周期(35～45min)、LF精炼周期(60～80min)、RH精炼周期(30～35min)、连铸机浇注周期(60-65min)、天车吊运模式、钢包车运输模式(包括转炉跨钢包车运输模式、 LF精炼炉钢包车运输模式和RH精炼炉钢包车运输模式)、天车运行速度(大车0～80m/min、小车0～40m/min、升降0～10m/min)、天车作业率(80％左右)、钢包车运行速度(0～30m/min)、钢包回转台作业模式、钢包回转台旋转速度(1r/min)等300余个理论模型工艺参数，对炼钢-连铸区段物流进行动画仿真，全流程全生命周期演示炼钢-连铸车间物流，模拟炼钢-连铸区段物流实际情况；
步骤七：在步骤五所述的模拟炼钢-连铸区段物流实际情况中，根据模拟仿真发现的转炉冶炼周期、LF精炼周期、RH精炼周期、连铸机浇注周期、天车吊运模式、钢包车运输模式等300余个理论模型工艺参数导致的物流问题，动态调节炼钢-连铸区段物流仿真理论模型工艺参数，优化炼钢-连铸区段物流过程，并对炼钢-连铸间设备布局和物流过程提供反馈，优化炼钢-连铸区段项目技术方案；
步骤八：重复上述步骤，直至确定最优炼钢-连铸区段项目技术方案，以及炼钢-连铸区段物流仿真理论模型、炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台和炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统；
步骤九：在步骤七所述的炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统中，根据优化理论模型工艺参数模拟炼钢-连铸区段物流过程，并对炼钢厂炼钢-连铸区段的物流管控方案一(“一炉一机+ 两机部分叠加”生产模式)、方案二(一炉两机生产模式)进行仿真验证：物流运行顺畅、钢水生产能力和炼钢车间理论产能均能达到200万吨/年，设计方案可行。
本发明通过炼钢-连铸区段项目技术方案建立炼钢-连铸区段物流理论模型和炼钢-连铸区段物流核心算法，通过前端、后端和数据库开发技术，建立炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台，基于GIS进行数字化建模，构建炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统，通过大量工艺参数优化设置和仿真动画模拟、渲染输出，对炼钢-连铸区段物流进行模拟仿真，全流程全生命周期演示炼钢-连铸车间物流，为转炉炼钢、精炼炉精炼、连铸机浇注和炼钢-连铸车间物流决策提供全面可靠的数据和技术支持，从而获得炼钢-连铸区段物物流管控方案、钢水生产能力和炼钢车间理论产能指标等关键信息，对炼钢-连铸区段物流各种情况下的荷载和能力进行仿真和论证，便于降低现行炼钢厂炼钢-连铸区段生产运行成本，减少新建/改造炼钢厂炼钢-连铸区段物流管控设计上的设计误差或错误。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一：根据炼钢-连铸区段项目技术方案，建立炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，获取炼钢-连铸区段物流仿真工艺参数；
步骤二：根据建立的炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，构建炼钢-连铸区段物流仿真核心算法；
步骤三：根据炼钢-连铸区段物流仿真理论模型，结合炼钢-连铸区段项目技术方案，耦合前端、后端和数据库开发技术，建立炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台；
步骤四：基于GIS，根据炼钢-连铸区段项目技术方案，将设备的地理信息进行采集和分析，并进行数字建模；
步骤五：通过炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台，结合建立的数字化模型，基于炼钢-连铸车间在现实物理世界中的多维数据映射，生成虚拟炼钢-连铸车间，构建炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统；
步骤六：在步骤四所述的炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统中，耦合炼钢-连铸区段物流仿真核心算法，输入理论模型工艺参数，通过动画模拟、渲染输出，对炼钢-连铸区段物流进行动画仿真，全流程全生命周期演示炼钢-连铸车间物流管控，模拟炼钢-连铸区段物流实际运行情况。
2.如权利要求1所述的炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法，其特征在于，所述的方法还包括：
步骤七：在模拟炼钢-连铸区段物流实际情况下，根据模拟中发现的物流问题，动态调整炼钢-连铸区段物流仿真理论模型工艺参数，对炼钢-连铸区段物流过程优化，并对炼钢-连铸车间设备布局和物流过程提供反馈，优化炼钢-连铸区段项目技术方案；
步骤八：重复上述步骤，确定炼钢-连铸区段的最优项目技术方案，以及相应的炼钢-连铸区段物流仿真理论模型、炼钢-连铸区段物流仿真核心算法、炼钢-连铸区段物流仿真智慧平台和炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统；
步骤九：在炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统中，根据优化理论模型工艺参数模拟炼钢-连铸区物流过程，得到炼钢-连铸区段物流管控方案、钢水生产能力和炼钢车间理论产能指标。
3.如权利要求1所述的炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法，其特征在于，所述的炼钢-连铸区段物流仿真理论模型是针对转炉跨转炉炼钢过程、转炉钢包车运输钢水过程、精炼跨天车吊运钢包过程、精炼跨精炼炉冶炼过程、精炼跨钢包车运输钢水过程、连铸跨天车吊运钢包过程、连铸跨连铸机浇注过程建立的。
4.如权利要求1所述的炼钢-连铸区段物流仿真智慧系统的构建方法，其特征在于，所述的设备为转炉跨、精炼跨、连铸跨中的设备，包括：转炉、钢包、钢包车、天车、精炼炉、连铸机。
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|---|---|---|---|---|
| CN115795983A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-03-14 | 江苏沙钢集团有限公司 | 线材质量控制方法、装置、设备及存储介质 |
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|---|---|---|---|---|
| CN115795983A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-03-14 | 江苏沙钢集团有限公司 | 线材质量控制方法、装置、设备及存储介质 |
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