[发明专利]一种炼钢-连铸-热轧集成调度方法与系统

说明书

本发明提供了一种炼钢‑连铸‑热轧集成调度方法与系统，包括：S1，初始化获得炼钢‑连铸调度计划；S2，根据当前的炼钢‑连铸调度计划以及工作订单需求、产线模型、当前生产节奏、轧制单元长度约束、轧制单元内部相邻板坯宽度、厚度和硬度跳变约束得到热轧调度计划；S3，根据当前的炼钢‑连铸调度计划与热轧调度计划确定库存变化情况是否满足预设的库存优化规则，若满足，则进入下一步，若不满足，则调整与库存优化相关的当前参数后返回S1；S4，根据当前的炼钢‑连铸调度计划与热轧调度计划获得总体送热率数据；S5，判断是否达到集成调度终止条件，若达到则实施调度计划，若未达到则下一步；S6，重新优化生成炼钢‑连铸调度计划，返回S2。

技术领域

本发明涉及工业过程优化信息调度技术领域，具体地，涉及一种炼钢-连铸-热轧集成调度方法与系统。

背景技术

现代化钢铁工业的发展趋势是设备的大型化、生产过程的连续化、高速化和自动化；同时，随着行业竞争的加剧，迫切要求钢铁厂能够灵活地组织生产，及时满足市场小批量、多品种、高质量、低价格的市场需求。近年来，围绕节能而出现的连铸坯热送、热装和直接轧制三种工艺，将炼钢、连铸和热轧的工序直接连接，使钢铁企业生产成为一体化的有机系统。上述生产模式及工艺改进对生产管理，特别是一体化调度的计划编制提出了更高的要求。科学的确定生产调度计划，可充分提高设备的生产效率，减少工序等待时间，降低物耗和能耗，从而降低生产成本，提高产品的国际竞争力。

炼钢、连铸、热轧作为钢铁生产流程的三大关键工序，它们之间不仅存在物流平衡和资源平衡问题，而且由于高温作业，还存在能量平衡和时间平衡问题。钢水要保质保量，并按一定节奏传送到连铸工序，以实现多炉次的连浇连铸，并实现连铸与热轧计划的有机结合，从而提高装炉温度和热装比。这三大工序的一体化计划、调度，和生产物流的连续性，已成为应用现代计算机和信息技术提升钢铁工业低碳制造的一个具有挑战性的关键命题。整个钢铁生产过程中，生产批量大，要求前后工序产能平衡，生产节奏协调一致。因此，各阶段生产批量计划(炉次计划、浇次计划和轧制计划)的制定以及板坯库的优化管理是解决一体化集成生产调度问题的关键。

炼钢、连铸和热轧生产过程中，生产约束非常多。整条物流中多数工序同时兼有物理和化学变化，其生产存在实时性、连续性和随机性的特点，生产调度的复杂性很高；整个生产过程受到设备、生产材料、生产工艺、生产连续性、经济效益的限制，约束众多；同工序的设备可加工同一材料，随机性高。

同时，由于炼钢、连铸、热轧分属不同工序，其工艺特点、约束和目标各不相同，极大地增加了集成调度的难度：

(1)炼钢生产属于典型的批次生产模式，转炉或电炉在冶炼中要求固定的装入量，因此炼钢工序的实际生产量将是转炉或电炉装入量的整数倍。但是合同订单转化为炼钢工序的计划量并不一定是转炉或电炉装入量的整数倍，所以炼钢工序的实际生产量大于等于炼钢工序的计划生产量。通常还需要满足以下约束：钢种(Steel Grade)相同；板坯宽度相同；厚度相同；交货期接近；95％炉容量≤板坯总重量≤100％炉容量。

(2)连铸机因为设备和工艺的限制，要求同一钢种的连续浇注时间尽量持续，以节约成本。同时，通常具有以下要求：不同炉次之间的钢种差异在一定范围内；板坯的宽度变化不允许超过一定程度；浇次中的炉次数受中间包寿命大小的影响；炉次之间交货期应接近。这样在制定炼钢生产计划时，除原材料的限制之外，还要考虑相同钢种的钢水如何保证供应给连铸机，以保证连续性。