炼钢-精炼-连铸生产过程的仿真建模

在炼钢-精炼-连铸中，通过仿真可进一步制定出合理的生产计划，这样有利于提高计划在实际生产中的可执行性，而建模是使仿真过程更贴近实际生产的重要步骤。     

长材型特殊钢厂产品结构及产能

为了解决市场需求与钢厂产能之间的矛盾,讨论了在满足炼钢厂生产顺行的前提下如何合理安排生产,既满足诸多客户对各类产品的需求,又充分发挥炼钢厂产能,以国内某长材型特殊钢厂为例,结合产品结构和产能的概念,分析不同钢种间合理的生产比例及产能.从设备、工序和炼钢厂三个层面分析产品结构和产能之间的关系,并提出了合理产品结构及产能的计算方法.     

基于精准设计的甘特图组合产能核算

基于钢铁流程的精准设计思想,提出了甘特图组合产能核算的两步设计法.首先依据产品大纲,利用传统设计方法确定初始流程;然后根据合理的甘特图组合模式和产品大纲中各类钢种的产量比例,建立甘特图组合模式方程组,利用逐次松弛迭代法进行求解,计算得到流程的产能.结果显示流程产能小于传统设计法中各工序的产能.通过甘特图组合产能核算,分析了脱碳转炉公称容量和连铸机拉速对流程产能和工序作业率的影响规律,找出了对应脱碳转炉不同公称容量的流程合理产能规模和应达到的连铸机拉速水平.     

对我国炼钢车间实现全连铸的构想

分析了国内外钢铁工业发展的趋势,提出了中国炼钢车间实现全连铸的基本条件,构想,以及在目前条件下实现全连铸而应采取的措施。     

基于UML炼钢-连铸车间生产调度系统建模

为了适应炼钢-连铸生产调度系统对实时性和动态性的要求，用Unified Modeling Language(UML)对该问题建立了需求模型、静态模型和动态模型，探讨了使用UML建模的特点及关键技术，结果表明，UML能够将系统的结构与数据良好的结合起来，精确体现系统的需求。     

炼钢─连铸生产的计划与调度结构

分析了炼钢－连铸生产工艺流程的特点，给出了一个炼钢－连铸生产计划与调度编制方法的总体结构，以及编制炼钢－连铸作业计划的基本程序     

基于蚁群算法的炼钢-连铸作业计划编制方法

为提高炼钢-连铸作业计划编制中资源配置的有效性,提出了一种面向生产流程动态网络的自组织资源配置蚁群算法.炼钢-连铸作业计划以最小化炉次作业冲突时间和作业前等待时间、尽早安排连铸机开浇时间为目标,以连铸机连浇等工艺要求为约束条件建立模型,按生产流程网络结构的时空逆序关系设计了蚁群求解算法.利用某钢厂实际生产作业计划数据进行的算法验证结果表明:模型及算法能迅速得到高质量的可执行炼钢-连铸生产作业计划.     

基于“炉机对应”原则的炼钢—连铸调度模型

针对某特殊钢厂炼钢—连铸生产调度问题,首先,构建以炉机匹配度、连浇炉数以及过程等待时间等为主要评价指标的多目标优化调度数学模型.进而,对工艺流程结构以及炼钢、精炼和连铸三个工序的运行时间进行解析,分析合理的产品结构范围及不同产品结构下的生产组织模式.根据炼钢厂运行的"炉机对应"原则,运用柔性工序缓冲调节策略,协调优化炼钢、连铸工序间的生产节奏,求解不同生产模式下的调度方案.最后,通过仿真计算与实际生产状况的综合分析,验证了调度模型和求解策略的有效性和优越性.     

炼钢-连铸流程的炉机匹配

根据对钢厂炼钢-连铸流程中各工序的功能及相互关系的分析,建立炼钢-连铸流程简化模型,从理论上分析转炉和连铸机主要参数应满足的衔接匹配要求。在中冶连铸公司炼钢厂实际数据的基础上,借助Matlab仿真工具归纳比较不同物流瓶颈下可采取的炉机参数改进方案的利弊与匹配效果,提出进行炉机匹配的一般性改进方法和选择方案。最后,将其应用在中冶连铸公司炼钢厂的实例中,为其制定适应该厂的最佳炉机参数改进方案,在保证生产安全与流畅的前提下实现炉机参数的良好匹配。     

基于规则学习的炼钢-连铸钢包选配方法

针对炼钢-连铸生产钢包选配时,钢包属性众多,且选配目标相互冲突难以同时满足的现状,通过一阶规则学习确定钢包温度最高、钢包使用次数最多、钢包材质等级最低和钢包下水口数量最小为性能指标,以钢包温度、使用次数、钢包材质、钢包水口使用次数、滑板和框架使用次数为约束,为每个炉次决策钢包,建立钢包选配模型.通过最小一般泛化法给出了钢包选配规则,提出了基于规则优先级的启发式钢包选配方法.实际数据仿真与实际应用结果表明,所提方法减少了在线钢包数量和日钢包维护次数,提升了炉次生产效率.     

基于单元特定事件的多缓冲炼钢连铸生产调度建模

针对炼钢-连铸生产实际,提出多缓冲炼钢-连铸生产调度问题。考虑缓冲、分配、排序、时间、连铸等实际约束,建立基于单元特定事件的连续时间混合整型线性规划模型,实际案例验证了该模型的有效性。     

钢厂炼钢-连铸生产调度及重计划方法

为解决炼钢-连铸生产调度中扰动情况下的重计划编制问题,提出一种按扰动时的作业计划是否已开始执行进行作业计划的分类,并分别采用正向时间并行顺推算法与反向基于遗传算法和时间并行倒推的混合优化算法进行炉次计划的重计划。利用某钢厂8 h的实际生产作业计划数据进行的验证结果表明:该方法能快速得到高质量的可执行炼钢-连铸生产重计划与调度方案。     

特殊钢厂炼钢-连铸调度模型

针对特殊钢厂的炼钢-连铸调度问题,建立了多目标调度模型.在模型求解过程中,对静态调度策略和动态调度策略进行了探讨.在静态调度部分,结合炼钢厂运行原则,并根据炼钢炉和连铸机作业周期的不同对应关系,对生产模式进行了分类,给出了相应的求解方法.在动态调度部分,给出了基于规则的动态调度策略以及具体的时间调整方法.最后,根据某转炉特殊钢厂的实际生产状况,在三台连铸机同时生产的情形下,对三个浇次的调度计划进行了仿真计算.通过与实际生产数据的比较,表明所采用方法的有效性.     

炼钢-连铸过程生产计划与调度问题综合优化研究

生产计划与调度是炼钢厂生产管理与控制的重要环节。对特殊钢厂炼钢-连铸过程的生产计划与调度问题进行述评,对国内外其研究现状进行分析,并指出了其生产计划与调度结构的发展趋势。结果表明,合理的生产计划与调度方案,是特殊钢厂实现高品质、高效生产的重要途径,亦可对其全过程进行高效协调与管理,从而降低能耗和冶炼成本。     

Quantitative evaluation of multi-process collaborative operation in steelmaking-continuous casting sections

The quantitative evaluation of multi-process collaborative operation is of great significance for the improvement of production plan-ning and scheduling in steelmaking-continuous casting sections (SCCSs). However, this evaluation is difficult since it relies on an in-depth un-derstanding of the operating mechanism of SCCSs, and few existing methods can be used to conduct the evaluation, due to the lack of full-scale consideration of the multiple factors related to the production operation. In this study, three quantitative models were developed, and the multi-process collaborative operation level was evaluated through the laminar-flow operation degree, the process matching degree, and the schedul-ing strategy availability degree. Based on the evaluation models for the laminar-flow operation and process matching levels, this study invest-igated the production status of two steelmaking plants, plants A and B, based on actual production data. The average laminar-flow operation (process matching) degrees of SCCSs were obtained as 0.638 (0.610) and 1.000 (0.759) for plants A and B, respectively, for the period of April to July 2019. Then, a scheduling strategy based on the optimization of the furnace-caster coordinating mode was suggested for plant A. Simu-lation experiments showed higher availability than the greedy-based and manual strategies. After the proposed scheduling strategy was applied, the average process matching degree of the SCCS of plant A increased by 4.6％ for the period of September to November 2019. The multi-pro-cess collaborative operation level was improved with fewer adjustments and interruptions in casting.     

文化基因算法求解多工艺路线炼钢-连铸生产调度问题

针对包含多工艺路线的炼钢-连铸生产调度问题,综合考虑生产过程中的多种约束条件,以文化基因算法为基础提出一种新的求解方法。在文化基因算法设计过程中,对于不同工艺路径的机器选择,采用启发式规则指导的机器指派方法;在算法优化中,通过引入基于连接矩阵的相似工件块交叉方法和基于基因位全插入的邻域搜索算子,从全局和局部搜索角度全面提高算法性能。最后,通过对多组算例进行对比分析,验证了本文算法的可行性和优越性。     

炼钢连铸生产计划调度一体化的仿真优化模型

为解决炼钢-连铸生产计划制定的可执行性与调度过程的时间不确定性影响问题,建立了一种计划调度一体化的仿真优化模型。模型以炼钢生产流程中的物流为对象,将连铸的连浇批量计划完成作为仿真的目标导向,同时考虑了过程的实时信息,并将生产调度原则抽象作为仿真模型的局域演化规则;模型可根据生产目标、过程信息按局域规则进行工位状态更新和物流迁移,从而实现目标导向下的自组织仿真。对于任意设定的时间范围,通过仿真模型的一次连续演化即得到可执行的炼钢连铸炉次计划,即初始调度方案。以某钢厂8h的生产实际数据检验了该仿真优化方法的有效性。     

连铸机故障时融合炉次重分配的炼钢-连铸生产重调度

在炼钢-连铸生产过程中,连铸机故障会导致当前生产计划不可行,需要为故障机上未完成炉次重新分配连铸机和浇铸顺序。现行人工重分配策略无法及时响应以保证稳定和高效的生产,因此本文提出一种基于等待时间最小化的启发式炉次重分配规则,然后在此基础上建立重调度模型,并设计改进遗传算法求解该问题。采集某炼钢厂的实际生产数据进行算法验证,结果表明本文方法在连铸机出现故障时能快速给出较优的重调度方案。     

基于多目标优化的炼钢-连铸生产智能调度模型与算法

针对现有数学规划模型和算法对设备冲突欠缺直接、有效的处理方法问题,应用多目标优化的基本思想,建立了新的炼钢-连铸生产智能调度模型,将炼钢-连铸生产调度问题转化为具有两个目标的多目标优化问题,其中,第1个目标为最小化全厂完工时间与所有炉次等待时间,第2个目标由不能消解的设备冲突时间转换得到,这样利用多目标优化方法的先天优势来克服传统方法的不足,并设计了基于多目标进化算法NSGA-Ⅱ的求解算法;此外,针对设备冲突困境,还提出了一种基于等待时间松弛的冲突消解方法,通过迭代松弛调整炉次的等待时间长度完全消解设备冲突。在国内某大型转炉炼钢厂的应用实践表明了所提模型和算法的有效性。     

不同浇铸阶段高强钢铸坯洁净度研究

采用氧氮分析、金相法、大样电解法、扫描电镜和能谱分析等方法,对不同浇铸阶段高强钢铸坯(头坯、正常坯、尾坯)的洁净度进行研究。结果表明,与正常坯相比较,头坯和尾坯中T[O]含量均有不同程度的提高;头坯中氮含量大幅升高,而尾坯中氮含量变化很小;头坯、尾坯的显微夹杂物均有所增加,显微夹杂物主要为TiN、Al2O3-TiN和球状钙铝酸盐类复合夹杂物;头坯中大型夹杂物最多(8.77mg/10kg),尾坯次之(5.71mg/10kg),正常坯中最少(1.75mg/10kg),大型夹杂物主要为TiN、SiO2、Al2O3-SiO2和Al2O3-SiO2-CaO,另外还有少量的MgO-CaO夹杂物和含有TiO2的复合夹杂物,这些夹杂物主要来源于结晶器卷渣。