炼钢—连铸—热轧一体化生产调度管理的研究

基于一体化管理思想,在已编制的炼钢-连铸生产调度模型及轧制批量计划的基础上,建立了炼钢-连铸-热轧一体化生产调度模型。本文结合我国钢铁企业的具体情况,对炼钢—连铸—热轧一体化管理的生产工艺、技术条件、炼钢—热轧两工程之间协调技术、生产管理系统以及国外的情况进行阐述。     

冶铸轧一体化生产合同计划优化问题研究

将炼钢—连铸—热轧—精整一体化生产过程,抽象为炼钢与热轧两大加工阶段,以板坯热装比最大、交货提前/拖期率和组炉余材率最小为优化目标,综合考虑炼钢与热轧的产能,以及钢种、板坯和成品规格等约束条件,建立生产合同计划数学优化模型,并采用双层染色体遗传算法进行求解.在合同计划层次上,解决了一体化生产过程中,连铸与热轧工序之间在钢种和规格上的匹配问题.获得的合同计划,是冶铸轧一体化生产的批量计划和静态调度优化问题的合理的生产定单池.仿真实例证明了模型的合理性与算法的有效性.     

基于JIT的炼钢-连铸生产调度模型研究

在连铸工艺、设备资源等约束条件下,为提高炼钢-连铸生产效率,避免人工调度,炼钢-连铸作业的精准调度已成为钢铁行业迫切的需求.通过对某炼钢厂现场调研,整合流程信息和时间数据,基于JIT提炼出炼钢-连铸生产调度的核心问题--炉机节奏匹配;进一步构建起基于柔性 Jobshop的炼钢-连铸调度系统模型和数学模型以及基于最小松弛时间的调度规则;最后用Lekin仿真调度实例,并将仿真结果与实际生产调度数据进行了分析和比对.实验数据表明了模型的正确性.     

炼钢—连铸—热轧生产计划编制的统一模型及智能算法

为使钢铁企业主体工序炼钢—连铸—热轧之间的生产协调有序、提高生产计划水平和加强生产资源配置效益,运用统一建模思想进行轧制单元计划、炉次计划和浇次计划的抽象描述,从注重共性的角度统一各阶段批量计划的目标函数,通过对目标函数的组合来实现各阶段计划的有效衔接.设计基于Multi-agent的协同进化算法进行模型求解,编制炼钢—连铸—热轧—体化计划.以某钢铁企业的生产计划制定实例进行模型测试,仿真计算结果表明模型的有效性.     

炼钢─连铸生产的计划与调度结构

分析了炼钢－连铸生产工艺流程的特点，给出了一个炼钢－连铸生产计划与调度编制方法的总体结构，以及编制炼钢－连铸作业计划的基本程序     

基于“炉机对应”原则的炼钢—连铸调度模型

针对某特殊钢厂炼钢—连铸生产调度问题,首先,构建以炉机匹配度、连浇炉数以及过程等待时间等为主要评价指标的多目标优化调度数学模型.进而,对工艺流程结构以及炼钢、精炼和连铸三个工序的运行时间进行解析,分析合理的产品结构范围及不同产品结构下的生产组织模式.根据炼钢厂运行的"炉机对应"原则,运用柔性工序缓冲调节策略,协调优化炼钢、连铸工序间的生产节奏,求解不同生产模式下的调度方案.最后,通过仿真计算与实际生产状况的综合分析,验证了调度模型和求解策略的有效性和优越性.     

炼钢—连铸—热轧生产计划编制的统一模型及智能算法

为使钢铁企业主体工序炼钢—连铸—热轧之间的生产协调有序、提高生产计划水平和加强生产资源配置效益,运用统一建模思想进行轧制单元计划、炉次计划和浇次计划的抽象描述,从注重共性的角度统一各阶段批量计划的目标函数,通过对目标函数的组合来实现各阶段计划的有效衔接.设计基于Multi-agent的协同进化算法进行模型求解,编制炼钢—连铸—热轧一体化计划.以某钢铁企业的生产计划制定实例进行模型测试,仿真计算结果表明模型的有效性.     

CC-DR和CC-DHCR的生产物流模型

运用大系统建模方法。从连铸-连轧生产物流过程的工艺要求出发,建立了连铸-轧制、炼钢-连铸和炼钢-连铸-轧制生产物流数学模型,以此为基础提出了二步制订最佳生产物流计划的方法。     

基于蚁群算法的炼钢-连铸作业计划编制方法

为提高炼钢-连铸作业计划编制中资源配置的有效性,提出了一种面向生产流程动态网络的自组织资源配置蚁群算法.炼钢-连铸作业计划以最小化炉次作业冲突时间和作业前等待时间、尽早安排连铸机开浇时间为目标,以连铸机连浇等工艺要求为约束条件建立模型,按生产流程网络结构的时空逆序关系设计了蚁群求解算法.利用某钢厂实际生产作业计划数据进行的算法验证结果表明:模型及算法能迅速得到高质量的可执行炼钢-连铸生产作业计划.     

基于产品结构的炼钢连铸区段产能解析

生产能力是衡量钢厂生产运营状况的重要技术经济指标。通过对国内某全连铸转炉特殊钢厂生产过程的解析,确立了不同钢种在炼钢、精炼、连铸3个主体工序的运行时间参数。在此基础上探讨炼钢连铸区段中各工序产能与生产产品结构、炼钢连铸区段的系统产能与工序产能的关系,分析不同产品结构下制约系统产能的瓶颈工序,对此提出提高系统产能的相应改进措施。形成了具有普适性的炼钢连铸区段产能研究方法,为钢厂确定合理的产能和产品结构指标以及充分发挥整个炼钢连铸区段系统的生产能力提供一定指导和理论依据。     

炼钢厂系统生产模式优化

根据冶金过程工程理论,针对钢铁制造过程系统中制造过程最为复杂的炼钢厂系统的生产模式优化问题进行探讨,阐述了生产模式在炼钢厂系统运行过程中的地位及其逻辑关系,并结合四个国内高效连铸工厂实际进行了研究,论述了生产模式优化的三个效用:(1)车间平面布置趋向合理、简洁;(2)工序缓冲趋向合理、有效;(3)工序运行趋向高效、优化.此外,上述研究结果已经拓展到特殊钢流程的运行优化与控制研究中,并取得有益的效果.     

薄板坯连铸连轧流程物流仿真系统的开发

开发了唐钢薄板坯连铸连轧流程物流仿真系统。该系统分为调度、炼钢、精炼、连铸、加热炉、连轧六个子系统，其中调度子系统负责仿真参数的初始化、计划的编制、实时调整等；其他子系统负责工序仿真、参数产生以及故障模拟生成等。所编软件能够较好地模拟实际生产流程，实现了整个生产线的合理衔接匹配；可以根据实际生产情况，进行计划的制定和实时调整，并实现了对常见故障及时、灵活的处理。     

特殊钢石灰石炼钢脱磷工艺研究及实践

通过对转炉造渣理论和石灰石成渣特性进行分析,结合对石灰造渣“中间排渣+终点留渣”双渣操作方法的深入研究,提出全石灰石双渣法的冶炼控制要点和操作工艺流程.针对石钢公司的生产实际,就特殊钢采用石灰石双渣操作炼钢工艺进行了生产实践.结果表明,采用石灰石双渣工艺能实现终点碳含量([C],质量分数)平均0.16%,终点磷含量([P],质量分数)平均0.011%,终点磷含量降低,可满足特钢品种的终点出钢要求;相比于常用的全石灰双渣工艺,采用全石灰石双渣工艺可以使转炉工序冶炼成本降低2.23元/吨钢,为石钢公司创造了良好的经济效益,具备一定的推广价值.     

钢厂物流管理策略

强化物流管理,挖掘物流"第三利润泉"是提升钢厂核心竞争力的重要手段。通过对鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司炼钢物流管理工作的阐述,分析了物流管理在提高环境业绩、减少资源消耗、降低企业成本、提高企业核心竞争力等方面的经济价值。对强化物流管理、挖掘钢厂物流"第三利润泉"的基本策略进行了探讨。     

低浓度碱强化钢渣固定CO2研究

本文对低浓度碱强化钢渣固定CO2进行研究。实验在单因素条件下考察碱渣比、搅拌速度、反应温度和液固比对钢渣固定CO2的影响。研究结果表明：碱渣比、搅拌速度、反应温度和液固比过高或过低均不利于碳酸化反应的进行;碱渣比8%、搅拌速度400rpm、反应温度80℃、液固比4:1是强化钢渣固定CO2的最佳条件。在最佳条件下以电镀废水替代低浓度的碱进行钢渣固定CO2实验,结果显示电镀废水的强化效果达到了纯水的160%,纯碱的75%-100%。     

基于火焰图像信息量度量的钢水碳含量定性分析

钢厂炼钢过程中钢水碳含量的多少与炉口火焰的内部结构信息有着密切的关联.本文基于marr的视觉理论,提出了采用harris角点经典算法来测量火焰等非结构运动目标的内部结构信息,以此来定性分析钢水中碳含量.实验结果表明,该方法不但能准确地判断出炼钢所处的三个阶段,而且因算法简单,时间复杂度较低,适合在线炼钢碳含量预测等实时应用.     

石灰石转炉炼钢的静态模型

研究了石灰石代替石灰炼钢的新方法.从理论上分析了石灰石代替石灰转炉炼钢的可行性,结合热力学分析,建立了CO2与［C］,［Si］,［Mn］和［Fe］反应的基于吉布斯自由能的分配模型.根据物料平衡和热平衡计算,求解线性方程组,得到不同石灰石替代比例条件下的各种物料消耗,确定了石灰石最大替代比,并重点研究了转炉煤气成分和产量的变化,最后考察了石灰石炼钢的成本.在本研究条件下的结果表明,可以在转炉中使用石灰石炼钢,石灰石最大替代比为71%;随着石灰石替代石灰比例的增加,废钢消耗降低,CO2体积分数降低,石灰石炼钢的成本逐步下降,吨钢铁水消耗提高,CO体积分数增加,转炉炉气质量提高.     

"中国式"电炉炼钢流程碳排放特点及其源解析

电炉炼钢流程，因其注入过多铁水在中国并未发挥减碳作用，本文称其为“中国式”电炉炼钢流程.对此，本文在建立研究边界的基础上，结合排放因子法，构建了“中国式”电炉炼钢流程的碳排放桑基图，探寻碳排放的路径.结果显示:采用“中国式”电炉炼钢，吨钢CO₂排放量为3.070t.其中，电炉炼钢工序CO₂排放量最大，为1.400t.特别地，代替废钢加入铁水导致CO₂排放1.419t.分析发现:中国钢铁企业处于成长期，废钢指数小，废钢资源不足;废钢回收利用系统不完善;工业用电价格高.这些因素造成电炉炼钢流程采用了过多的铁水进行冶炼.     

基于粗糙集的转炉炼钢知识发现模型

针对转炉炼钢知识发现的特点,采用粗糙集理论进行分析,应用数据清洗、标准化及离散等方式对转炉炼钢生产数据进行预处理,以炼钢生产的主要影响因素作为知识发现的条件属性,以转炉冶炼终点控制目标作为知识发现的决策属性,建立了基于粗糙集方法的转炉炼钢知识发现模型,实现转炉炼钢生产知识的自动发现、获取和规则提取。以转炉冶炼终点钢水温度的变化规律做为知识发现的决策属性,采用210 t转炉炼钢实际生产数据进行模型的应用测试,结果表明提取出的铁水硅含量、铁矿石质量、氧气消耗量等影响因素对转炉冶炼钢水终点温度存在重要影响,且模型提取出的转炉炼钢终点钢水温度知识规则与现行转炉炼钢现场的变化规律一致,证明基于粗糙集方法的转炉炼钢知识发现模型的有效性。     

应用COMI炼钢工艺进行转炉全铁水冶炼基础研究

基于二氧化碳与氧气混合喷吹(简称COMI)炼钢工艺热力学理论计算及实验研究,建立了转炉全铁水COMI炼钢工艺物料与能量模型.研究发现:应用COMI炼钢工艺进行转炉全铁水冶炼工艺研究不仅能解决转炉全铁水常规冶炼过程中存在的大渣量及大喷溅问题,而且在提高转炉煤气热值,降低转炉吨钢氧耗及石灰消耗、调节矿石加入量方面有显著效果.