冶金工程炼钢连铸生产模式及优化调度模型

冶金工程炼钢连铸生产模式及优化调度模型

刘志刚

身份证号码：132132196404140013

摘要：现代钢铁生产过程正在加速优化过程。紧凑，高效和智能是其发展的主要方向。新工艺开发与现有工艺改造的结合是工艺变化的主要特征，多学科和新工艺的结合将成为发展的主要特征。钢铁工艺优化的最重要目标是满足社会可持续发展的要求。

关键词：冶金工程；炼钢连铸；生产模式；优化调度模型；

引言

钢铁生产、精炼和挤压是钢铁生产和挤压的三个重要工序。钢铁企业发展钢材和挤压技术是大势所趋与一个国家钢铁技术的发展。高炉铁水通过将转炉熔炼成高温熔化的钢，然后通过精炼炉进行精炼，以控制其化学成分和温度。这不容易。最后流入连铸箱，通过浇铸形成不同形状的板材。这一工艺系列要求严格控制每一道工序、温度和时间。控制和检查网络。它不仅影响生产的连续性，而且可以加快各工厂的生产效率，以提高效率和质量，缩短时间。这个过程非常重要。

1.钢铁部门生产工艺分析

金钢钢铁厂布局科学主要包括脱硫（脱碳、脱磷、炼钢、精炼、连铸）。有各种不确定因素和修改计划的可能性很大，如损坏设备计划延时，钢水温度不符合钢水成分等要求的突发事件也增加了调度难度。两部有四个KR搅拌脱硫站，两个和三个脱碳转炉脱磷转炉，两个双工位RH真空站，两个单一的CAS精炼工位和两个双工位LF精炼工位，2150个双流板坯连铸机和1650个双流板坯连铸机，是目前中国最复杂的钢铁生产工艺。我们可以看到，不同种类的钢材需要不同的工艺和组织周期，生产的复杂性需要一个智能调度系统。

根据炼钢连铸生产和运输的细分，生产线长度和约束条件的需要，不仅要满足离散离散工业生产的要求，而且要满足离散离散工业生产。炼钢和连铸生产的最大特点是将钢坯液变为固体。在这个转型过程中，生产连续性的要求非常高。必须掌握产品之间的转移时间，加工时间和设备之间的关系，以确保产品到达工艺设备后立即进行处理，无需等待设备。这就要求炼钢连铸调度计划必须具备一定的特点：批量操作和连续操作混合使用，或者对于转炉冶炼等设备处理速度较高，生产调度管理方法可以采用批处理方式，连续操作管理方法是实现设备之间生产的同步化，生产与物流的高度凝聚力、及时、准确、高效的产品供应过程之间的连续性。它决定了连续铸造调度的连续性，实时性和高度复杂性。

2.炼钢连铸调度数学模型

2.1基本假设

① 本文以炼钢炉、精炼炉和连铸机为研究对象，忽略了其它运输工具对时间的影响。② 连铸机的工艺顺序对应于浇铸次数、浇铸次数和连铸开始时间被设置为已知条件。③ 同一台连铸机上各铸件的开始时间均能满足铸件调整时间的要求。④ 机器k在热处理计划I和操作J下所花费的时间是已知的。

2.2连铸调度策略

钢铁和连铸生产是现代钢铁企业生产过程中的核心工序，其中特别包括钢铁生产、精炼和连铸的一体化作业计划。生产过程对钢液的温度和时间要求很高。将基于多阶段模糊综合评判的混合智能调度方法应用于某大型钢厂的生产计划中，大大缩短了计划时间，降低了计划成本。钢水的等待时间提高了设备的利用率。

由于目前还没有有效的方法来解决非线性规划问题，即使专家系统能够解决炼钢和连铸的生产调度问题，专家系统也只能对其稳定性和调度计划进行调整和满足要求，而对于非线性规划问题并不能真正达到寻找最优解的目的，简单地用数学方法求解问题只能得到事半功倍的结果。因此，将炼钢连铸调度问题分为三个问题来降低难度。针对这三个问题，采用专家系统与数学规划相结合的方法，快速得到可行的最优解，并通过应用取得了成功的结果。

3.基于专家系统的设备指派

如前一假设中所述，连铸机和熔炉计划的顺序是已知的。因此，在计算过程中采用了专家系统方法。推理机通过专家系统的知识库，为每台炉选择合适的炼钢炉设备和精炼设备，并为每台设备的炼钢工艺提供方案。

3.1基于关系数据库的知识库

由于专家系统方法数据库中存储了大量有价值的经验和专业技术人员的规范操作标准，为了提高检索效率，加快求解速度，对数据库中的经验和规则进行了预先分类，可分为设备规则，时间规则、过程规则、设备选择规则等，与图书馆检索系统一样，为这些规则设置索引号，以便根据索引号的匹配规则进行快速检索，提高检索效率，减少无效检索的时间浪费。

3.2推理机

该推理机由两部分组成：一部分是前向推理机，由于热启动时间的不同而影响连铸机的运行时间。因此，有必要借助前向推理机，根据连铸机的启动时间来提前判断连铸机的运行时间。另一种是反向推理机，它根据连铸机的运行时间，选择合理有效的工艺方案进行热处理。

3.3基于人机交互的邻域搜索

本文建立邻域的方法有两种：一种是基于邻域结构的交换运动，即两个不同的设备交换一个热处理方案，或两个热处理方案的位置相同的设备；第二种是基于插入移动的邻域构造，即每个操作设备上的一个计划移动被插入到另一个操作设备中。这两种方法具有实时反馈、可修改反馈和直观反馈三个特点。

3.4基于模型转换的时间优化

由于上述方法有助于解决热力调度中设备与工艺之间的矛盾，但可能对时间产生不利影响，因此在第三部分提出了两种时间优化模型：第一种是时间优化模型，第二种是模型转换。

4.炼钢连铸调度方法的优化措施

炼钢连铸方案的操作包括铸机方案，铸机配置，静态规划，动态规划调整和辅助设备调度。目前，随着信息技术的发展，连铸调度方案已经实施。有必要对调度系统的功能模块进行优化，以实现高效的科学管理。

4.1自动生成和优化连铸生产计划

在连铸生产调度管理模块中，首先需要合理计算生产设备的生产能力，并根据结果分配转炉的生产能力，精炼和连铸的计算，实现了连铸坯自动化生产和连铸坯轧制承包。优化铸件，提高连铸机的生产能力和生产效率，降低生产成本，尽可能实现连铸机的自动化。分销和流程安排，提高生产能力和生产力。

4.2炼钢计划的静态调度优化

根据施法者部分的分布，确定施放状态和施放状态。根据给定的设备条件，如转炉，精炼机和铸机，它们在桌子上。制定了鞍钢的静态调度优化设计。根据实际生产条件所要求的实时调度，优化调度计划以达到以下目标：炼钢后，精炼和连铸工艺平衡生产率；为满足RHCS-LF炉的要求，中国科学院等成品生产能力达到品种质量要求；最大限度地提高连铸生产能力；以满足RHCS-LF精炼能力与连铸生产能力的重要性及设定一定指标的需要之间的矛盾，并测量Y的生产能力。

4.3钢方案的动态调整

由于新的烧结工艺设计更加先进，工艺界面非常紧凑，在实施攻丝方案时，会受到诸多因素的影响和变化，成为一种动态控制为了调整计划，必须调整继承和优化的原则。继承是指当发生事件以消除不利影响时，缓冲区之间的灵活组合或生产过程的效果。尽量减少原钢计划的调整，以保持连贯性和一致性。优化是指由于设备故障或不匹配过程导致的原始计划调整原始计划的优化。

5.结束语

铁及连铸系统的生产计划与规划一直是工业技术的前沿领域，也是该领域的研究热点。本文研究的是多设备、多工序、多功能。针对复杂的生产计划问题，提出了一种混合智能调度算法，并在工程实践中得到了成功应用。应用结果表明，该方法有效地改变了人工操作流程，降低了成本。它可以缩短计划时间，缩短钢水等待时间，提高设备质量的利用率。

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