[发明专利]炼钢生产工艺中的板坯组炉方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及冶金自动化领域，更具体地说，涉及到一种基于双层编码遗传算法的炼钢生产工艺中的板坯定宽组炉方法及装置。

背景技术

在钢铁生产中，炼钢、连铸是两个紧密配套的环节。当用户合同订单到来后，经过质量设计和生产设计，合同转变为一块块虚拟板坯，炼钢时就是把板坯组合在一起以炉为单位进行冶炼，最后进入连铸机进行浇铸。炼钢组炉时考虑的是把出钢记号相同及宽度相同的板坯组成一炉，不满一炉仍按一炉生产，多余的部分为余材。因为板坯的宽度是个范围，因此如何确定板坯的宽度并使得组炉后的余材最少、尽可能使用最大宽度来提高产能是件很有意义的事情。

目前炼钢组炉是以组矩表的形式来进行的，即把板坯按最小宽度归并，然后计划员在计算机的辅助下手工组炉。由于板坯是按最小宽度归并，并没有进行任何优化，所以组炉后的宽度个数可能很多，余材也会很多，而且也不是尽可能按最大宽度来生产，这将直接影响后面的连铸过程和产能发挥。

公开号为CN1792501的中国发明专利申请，公开了一种炼钢连铸生产工艺中的组连浇批次方法。该方法是炼钢-连铸计划中的第二步骤，即组CAST-LOT(连浇批次)。

公开号为CN1775422的中国发明专利申请，公开了一种炼钢连铸生产工艺中的组中间包方法。该方法是炼钢-连铸计划中的第三步骤，即组中间包部分。

公开号为CN1775416的中国发明专利申请，公开了一种炼钢连铸生产工艺中的出钢计划排程方法。该方法是炼钢连铸计划的最后步骤部分，即铸机分配部分。

公开号为JP09-094646的日本发明专利申请，公开了一种连续浇铸中控制板坯切割的方法。该方法是在连续浇铸板坯时，怎样选择合同量进行切割，使减少浪费，它使用了遗传算法来确定一个具体的板坯长度，通过最佳的合同量来控制切割点。

上述几个发明是炼钢生产中组炉后的后续步骤。

在连续浇铸中，组炉方法所涉及的设备及其工作情况如下所述。

转炉：炉体可转动，用于吹炼钢的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备。转炉有最大容量限制，冶炼时钢水不得超过其最大容量。宝钢分公司使用的转炉容量大部分为300吨，也有250吨的电炉，不锈钢的转炉则为150吨。

连铸机：钢水连续通过中间包(一种大型漏斗装置)流入水冷铜板构成的结晶器形成坯壳，然后被拖往由一系列辊子组成的通道，同时用细密的水雾对铸坯进行喷淋冷却，直到铸坯完全凝固成板坯的过程就叫连铸。而这一系列的设备及装置就是连铸机，在浇铸时连铸机的宽度是可以调节的，通常只能从宽到窄调，最小调宽量为50毫米，最大调宽量为100毫米，反调或超过调宽量的话很容易导致漏钢，一般板坯连铸机的最小浇铸宽度为900，最大浇铸宽度为1450，这样整个连铸机的可用宽度为12个：900，950，1000，1050，1100，1150，1200，1250，1300，1350，1400，1450。

出钢记号：是一组表示产品工艺规程和技术规程名称的代码，表示该炉钢和钢锭所要具体的产品工艺规程和技术规程规定的质量要求，它表征了一类产品的成分和性能。

侧压量：浇铸好的板坯在进行热轧时，两侧有侧压辊对其进行压挤使其在热轧出口时的宽度符合合同交货的要求，因此合同在质量和生产设计时，考虑这个侧压量，其浇铸宽度范围会扩大，这样就会使得板坯在浇铸时比较容易组合。

材料设计：就是按照生产工艺要求，把合同变成一块块的虚拟板坯。

合同组矩表：把合同按最小宽度归并的一张矩阵统计表，“行”为不同出钢记号，“列”为12个浇铸宽度，以表示不同出钢记号的合同在各个宽度里的分布情况，便于计划员掌握合同的结构，编制出比较合理的炼钢—连铸计划。

组炉：炼钢时是把相同出钢记号即成分相同的钢水倒入转炉中一炉炉冶炼的，但炼钢结束后马上就要进行浇铸，因此转炉里虽然还是钢水，但其实已经是一块块的虚拟板坯，只要一经浇铸就变成实物板坯。因此合同在材料设计变成虚拟板坯后，就需要如何把它们组合在一个转炉里进行炼钢。炼钢时对板坯的要求是出钢记号相同，连铸时对板坯的要求是宽度从宽到窄排列，所以组炉问题就是将出钢记号相同及规格相近的板坯组成一炉进行炼钢。

余材：转炉是有固定容量的，为了不浪费产能，每炉都按其标准容量进行生产，如果合同比较少，够不成一炉钢水，仍按一炉钢进行冶炼，多余的钢水浇铸出来的板坯就变成了无合同可交付的无委托材，也称余材，余材太多的话会浪费材料，积压库存，增加成本。