PDF《炼轧生产时刻表的开发与应用》

冶金企业管理现代化创新成果报告 炼轧生产时刻表的开发与应用 安阳钢铁集团有限责任公司是河南省最大的钢铁生产基地.

2003 年以来,安钢坚持以科学发展观为根本指导,大力实施 三步走 结 构调整发展战略,通过实现设备大型化、工艺现代化、产品专业化, 建成了现代化的千万吨级钢铁企业.作为安钢 三步走 标志性工程 的安钢第二炼轧厂拥有

3 座150t 转炉、3 座LF 炉、1 座VD 炉、2 座RH 炉、配套

1 台宽板坯连铸机和

2 台双流板坯连铸机、炉卷轧机生 产线和

1780 热连轧生产线,采用炼轧一体化的短流程生产工艺,同 比国内厂家较为复杂,生产运行管理难度较大.尤其是

150 转炉-LF (VD) -3250 宽板坯连铸机-炉卷轧机生产线自

2005 年9月投产以来, 受品种、规格和各工序处理能力等条件限制,在计划编排和生产组织 过程中不能准确预测关键工序间生产能力是否平衡, 限制了机组产能 的均衡发挥、影响了工序间成本的进一步降低、造成不可预见性的生 产停顿, 生产节奏不稳定, 对当班的生产运行质量无法进行定量评价. 为此,迫切需要开发一套结合现场情况、指导计划和优化生产的生产 时间编排与控制应用系统.该产线通过借鉴铁路系统的'

列车时刻表 模式'

开发'

生产时刻表'

,通过现场调查,对炼钢区、轧钢区均设 定基准点和各工序的标准生产节奏,以'

精益生产'

组织中'

拉动式 生产安排'

递推出每个物料到达各工序的计划时刻和计划完成时刻, 生产组织完全按'

生产时刻表'

进行,并将物料实际到达各工序的时 第1页共28 页 冶金企业管理现代化创新成果报告 刻和完成时刻与计划时刻进行跟踪和对比分析、动态优化,实时、定 量显示生产运行与标准化要求的差异,指导现场的生产组织.同时在 现场生产组织过程中严格执行标准工艺时间、 严格按生产时刻表的计 划节点组织生产,实现生产均衡、稳定、高效,各项相关能源消耗指 标持续降低,年创经济效益 3888.1435 万元.

一、生产时刻表开发提出的背景

(一)炼钢区存在的问题

1、炼钢区炼钢-精炼-连铸三条生产线交叉运行,生产组织过程 困难,经常出现三条线'

撞车'

现象 炼钢区共有

3 座150t 转炉、3 座LF 炉、1 座VD 炉、2 座RH 炉、 配套

1 台宽板坯连铸机和

2 台双流板坯连铸机, 工艺流程如图 1-1 所示.炼钢区加料垮要向三座转炉供应铁水、废钢,铁水吊运和废钢装 运两个系统的天车作业交叉影响问题长期存在, 有时出现两座转炉同 时要兑铁水和装废钢,经常出现天车难以协调现象.在精炼区的

3 座 转炉钢包准备和

3 座LF 炉、1 座VD 炉、2 座RH 炉的钢水吊运过程也 出现类似现象.如果遇到其中一座或两座转炉冶炼品种钢,铁水需要 脱硫时矛盾点就非常突出,或者 RH 生产需提高转炉装入量时,该问 题更加明显,生产经常出现冲突,人工安排难以准确把握. 第2页共28 页 冶金企业管理现代化创新成果报告 混铁炉? 折铁位 铁水脱硫站 1#BOF?

1 # 宽板坯连铸1#LF? 切割? 板坯库 热装? VD精炼? 2#BOF 3#BOF 2#LF 3#LF 1#吹氩站? 2#吹氩站 3#吹氩站 1#RH精炼 2#RH精炼

2 # 常规连铸3#常规连铸图1-1 炼钢区工艺流程图

2、同一连铸浇次中,不同钢种经过的工艺路线不同、处理时间 不同,按浇次顺序安排冶炼次序造成现场钢水积压 在同一连铸浇次中,由于钢种不同、经过的工艺路线不同,品种 钢经过的处理工序多(铁水准备-脱S-转炉-LF 炉-VD/RH-连铸) 、生 产周期长;

普通钢经过的处理工序点少 (铁水准备-转炉-LF 炉-连铸) 、 生产周期短,按浇注顺序冶炼,出现品种钢生产衔接紧张、普通钢钢 第3页共28 页 冶金企业管理现代化创新成果报告 水在 LF 炉环节时间长时间积压的现象.

3、工序能力不匹配,经验型生产调度出现生产流程不顺畅 由于 3250mm 宽板坯的特殊性, 钢水纯净度对铸坯质量影响较大. 因此,需要较长的精炼时间和较高的拉速要求,导致现场出现如下几 个问题: ①转炉吹炼时间 36-38 分钟,与连铸相差 4-6 分钟,致使连铸衔 接紧张;

②转炉出钢量小,只有

150 吨,致使连铸浇铸时间短,断面越大 越突出;

③连铸拉速波动较大, 执行拉速通常在波动在 0.2m/min 范围内, 对浇注周期影响也较大;

④浇注 3m 以上断面的特殊钢种时,由于精炼时间要求

40 分钟, 与连铸周期相差 6-8 分钟,致使 LF 处理时间成为炉机匹配的限制性 环节;

⑤采用经验型生产调度管理,甩钢现象较为严重,钢水留包时间 长,能源消耗高,生产效率低.

(二)轧钢区存在的问题

1、生产过程中钢板的品种规格变化频繁,生产组织难以准确把 握均衡的生产节奏 按照公司整体规划,150 转炉-LF-3250 宽板坯连铸机-炉卷轧机 第4页共28 页 冶金企业管理现代化创新成果报告 生产线依托先进的装备和控制轧制、控制冷却等生产工艺,相继开发 出高强船板、管线钢、高建钢、抗层状撕裂和低碳贝氏体等高强度、 高韧性的高端产品,致力打造板材精品基地.通过产品开发,该生产 线已由当初设计的八大系列、40 多个品种发展到

13 个系列,100 多 个品种, 最大限度满足市场的需要. 但由于高端产品市场需求量不大, 在严格按照订单生产条件下,形成了多品种、小批量的生产格局,整 个生产线品种规格变化频繁.在轧钢工序,不同钢种、不同规格的产 品加热制度、轧制工艺不同,在各工序的工艺处理时间也不一样,生 产组织难以把握稳定的生产节奏,致使生产组织不均衡.

2、在工艺复杂的生产条件下,依靠工作经验进行轧钢计划的编 排和生产组织,影响了产线产能的发挥 炉卷机组工艺复杂,不同品种钢坯加热制度不同,在加热工序要 考虑品种过渡;

不同品种、规格的钢板,在轧制工序按照工艺要求进 行控制轧制和冷却,分为一开轧制、二开轧制、三开轧制和卷轧,轧 制周期最短

4 分钟,最长达到

14 分钟;

在冷床冷却工序,不同规格 钢板冷却时间不同;

在精整工序,50mm 以上规格在缓冷区分流,25mm 以下规格又分为切边和不切边等.因此,在轧钢一个换辊周期内,生 产计划的编排要考虑烫辊材、 主轧材、 加热制度的匹配与过渡、 厚度、 宽度规格的过渡与跳跃、各工序能力平衡等,均需要计划员和现场调 度按照工艺要求, 结合工作经验和现场情况对计划进行编排和生产组 第5页共28 页 冶金企业管理现代化创新成果报告 织,经常出现以下情况: ①加热工序品种过渡不合适,造成品种钢待温. ②厚度规格过渡不合适,影响模型的稳定性. ③宽度规格过渡不合适,出现逆宽轧制,影响产品质量. ④精整区生产能力不足,卷轧料集中编排,造成冷床堵钢,制约 产能的发挥.

二、生产时刻开发的理论依据和解决方案 为解决上述问题,参照铁路'

列车运行时刻表'

,将炼钢、轧钢 生产线均视为铁路线,每炉钢水或每块主板视为一列火车,每个工序 点视为火车站点,通过精确的时间安排和及时动态调度,解决前后区 生产线能力匹配问题,实现均衡、高效、稳定生产.针对前后区的不 同情况,设计理念如下:

(一)炼钢区设计理念:

1、 将炼钢区

3 座转炉、3 座LF 炉、3 台铸机均分为三条独立 的火车线,各线单独运行,仅在共用工序交叉.

2、 将处理工序多的品种钢视为停靠站点多的'

慢车'

、将处 理工序少的普通钢视为停靠站点少的'

快车'

.

3、 每个品种、规格的产品视为不同类别的列车,同一类列车 经过的站点统

一、停留时间统一.

4、 将一个连铸浇次视为一个编组,将连铸机视为终点站,一 个浇次的钢水必须按浇注顺序准时进入终点站. 第6页共28 页 冶金企业管理现代化创新成果报告

5、 根据要进入终点站的火车倒排从始发站(铁水准备)前来 的各列火车在各站点的停靠时间,特快后发先至、慢车先 发后至,慢车在中间站点必要时给快车让车.

6、 生产时刻表进行预排, 遇到在某个站点出现 '

撞车'

现象, 通过调整某条线第一列车的到达时间来避免.

(二)炉卷轧机区设计理念........