CN114908210A - 一种转炉钢包自动配包方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转炉钢包自动配包方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：已配包钢包状态更新；步骤2：获取需要配包的计划；步骤3：读取设定参数；步骤4：自动配包；步骤5：生成配包指令；步骤6：配包指令下达。该技术方案结构简单，使用方便，通过该方法，改变了原有的配包习惯，按照“最近可用”原则，实现转炉钢包自动配包，提高里钢包日周转次数。

Description

一种转炉钢包自动配包方法
技术领域
本发明涉及一种配包方法，具体涉及一种转炉钢包自动配包方法，属于转炉钢包控制技术领域。
背景技术
炼钢生产过程中，钢包的主要作用是盛放钢水，同时是精炼过程的反应容器，选择不合适的钢包可能会造成严重的后果，比如使用新钢包比使用周转包会造成钢水温度下降更快，可能造成连铸因中包温度低而断浇；使用超期服役钢包可能会出现钢包壁发红甚至穿包的严重事故；高品质钢使用有害元素残余多的钢包可能会造成成分超标从而降级改钢等质量事故。钢包使用从出钢开始一直延续到连铸浇铸结束，这个过程一般会持续60到200分钟，有的甚至更长，之后是倒渣、热修，热修时间长短则根据钢包使用次数、状况根据需要来确定，一般15-40分钟，然后就是返回继续接钢水。从上可以看出一个钢包周转一次最快也超过120分钟。以两炉对两机的生产模式来说，周转包的数量可能超过10个，仅靠人工无法实现精确的调控钢包的使用。目前国内外多数钢厂均有钢包计划，没有自动预排钢包计划功能，无法做到合理统筹安排钢包及时上下线，多数依据按照“先浇先用”的原则由操作人员进行配包，投用了过多的周转包，造成了过长的空包传隔时间，浪费了大量的烘烤煤气。经过查新，有一种考虑生产设备调度计划约束的运输设备钢包路径编制方法(CN201710590616.2)、一种炼钢厂钢包精细化管理方法(CN201210358323.9)、钢包调控***(CN201110348835.2)、钢包调度问题的优化方法(CN201711243859.5)4个发明专利。其中，一种考虑生产设备调度计划约束的运输设备钢包路径编制方法(CN201710590616.2)：为一种考虑生产设备调度计划约束的运输设备钢包路径编制方法；一种炼钢厂钢包精细化管理方法(CN201210358323.9)：本发明提供一种炼钢厂钢包精细化管理方法，其特征在于，将钢包相关信息分为总体信息、能耗相关信息和安全相关信息，总体信息包括钢包号、状态、大修包包龄、小修包包龄和位置，能耗相关信息包括待用时间、烘烤时间和残钢量，安全相关信息包括熔池使用次数、上水口使用次数、下水口使用次数、滑板使用次数、透气砖使用次数和渣线使用次数。其中，能耗相关信息决定了钢包在各个工序的钢水补偿温度，安全相关信息决定了钢包下个周期是否可以安全投用。本发明方法通过在钢包周转过程中动态维护总体信息、能耗相关信息和安全相关信息，为进行精确的温度补偿提供依据，为进行安全的投用钢包提供决策，进而提高炼钢厂钢包的精细化管理水平，而钢包的选择调配由人工完成；钢包调控***(CN201110348835.2)：包括钢包数据库、在线钢包及状态表、钢包跟踪模块、钢包安全性校核模块、钢包维护调控模块、中心控制器模块；中心控制器模块根据炼钢计划和炼钢实绩，在发送钢包维护指令到钢包维护调控模块之前，先通过钢包安全性校核模块对该钢包的期望作业进行可行性评估，评估通过之后再发送钢包维护指令到钢包维护调控模块，控制相应钢包位置处的作业设备进行维护作业，由此防止钢包超龄服役、发生漏钢风险，保证钢包符合安全性要求，并能减少材料及能源损耗，不具备钢包自动选择功能；钢包调度问题的优化方法(CN201711243859.5)：钢包调度问题的优化方法,解的编码方式.初始解的生成,生成初始参考集：更新参考集；子集生成方法；组合算子,是一种结合钢水加工时间具有可控性的特点，制定的钢包调度计划的方法，是一种微调炼钢-连铸调度计划的自动方法。该方法通过适当的调整钢水在炼钢工序的加工时间，在保证钢包服务钢水满意度(即钢水质量)的前提下，提高钢包的周转速率，减少服务过程的热能损失，该方法通过调整转炉计划来安排钢包，而本发明是在不改变试图改变计划，而是按照“最近可用”原则进行自动配包，根据需要增减钢包，达到降低成本的目的。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种转炉钢包自动配包方法，该技术方案结构简单，使用方便，通过该方法，改变了原有的配包习惯，按照“最近可用”原则，实现转炉钢包自动配包，提高里钢包日周转次数。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种转炉钢包自动配包方法，转炉钢包自动配包***，其特征在于，所述***包括以下控制模块：
(1)炼钢生产计划控制***即炼钢L3：炼钢生产计划控制***向钢包过程控制***即钢包L2下发转炉生产计划、配包确认指令、钢包状态信息，钢包过程控制***(钢包L2)把接收的转炉生产计划、配包确认指令、钢包状态信息处理后存储到本地数据库中。自动配包完成后钢包过程控制***(钢包L2)把配包指令发送给炼钢生产计划控制***(炼钢L3)；
(2)获取转炉计划模块：属于钢包过程控制***(钢包L2)，用于获取需要配包的转炉计划；
(3)更新已配包计划模块：属于钢包过程控制***(钢包L2)，用于更新已配包计划状态为最新的生产状态；
(4)初始参数设定模块：属于钢包过程控制***(钢包L2)，用于设定计算过程中需要使用的参数；
(5)自动配包模块：属于钢包过程控制***(钢包L2)，为所有需要配包的转炉计划按照“最近可用”原则进行配包，同时计算出需要的周转包数量；
(6)配包指令生成模块：属于钢包过程控制***(钢包L2)，根据配包结果生成配包指令；
(7)配包指令下达模块：属于钢包过程控制***(钢包L2)，用于把配包指令发送到炼钢生产计划控制***(炼钢L3)；由操作人员在炼钢L3画面中进行配包确认。
一种转炉钢包自动配包方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：已配包钢包状态更新；
步骤2：获取需要配包的计划；
步骤3：读取设定参数；
步骤4：自动配包；
步骤5：生成配包指令；
步骤6：配包指令下达。
所述步骤1：已配包钢包状态更新，具体如下：计划配包之后要与生产状态保持一致，尤其是当出现钢种变更、浇铸开始时间、结束时间变化时，需要把相应的信息变更过来；当炉次开浇后，根据剩余钢水重量、浇铸速度、结晶器尺寸估计剩余浇铸时间，从而推定出该计划浇铸完成时间，并把该时间保存到相应的大包状态中，当钢包吊离时，记录钢包吊离时间。
步骤2：获取需要配包的计划，具体如下：仅针对未配包确认的所有未出钢的计划进行配包，根据上述条件查找所有计划，并按照出钢时间进行升序排序。
步骤3：读取设定参数，具体如下：参数通常在文件或者数据库中，包括：出钢时长(分钟)、大修包龄、中修包龄、小修包龄、上水口限次、下水口限次、吊离等待时长(分钟)、倒渣时长(分钟)、普通热修时长(分钟)、更换上水口时长(分钟)、返回时长(分钟)、P差上限(％)、S差上限(％)、微量元素差上限(％)、热备等待时长(分钟)、冷备等待时长(分钟)等，这些参数根据实际情况进行修改。
步骤4：自动配包，具体如下：通过步骤2获取所有需要配包的计划Plans，
获取所有可用钢包，
计算上述钢包可用时刻并排序，
获取所有时间满足要求的钢包，
若钢包包龄以及P差、S差、微量元素差均满足要求则进行配包，并更新该钢包的信息，把计划挂在该钢种中去，否则用下一钢包进行判断。直至所有Plans完成一遍，
再次查找Plans中没有完成配包的计划，
重复上述步骤，只要时间满足要求，就可以配包，对应P差、S差、微量元素差均不满足要求的计划则设置特殊标记。
步骤5：生成配包指令，具体如下：配包指令主要分为：配包、新增钢包、钢包下线；经过步骤3后Plans中已经有钢包的计划生成配包指令，同时把钢种相容性特殊标记包括在其中；对于没有钢包的计划则生成新增钢包指令，同时把期望时间包括其中；对于空闲时间超过热备等待时长、或冷备等待时长的钢包则生成钢包下线指令，同时把下线时间包括其中。
步骤6：配包指令下达，具体如下：把配包指令发送到炼钢生产计划控制***(炼钢L3)；由操作人员在炼钢L3画面中进行配包确认。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案本发明结构简单，使用方便，通过该方法，改变了原有的配包习惯，按照“最近可用”原则，实现转炉钢包自动配包，提高里钢包日周转次数，减少空包传隔时间，实际减少超过8分钟/炉，改善了钢水的质量，能够做到及时增减钢包，降低了能源消耗，根据测算烘烤用焦炉煤气消耗(m3/吨坯)降低了17％。由于减少了空包传隔时间，可以减少钢包温降，就降低了转炉出钢温度，出钢温度的降低进一步降低了转炉的冶炼成本。上述共可使吨钢冶炼成本降低2.5元左右，效益非常可观。
附图说明
图1为***结构示意图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种转炉钢包自动配包方法，包括如下控制步骤：
步骤1：已配包钢包状态更新；
计划配包之后要与生产状态保持一致，尤其是当出现钢种变更、浇铸开始时间、结束时间变化时，需要把相应的信息变更过来；当炉次开浇后，根据剩余钢水重量、浇铸速度、结晶器尺寸估计剩余浇铸时间，从而推定出该计划浇铸完成时间，并把该时间保存到相应的大包状态中。当钢包吊离时，记录钢包吊离时间。
其中钢水剩余浇铸时间计算公式如下：
Figure BDA0002942603750000041
wpm:通钢量(kg/min)
ρ:钢水密度(kg/m3)
widthi:第i流结晶器宽度(m)
thicknessi:第i流结晶器厚度(m)
第i流浇铸速度(m/min)：speedi
remainT＝wgt/wpm
remainT:剩余浇余浇铸(min)
wgt:钢水量(kg)
步骤2：获取需要配包的计划；
仅针对未配包确认的所有未出钢的计划进行配包，根据上述条件查找所有计划，并按照出钢时间进行升序排序。判断逻辑为根据计划出钢时间>当前时间-30分钟，并且在当前钢包状态信息中没有进行配包确认的计划。
步骤3：读取设定参数；
Figure BDA0002942603750000051
步骤4：自动配包；
①获取所有需要配包的计划Plans
②获取所有可用钢包Ladles
③计算上述钢包可用时刻并排序，方法如下：
若计划出钢时间大于热修结束时间，则可用时间计算公式如下：
可用时间＝浇铸结束时间+吊离等待时长+总热修时长+返回时长
否则
可用时间＝热修结束时间+返回时长。
④设置计算次数CalcNo＝0
Lable0：
若CalcNo>1则跳转到Lable6。
设置i＝1
Lable1：
若i大于Plans条数，则跳转到label5。
取第i条计划记为Plans(i)
若Plans(i)已配包则跳转到label4。
在Ladles中查找所有可用时间小于Plans(i)出钢开始时间的钢包记为Ladles1
设置j＝1
Label2：
若i大于Ladles1个数，则跳转到label4
取第j个钢包记为Ladles1(j)
若钢包大修包龄、中修包龄、小修包龄达到使用响应上限则跳转到label3。
若为特殊钢种而上炉有微量元素则跳转到label3。
计算计划钢种与钢包盛放的上炉钢种的P差ΔP、S差ΔS、微量元素差ΔOthers
⑤若CalcNo＝0则
Figure BDA0002942603750000061
Figure BDA0002942603750000062
Figure BDA0002942603750000063
若ΔP>P差上限或ΔS>S差上限或ΔOthers>微量元素差上限，则跳转到label3。
为Plans(i)指定钢包Ladles1(j)，计算该次钢包的空闲时间，下次可用时间，并保存到Ladles中相应的钢包中。
跳转到label4。
否则
Figure BDA0002942603750000071
Figure BDA0002942603750000072
Figure BDA0002942603750000073
若ΔP>P差上限或ΔS>S差上限或ΔOthers>微量元素差上限，设置相应的标记。
为Plans(i)指定钢包Ladles1(j)，计算该次钢包的空闲时间，下次可用时间，并保存到Ladles中相应的钢包中。
跳转到label4。
Label3：
设置j＝j+1，跳转到Label2。
Label4：
设置i＝i+1，跳转到Label1。
Label5：
设置CalcNo＝CalcNo+1，跳转到
Label6：
结束计算，保存计算结果。
计算机周转包总数量＝所有在线钢包数量。
步骤5：生成配包指令
配包指令主要分为：配包、新增钢包、钢包下线；经过步骤(3)后Plans中已经有钢包的计划生成配包指令，同时把钢种相容性特殊标记包括在其中；对于没有钢包的计划则生成新增钢包指令，同时把期望时间包括其中；对于空闲时间超过热备等待时长、或冷备等待时长的钢包则生成钢包下线指令，同时把下线时间包括其中。
步骤6：配包指令下达
把配包指令发送到炼钢生产计划控制***(炼钢L3)；由操作人员在炼钢L3画面中进行配包确认。
计算实例说明
本发明运行后，其中推荐钢包为本发明实际运算结果，钢包号为人工配包确认结果，一致率达到83％，能够很好的指导钢包调配作业，提高了钢包的周转率，降低了生产成本。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (8)

1.一种转炉钢包自动配包***，其特征在于，所述***包括以下控制模块：
(1)炼钢生产计划控制***即炼钢L3：炼钢生产计划控制***向钢包过程控制***即钢包L2下发转炉生产计划、配包确认指令、钢包状态信息，钢包过程控制***把接收的转炉生产计划、配包确认指令、钢包状态信息处理后存储到本地数据库中,自动配包完成后钢包过程控制***把配包指令发送给炼钢生产计划控制***；
(2)获取转炉计划模块：属于钢包过程控制***，用于获取需要配包的转炉计划；
(3)更新已配包计划模块：属于钢包过程控制***，用于更新已配包计划状态为最新的生产状态；
(4)初始参数设定模块：属于钢包过程控制***，用于设定计算过程中需要使用的参数；
(5)自动配包模块：属于钢包过程控制***，为所有需要配包的转炉计划按照“最近可用”原则进行配包，同时计算出需要的周转包数量；
(6)配包指令生成模块：属于钢包过程控制***，根据配包结果生成配包指令；
(7)配包指令下达模块：属于钢包过程控制***，用于把配包指令发送到炼钢生产计划控制***(炼钢L3)；由操作人员在炼钢L3画面中进行配包确认。
2.一种转炉钢包自动配包方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：已配包钢包状态更新；
步骤2：获取需要配包的计划；
步骤3：读取设定参数；
步骤4：自动配包；
步骤5：生成配包指令；
步骤6：配包指令下达。
3.根据权利要求2所述的转炉钢包自动配包方法，其特征在于，所述步骤1：已配包钢包状态更新，具体如下：计划配包之后要与生产状态保持一致，尤其是当出现钢种变更、浇铸开始时间、结束时间变化时，需要把相应的信息变更过来；当炉次开浇后，根据剩余钢水重量、浇铸速度、结晶器尺寸估计剩余浇铸时间，从而推定出该计划浇铸完成时间，并把该时间保存到相应的大包状态中，当钢包吊离时，记录钢包吊离时间。
4.根据权利要求3所述的转炉钢包自动配包方法，其特征在于，步骤2：获取需要配包的计划，具体如下：仅针对未配包确认的所有未出钢的计划进行配包，根据上述条件查找所有计划，并按照出钢时间进行升序排序。
5.根据权利要求3或4所述的转炉钢包自动配包方法，其特征在于，步骤3：读取设定参数，具体如下：参数通常在文件或者数据库中，包括：出钢时长、大修包龄、中修包龄、小修包龄、上水口限次、下水口限次、吊离等待时长、倒渣时长、普通热修时长、更换上水口时长、返回时长、P差上限、S差上限、微量元素差上限、热备等待时长、冷备等待时长，这些参数根据实际情况进行修改。
6.根据权利要求5所述的转炉钢包自动配包方法，其特征在于，步骤4：自动配包，具体如下：通过步骤2获取所有需要配包的计划Plans，
获取所有可用钢包，
计算上述钢包可用时刻并排序，
获取所有时间满足要求的钢包，
若钢包包龄以及P差、S差、微量元素差均满足要求则进行配包，并更新该钢包的信息，把计划挂在该钢种中去，否则用下一钢包进行判断；直至所有Plans完成一遍，
再次查找Plans中没有完成配包的计划，
重复上述步骤，只要时间满足要求，就可以配包，对应P差、S差、微量元素差均不满足要求的计划则设置特殊标记。
7.根据权利要求6所述的转炉钢包自动配包方法，其特征在于，步骤5：生成配包指令，具体如下：配包指令主要分为：配包、新增钢包、钢包下线；经过步骤3后Plans中已经有钢包的计划生成配包指令，同时把钢种相容性特殊标记包括在其中；对于没有钢包的计划则生成新增钢包指令，同时把期望时间包括其中；对于空闲时间超过热备等待时长、或冷备等待时长的钢包则生成钢包下线指令，同时把下线时间包括其中。
8.根据权利要求6所述的转炉钢包自动配包方法，其特征在于，步骤6：配包指令下达，具体如下：把配包指令发送到炼钢生产计划控制***；由操作人员在炼钢L3画面中进行配包确认。
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