特殊鋼廠煉鋼-連鑄-軋鋼流程運行及生產排程系統優化
本項目成果是由北京科技大學與石家莊鋼鐵有限責任公司(以下簡稱石鋼)于2005年9月合作開展“煉鋼-軋鋼過程重點合同物流優化研究”課題的基礎上、在2007年教育部“新世紀優秀人才支持計劃”項目—汽車用特殊鋼制造流程的集成優化與協調控制研究(NCET-07-0067)項目的支持下,運用冶金流程工程學基礎理論,結合煉鋼廠運行優化控制技術從鋼鐵制造工藝、技術、管理、控制等多角度對石鋼煉鋼-連鑄-軋鋼復雜制造流程的運行、優化與控制開展系統性的研究工作,對實際生產排程過程進行抽象與描述,并生成排產規則庫,優化特殊鋼生產排程,形成特殊鋼廠煉鋼-連鑄-軋鋼系統運行控制與優化技術: 1)煉鋼-軋鋼過程系統的運行原則與調控策略;2)煉鋼-軋鋼過程系統的時間、溫度解析與優化;3)工序生產能力的確定;4)生產模式的優化;5)流程溫度制度的優化;6)生產過程組織與生產控制;7)鋼包轉運的解析與優化;8)中間包轉運的解析與優化;9)生產排程與中間坯庫的庫存管控系統。 根據“爐機對應”、“鑄軋對應”、“能耗最小”、“拉速決定流量”、“連鑄連軋”等原則,在對特殊鋼廠煉鋼—軋鋼工序作業時間、溫度、工序間流量等環節的調控策略的基礎上,從時間、溫度及物質量3個基本參數出發,對特殊鋼廠煉鋼-連鑄-軋鋼流程的運行過程進行研究,掌握特殊鋼廠煉鋼-軋鋼過程系統的物質流運行規律,通過進行煉鋼-連鑄-軋鋼工序關系的協調優化,實現轉爐、連鑄機與軋機的協同運行。通過對鋼包運行、鑄坯運轉進行解析,確定合理的鋼包個數和連鑄坯熱送熱裝的管控策略。 針對特殊鋼廠多品種、小批量的生產特點,對石鋼現有生產流程進行規則抽象和描述,指出了現有生產計劃中存在的問題,并提出了解決辦法。建立了棒線材產線適用的煉鋼爐次計劃模型、連鑄澆次計劃(包括異鋼種混澆)模型、軋制生產計劃模型和半成品庫的管控模型,對石鋼生產排程系統進行了總體設計和總體業務流描述,對生產排程系統進行了技術架構并用Microsoft Visual Studio 2005 + SQL Server 2000進行了實現,為煉鋼-連鑄-軋鋼的優化排程及庫存優化管理提出系統解決方案。根據以上研究內容形成的教育部科技成果(鑒字[教 CW2009]第 022 號)具有我國完全自主知識產權,在棒線材產線鋼、鑄、軋生產優化排程方面達到國內領先水平,在冶金流程工程學理論、方法與生產計劃優化技術結合領域具有國際先進水平。
北京科技大學
2021-04-13