[发明专利]炼钢-精炼-连铸生产过程的调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢-精炼-连铸生产过程的调度方法，具体地说，涉及一种基于最佳工艺温度的炼钢-精炼-连铸生产过程的调度方法。

背景技术

在目前的钢铁生产过程中，钢铁企业生产部门通常将炼钢-精炼-连铸三个工序作为一个整体来进行生产计划编制，形成生产批量计划。然后，将所形成的生产批量计划下达给各生产厂执行，例如，下达给进行炼钢-精炼-连铸生产过程的炼钢厂。在下达给炼钢厂的生产批量计划中，指定了在连铸工序上需要加工的各个浇次和板坯交货时间，并要求炼钢厂按照连铸板坯交货时间要求生产出合格板坯。在接收到生产批量计划后，炼钢厂需要根据生产批量计划来编制炼钢-精炼-连铸生产过程的生产调度计划，以实现在工艺约束条件下最大程度地满足连铸板坯的交货时间要求的同时，使得完成全部工件的时间最短。

炼钢-精炼-连铸生产过程是一种高温、连续且伴随着物理及化学变化的复杂生产过程，其通常涉及多个炉次、多个工序、多个设备、多个阶段以及多个板坯。

这里要说明的是，术语“炉次”指的是炼钢-精炼生产过程的加工单位，根据具体生产厂不同，每个炉次可包含100-300t钢水。在本文中，用符号J₁，J₂，…，J_n表示n个炉次。

术语“工序”指的是每炉钢水要顺序经过炼钢、精炼方式1、…、精炼方式L、连铸等多种方式的加工，每次加工称作一个工序。在本文中，用符号O_i1，O_i2，…，O_im表示炉次i的第1到第m个工序。

术语“阶段”指的是炉次经过的加工方式。在本文中，用符号S₁，S₂，…，S_m表示m个生产阶段。

术语“板坯”指的是每个炉次的钢水经过连铸生产阶段后被浇铸成的板坯，每块板坯的重量通常为十几吨到几十吨。在本文中，用P₁，P₂....，P_N表示N块板坯。

图1示出了现有的炼钢-精炼-连铸生产过程示意图。

如图1所示，在现有炼钢-精炼-连铸生产过程中，根据现有的调度方法，炉次J₁，J₂，...，J_n依序通过炼钢设备1，2，...，|S₁|、精炼设备1，2，...，|S₂|和连铸设备1，2，...，|S₃|，然后形成板坯P₁，P₂，...，P_N。

在现有调度方法中，通常是应用启发式或精确算法来确定各工序的加工设备并指定各工序的开始时刻，即指定各工序的开始时间点。

然而，由于炼钢-精炼-连铸生产过程是一个高温且连续的生产过程，并伴随有复杂的物理及化学变化，因此，在炼钢-精炼-连铸生产过程中，常常存在许多不可预测的影响因素，从而导致炼钢-精炼-连铸生产过程很容易偏离生产调度计划。从上可知，在现有调度方法中只给出了各工序的开始时刻，并没有给出不影响生产调度计划的各工序的最晚开始时间。也就是说，根据现有调度方法所编制的生产调度计划是一种定点计划。因此，在生产过程偏离生产调度计划时，生产管理人员不能够根据所编制的生产调度计划判断实际生产过程偏离生产调度计划的程度，以及该种偏离是否会对炼钢-精炼-连铸生产过程产生影响，从而不能在偏离程度对生产过程产生不良影响时及时对生产调度计划进行调整。

因此，能够指定各工序在各加工设备上的[最早开始，最晚开始]时间窗口的炼钢-精炼-连铸生产过程的调度方法，可以使得生产管理人员在生产过程中出现意外因素时及时对调度计划进行调整。但是钢水在各工艺设备上要求的到达温度构成一个温度区间，有最低温度、最佳温度、最高温度要求，并且钢水在整个加工周期内处于不同的加工阶段时具有不同的温度-时间变化规律，因此在给定的计划周期、设备分配、加工顺序的约束条件下，单纯的以时间窗口为依据进行炼钢-精炼-连铸生产过程的调度只能保证钢水在各工艺设备上的温度在要求的温度区间范围内，而无法保证钢水在各工艺设备上具有一个最佳的到达温度。

因此，为了使各炉钢水在各设备上能够具有最佳的到达温度，需要确定调度方法中各工序在其时间窗口中的哪一刻开始才是最佳的，即确定时间窗内各炉钢水在各设备上的开始时间，仍是目前急需解决的重要问题。

发明内容