PDF《一种炼钢–连 铸生产计划一体 化编制方法》

收修改稿日期: 2006?06?19. 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(60474058, 60534010);

辽宁省高等学校学科拔尖人才基金资助项目. 第3期宁树实等: 一种炼钢C连铸生产计划一体化编制方法

375 制模型和连铸浇次计划编制模型, 模型中考虑了炼 钢和连铸各自的生产约束. 求解模型的过程中首先 求出若干个炼钢炉次计划方案, 再根据炉次计划方 案求出不同的浇次计划方案, 最后根据最优的浇次 计划确定与之相对应的炉次计划, 解决了炼钢计划 和连铸计划之间的协调问题. 采用生产实际数据的 仿真表明该方法是有效的, 对于生产实际具有一定 的指导意义.

2 炼炼炼钢钢钢C连连连铸铸铸生生生产产产计计计划划划编编编制制制问问问题题题(Steel- making and continuous casting planning problem) 在钢铁生产流程中, 炼钢生产出来的高温钢水提 供给连铸机, 连铸机将钢水浇铸成不同规格的板坯. 同一炼钢炉里炼出来的钢水称为一个炉次, 炼钢生 产计划主要是确定炉次的组织, 决定准备生产的板 坯需要分几个炉次生产, 哪些板坯可以组织到一个 炉次中生产以及炉次的生产顺序. 连铸机将钢水浇 铸成各种形态的板坯, 使用同一中间包浇铸的钢水 称为一个浇次, 通常一个浇次会包含多个炉次, 连铸 生产计划主要确定浇次的组织, 决定哪几个炉次的 钢水可以组织到同一个浇次计划中生产. 由于高温 钢水不易储存, 所以要求炼钢炉次计划和连铸浇次 计划的生产顺序一致, 即先炼出来的炉次应当先浇 铸. 下面详细说明炼钢和连铸生产中的工艺约束以 及炉次计划编制和浇次计划编制的数学模型. 2.1 炼炼炼钢钢钢C连连连铸铸铸生生生产产产中中中的的的工工工艺艺艺约约约束束束(Technical constraints in steel-making and continuous cast- ing) 2.1.1 炼炼炼钢 钢 钢生 生 生产 产 产工 工 工艺 艺 艺约 约 约束 束束(Technical constraints in steel-making ) 炼钢的一个炉次最多可以冶炼几十吨至上百吨 的钢材. 钢铁产品在生产过程中根据化学成分的不 同可以划分为4个钢级序列, 每个钢级序列又可以再 细化为不同的钢级. 只有同一钢级序列的板坯才允 许安排在同一炉次中生产, 而且一个炉次只能生产 一种钢级的钢水, 如果出现板坯钢级不同的情况, 只 能按照较高的钢级生产钢水. 编制炉次计划时要满足如下的生产工艺约束[6] : 1) 安排在同一炉次中的板坯钢级最好相同;

2) 板坯宽度尽量一致, 越接近越好;

3) 板坯厚度必须相同;

4) 交货期接近. 在编制炉次计划时, 首先选择交货期接近的板坯 作为候选板坯, 这样就满足了交货期的约束. 编制计 划过程中, 总会出现有的候选板坯由于工艺约束的 限制不能组成一炉的情况, 常用的处理方法是在炉 次计划中补充相同规格的板坯形成无委材, 但是这 会造成中间库存的增加. 所以要求编制炉次计划时 把尽可能多的候选板坯编入炉次计划, 以尽量减少 无委材的数量. 2.1.2 连连连铸 铸 铸生 生 生产 产 产工 工 工艺 艺 艺约 约 约束 束束(Technical constraints in continuous casting) 连铸生产是以炼钢炉次为单位的, 为了提高连铸 的生产率和成材率, 降低生产消耗, 需要有更多的炉 次用同一中间包进行连续浇铸, 工艺约束主要包括: 1) 中间包的寿命有一定限制, 连续浇铸的炉次 数不能超过中间包的寿命;