特殊钢厂炼钢-连铸调度模型

针对特殊钢厂的炼钢-连铸调度问题,建立了多目标调度模型.在模型求解过程中,对静态调度策略和动态调度策略进行了探讨.在静态调度部分,结合炼钢厂运行原则,并根据炼钢炉和连铸机作业周期的不同对应关系,对生产模式进行了分类,给出了相应的求解方法.在动态调度部分,给出了基于规则的动态调度策略以及具体的时间调整方法.最后,根据某转炉特殊钢厂的实际生产状况,在三台连铸机同时生产的情形下,对三个浇次的调度计划进行了仿真计算.通过与实际生产数据的比较,表明所采用方法的有效性.     

基于浇次计划的钢包周转数量计算模型

为实现炼钢生产的组织优化,提出合理的钢包周转数量计算模型,以Q炼钢厂钢包为研究对象,解析钢包周转过程和时间,采用甘特图方法模拟出单浇次和多浇次生产的钢包周转甘特图,针对浇次计划与钢包周转数量的关系进行研究,提出浇次重合时间不同下的钢包周转数量计算模型,并利用仿真方法验证了模型的准确性。研究表明：调整浇次开浇时间可优化钢包周转数量1~2个,对炼钢厂生产组织优化有重要指导意义。     

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.     

钢包互用条件及影响因素

为深入研究炼钢厂多台连铸机间钢包产生互用的条件及影响因素,以H炼钢厂的钢包为研究对象,简要解析了钢包运行过程及运行时间。分析了钢包周转次数、周转数与浇铸炉次数之间的关系;运用甘特图模拟出两台连铸机浇次重叠时间为50min条件下的钢包运行过程。研究表明:钢包产生互用的前提条件为钢包在先停浇连铸机不再承担运输任务,且先停浇连铸机的钢包空包结束时间应在后开浇连铸机钢包的重包开始时间之前。分析了浇次重叠时间对钢包互用的影响,结果表明:浇次重叠时间内连铸机浇铸的钢包数少于围绕连铸机周转的钢包数时才能产生钢包互用。研究了连铸机单炉浇铸时间与钢包周转周期对钢包互用的影响,结果表明:科学控制钢包周转周期和连铸机单炉浇铸时间,合理匹配二者关系,可使浇次最后不需要周转的钢包数增加,提高钢包的互用几率。     

应用精准设计原理的全板带型钢厂炉机匹配模型

应用精准设计原理,依据产品大纲,在细分钢种和规格的基础上,提出了全板带型钢厂单条生产线炉机匹配的多目标数学规划模型.模型以投资少、炉机产能差距小、转炉实际作业率高以及连铸机加权平均拉速水平高为优化目标.通过改进的分层序列法对模型进行求解,在单一生产线的基础上进行组合,提出了炼钢厂转炉一连铸区段炉机整体配置方法.基于国内某新建钢厂的产品大纲,利用模型验证了其炼钢车间的设计是较优的设计方案.     

基于钢包运行稳定性的炼钢厂生产计划优化

针对炼钢厂在不满负荷生产的情况下,缺少相应指导原则编排生产计划的问题,提出一种基于钢包运行稳定性的生产计划优化方法.首先,通过对炼钢厂钢包周转过程的分析,提出在线运行钢包个数的计算方法.然后,分别针对单台铸机和两台铸机顺序开浇的两种情况,分析生产计划对钢包运行状态的影响,建立计算模型.以某炼钢厂生产计划为例进行解析,并以钢包运行稳定性为评价参数,利用遗传算法对生产计划进行优化.结果表明,优化的生产计划可以减少钢包使用个数及其温度波动,减少烘烤煤气消耗量和降低转炉出钢温度,提高钢水温度的控制水平.     

攀钢炼钢生产物流仿真分析

以攀钢提钒炼钢厂全连铸改造后的生产调度问题为应用背景,研究了炼钢生产物流系统的仿真建模与仿真运行问题;根据攀钢现流程生产物流的输入条件进行了仿真试验.对全连铸后的正常生产以及存在转炉检修的生产条件下进行的仿真试验表明:在正常铁水供应条件下,为保证连浇,3台连铸机不能同时开浇.所采用的炼钢生产物流仿真系统可对攀钢全连铸生产物流进行仿真,并可通过仿真对生产计划进行调整和优化,获得合理的炉机匹配方案.     

基于甘特图的钢包运行控制模型研究

以S炼钢厂钢包为研究对象,解析钢包周转模式和不同钢水精炼工艺的周转周期;运用甘特图模拟出1台连铸机浇注时的钢包周转甘特图并分析其钢包运行特点,提出单浇次的钢包数量计算模型和周转率计算模型;模拟出3台连铸机同时浇注重叠时间大于钢包周转周期甘特图,研究重叠时间分别大于、介于和小于各连铸机钢包周转周期的钢包互用特点。研究结果表明:当先停浇的连铸机在浇次重叠时间内浇注的钢包数小于周转钢包数时,可有效减少钢包周转数量和提高钢包周转率,最终提出不同重叠时间条件下的钢包数量计算模型和周转率计算模型。     

基于“炉-机匹配”的炼钢-连铸过程多工序运行仿真

为探究"炉-机匹配"模式对炼钢-连铸过程多工序运行的影响,以国内某无精炼跨中型炼钢厂为研究对象,首先,采用Plant Simulation软件构建考虑天车运行约束的炼钢-连铸过程多工序运行仿真模型,并阐述天车作业冲突的消解策略;其次,针对不同连铸机停机的"四炉对三机"生产组织模式,归纳4类"炉-机匹配"模式,并应用基于"炉-机匹配"模式(改进的和未改进的)启发式算法求解不同连铸机停机的4个实际生产计划的调度方案;最后,运用仿真模型对所得调度方案进行仿真,得到天车运行约束下的调度方案,并与实际人工调度方案进行对比。选取生产计划总作业时间、钢包总周转数量、工序间传搁时间以及浇次开浇时间最大偏离量作为调度方案的评价指标,并提出评价指标优劣的综合判定方法。研究结果表明:相比于未优化的调度方案和实际调度方案,基于"炉-机匹配"模式优化的调度方案中生产计划加权总作业时间分别减少13.6 min和4.5 min,炉次从转炉工序到LF精炼工序的加权平均传搁时间分别减少1.3 min和1.2 min,炉次从LF精炼工序到连铸工序的加权平均传搁时间分别减少1.5 min和0.4 min,所有炉次的工序间传搁时间处于合理范围内,此外,4个生产计划的开浇时间最大偏离量也处于可接受范围内,某一生产计划的钢包总周转数减少1个。     

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.     

方坯连铸二次冷却数值仿真商用软件

基于二维方坯连铸凝固传热数学模型,使用VB语言设计开发了方坯连铸计算机数值仿真商用软件,从而为连铸生产提供了一个有效的计算机"实验平台".运用该软件仿真,可对铸机结构乖连铸工艺参数进行设计与优化.通过对多台铸机的实例运算及生产应用表明,文中所开发的方坯连铸二次冷却数值仿真商用软件具有较好的准确性、实用性、通用性和易操作性,其仿真结果已成功应用于国内多台铸机高效化改造的设计和生产.     

宣钢矩形坯连铸机高效化改造

通过介绍宣钢炼钢厂矩形坯连铸机的高效化改造 ,给矩形坯、板坯连铸机的高效化改造提供参考。     

连铸机故障时融合炉次重分配的炼钢-连铸生产重调度

在炼钢-连铸生产过程中,连铸机故障会导致当前生产计划不可行,需要为故障机上未完成炉次重新分配连铸机和浇铸顺序。现行人工重分配策略无法及时响应以保证稳定和高效的生产,因此本文提出一种基于等待时间最小化的启发式炉次重分配规则,然后在此基础上建立重调度模型,并设计改进遗传算法求解该问题。采集某炼钢厂的实际生产数据进行算法验证,结果表明本文方法在连铸机出现故障时能快速给出较优的重调度方案。     

Computational algorithms to simulate the steel continuous casting

Computational simulation is a very powerful tool to analyze industrial processes to reduce operating risks and improve profits from equipment. The present work describes the development of some computational algorithms based on the numerical method to create a simulator for the continuous casting process, which is the most popular method to produce steel products for metallurgical industries. The kinematics of industrial processing was computationally reproduced using subroutines logically programmed. The cast steel by each strand was calculated using an iterative method nested in the main loop. The process was repeated at each time step (Δt) to calculate the casting time, simultaneously, the steel billets produced were counted and stored. The subroutines were used for creating a computational representation of a continuous casting plant (CCP) and displaying the simulation of the steel displacement through the CCP. These algorithms have been developed to create a simulator using the programming language C++. Algorithms for computer animation of the continuous casting process were created using a graphical user interface (GUI). Finally, the simulator functionality was shown and validated by comparing with the industrial information of the steel production of three casters.     

异钢种连浇过程中的交接部铸坯预测模型

为了提高异钢种连浇过程中交接部铸坯起始位置和长度判定的准确性，减少铸坯的切除量，以宝钢二号连铸机的板坯连铸为对象，对异钢种连浇过程进行了研究．通过水模实验测量了不同铸坯断面、拉速和中间包剩余钢水量等条件下沿铸坯长度方向的无量纲浓度曲线，在此基础上运用形函数插值的方法建立了异钢种连浇过程中铸坯成分及交接部铸坯长度和位置的预测模型．预测模型的计算结果与现场测试结果的对比表明，所建立预测模型精度较高，能够满足实际生产的需要．     

Simulation of heat transfer in steel billets during continuous casting

This work is focused on the development of computational algorithms to create a simulator for solving the heat transfer during the continuous casting process of steel. The temperatures and the solid shell thickness profiles were calculated and displayed on the screen for a billet through a defined continuous casting plant (CCP). The algorithms developed to calculate billet temperatures, involve the solutions of the corresponding equations for the heat removal conditions such as radiation, forced convection, and conduction according to the billet position through the CCP. This is done by a simultaneous comparison with the kinematics model previously developed. A finite difference method known as Crank-Nicholson is applied to solve the two-dimensional computational array (2D model). Enthalpy (H_I,J) and temperature (T_I,J) in every node are updated at each step time. The routines to display the results have been developed using a graphical user interface (GUI) in the programming language C++. Finally, the results obtained are compared with those of industrial trials for the surface temperature of three steel casters with different plant configurations in different casting conditions.     

基于神经网络的板坯连铸二冷水动态控制模型

以缩小板坯表面实际温度和目标温度的差异为目标,基于神经网络技术,建立以BP神经网络进行连铸二冷段的温度预测和运用模糊神经网络对二冷段的水量进行实时控制的动态控制模型,模型能及时根据拉速、温度的变化做出水量的动态调整和分配.针对某钢厂2#板坯连铸过程进行了仿真计算和现场应用测试,结果表明:该模型将二冷水量控制问题与铸坯在冷却过程中的温度状态相结合,能很好的响应现场的变化,及时给出二冷段水量的动态调节量.