基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢-连铸过程调度方法技术

本发明专利技术公开了一种基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢

【技术实现步骤摘要】
基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢
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连铸过程调度方法


[0001]本专利技术涉及炼钢
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连铸过程的生产计划与调度
，特别涉及一种基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢
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连铸过程调度方法。

技术介绍

[0002]钢铁工业作为国家经济社会发展的重要基础性支柱产业，其发展水平是一个国家综合国力的重要体现。近几年，钢铁工业向着绿色低碳方向转型升级成为必然的发展要求。作为典型的流程制造业，钢铁制造流程的高效智能管控可以有效帮助钢铁企业节能降耗、减少碳排放，是钢铁工业实现绿色低碳与智能化发展的关键技术。
[0003]炼钢
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连铸区段作为钢铁制造流程的核心区段，覆盖了铁水预处理、转炉/ 电炉炼钢、炉外精炼、连铸等多个工序，包含大量装备以及众多生产工艺，是一个高温条件下包含气
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液
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固多相复杂物理化学反应的准连续/间歇生产过程，这导致了炼钢
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连铸区段的生产调度极为复杂。该区段的生产调度是一个具备多约束性和不确定性特征的多目标组合优化问题，且由于炼钢
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连铸过程的生产工艺复杂、工序/设备繁多、物流交叉频繁，其调度过程必然发生不确定性事件(例如出钢延迟、钢水温度不符合生产要求等)，因此，静态调度计划并不能完全适用于生产现场的实时调度。同时，由于连铸连浇，其对钢水供应节奏、温度等都有严格要求，所以，炼钢
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连铸区段的生产调度具备很强的实时性要求，在发生不确定性事件后，调度计划应能够进行快速调整以应对各种突发情况并保证调度计划的优异性。在炼钢厂实际生产过程中，利用工序缓冲能力调整前后工序生产节奏以保证生产连续性是现场调度人员的重要手段。因此，如何准确量化炼钢
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连铸调度过程的动态缓冲能力，获得转炉冶炼时间控制极限对现场调度人员判断当前生产运行状况、及时进行准确调度调整、保障炼钢厂动态有序
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协同连续运行具有极为重要的现实意义。
[0004]国内外学者对于炼钢
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连铸调度过程的量化评价问题进行了研究，但相关研究报道还较少。针对该问题，文献“基于仿真的炼钢车间生产调度优化技术研究，重庆大学，2007”阐述了平均设备利用率、平均等待队列、平均等待时间、计划完成时间、连浇实现率等五项炼钢厂生产调度优化的指标。文献“Quantitative evaluation of multi
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process collaborative operation insteelmaking
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continuous casting section,Int.J.Min.Met.Mater.,2020,8(28): 1353
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1366”公开了一种多工序协同运行水平量化评价模型，其综合考虑了工序作业周期、连浇炉数、系统产能、炉
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机对应关系及生产调度影响因素等，实现了对多工序协同运行水平的量化评价。文献“特殊钢厂炉机匹配研究，北京科技大学学报，2013，35(1)：126
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133”提出了炉
→
机匹配度、工序当量周期等参数，用于评价炼钢
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连铸区段的炉
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机匹配模式和工序间生产运行节奏的协调性。
[0005]上述相关研究所建立的评价指标或是针对炼钢厂生产调度模型的性能进行评价，或是基于炼钢厂物质流的基本运行参数对炼钢厂生产运行水平进行评价，两者反应的均是对炼钢厂已有生产运行结果的评价，可用于后续生产调度模型的优化与炼钢厂车间布局的改造。
[0006]炼钢
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连铸过程具备很强的实时性与突发性，因此，生产过程中需进行频繁的调度调整以适应各种变化来实现生产运行的稳定、高效性，上述评价指标对生产现场实时调度的指导性有限，目前尚缺少可供现场调度人员参考，并用于实时判断当前生产运行状态以便及时准确进行动态调整的调度指标。

技术实现思路

[0007]针对上述炼钢
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连铸调度过程存在的问题，本专利技术提供了一种基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢
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连铸过程调度方法，其目的在于通过分析转炉炉次发生不同程度出钢延迟的条件下，后续转炉炉次冶炼时间控制极限的定量化表达，为现场实际调度过程提供实时参考指标，解决炼钢
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连铸调度问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0009]一种基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢
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连铸过程调度方法，包括：
[0010]获取炼钢厂各工序的标准工艺参数；
[0011]获取当前炼钢
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连铸过程各炉次静态调度计划数据和各炉次的实时调度数据；
[0012]确定缓冲方式，计算不同缓冲方式下转炉冶炼时间控制极限；其中，所述缓冲方式包括：只考虑精炼工序缓冲以及同时考虑精炼工序与连铸工序双重缓冲；在只考虑精炼工序缓冲时，所述转炉冶炼时间控制极限根据精炼工序的实际缓冲时间计算；在同时考虑精炼工序与连铸工序双重缓冲时，所述转炉冶炼时间控制极限根据精炼工序的实际缓冲时间与连铸工序的实际缓冲时间计算；
[0013]基于转炉实际冶炼周期与转炉冶炼时间控制极限的关系调整工序参数。
[0014]进一步地，所述标准工艺参数包括：转炉标准冶炼周期、LF精炼炉标准软吹时间、LF精炼炉标准最小软吹时间、连铸机标准浇注时间、初始计划拉速、最小计划拉速，以及各工序之间钢水传搁过程的必要传搁时间。
[0015]进一步地，所述静态调度计划数据包括：转炉计划开始冶炼时刻、转炉计划完成冶炼时刻、LF精炼炉计划通电开始时刻、LF精炼炉计划软吹完成时刻、连铸机计划开始浇注时刻，以及连铸机计划完成浇注时刻；
[0016]所述实时调度数据包括：钢水质量、转炉实际开始冶炼时刻、转炉实际完成冶炼时刻、连铸机实际开始浇注时刻和连铸机实际完成浇注时刻。
[0017]进一步地，所述精炼工序的实际缓冲时间的计算过程包括：
[0018]根据静态调度计划，当前转炉炉次与后一炉次的间隔时间Δτ1为：
[0019][0020]当前转炉炉次在转炉到LF精炼炉之间的传搁等待时间Δτ2为：
[0021][0022]当前转炉炉次在LF精炼炉软吹位到连铸机之间的传搁等待时间Δτ3为：
[0023][0024]前一炉次对当前转炉炉次的转炉开始时间的影响Δτ4为：
[0025]V
1,c
表示初始计划拉速，表示最小计划拉速。
[0038]进一步地，在同时考虑精炼工序与连铸工序双重缓冲时，所述转炉冶炼时间控制极限的计算公式为：
[0039][0040]其中，表示同时考虑精炼工序与连铸工序双重缓冲时的转炉冶炼时间控制极限，表示转炉标准冶炼周期，表示当前转炉炉次的精炼过程实际缓冲时间，表示当前转炉炉次的连铸工序的实际缓冲时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢
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连铸过程调度方法，其特征在于，所述基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢
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连铸过程调度方法包括：获取炼钢厂各工序的标准工艺参数；获取当前炼钢
‑
连铸过程各炉次静态调度计划数据和各炉次的实时调度数据；确定缓冲方式，计算不同缓冲方式下转炉冶炼时间控制极限；其中，所述缓冲方式包括：只考虑精炼工序缓冲以及同时考虑精炼工序与连铸工序双重缓冲；在只考虑精炼工序缓冲时，所述转炉冶炼时间控制极限根据精炼工序的实际缓冲时间计算；在同时考虑精炼工序与连铸工序双重缓冲时，所述转炉冶炼时间控制极限根据精炼工序的实际缓冲时间与连铸工序的实际缓冲时间计算；基于转炉实际冶炼周期与转炉冶炼时间控制极限的关系调整工序参数。2.如权利要求1所述的基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢
‑
连铸过程调度方法，其特征在于，所述标准工艺参数包括：转炉标准冶炼周期、LF精炼炉标准软吹时间、LF精炼炉标准最小软吹时间、连铸机标准浇注时间、初始计划拉速、最小计划拉速，以及各工序之间钢水传搁过程的必要传搁时间。3.如权利要求1所述的基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢
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连铸过程调度方法，其特征在于，所述静态调度计划数据包括：转炉计划开始冶炼时刻、转炉计划完成冶炼时刻、LF精炼炉计划通电开始时刻、LF精炼炉计划软吹完成时刻、连铸机计划开始浇注时刻，以及连铸机计划完成浇注时刻；所述实时调度数据包括：钢水质量、转炉实际开始冶炼时刻、转炉实际完成冶炼时刻、连铸机实际开始浇注时刻和连铸机实际完成浇注时刻。4.如权利要求1所述的基于转炉出钢延迟程度判断的炼钢
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连铸过程调度方法，其特征在于，所述精炼工序的实际缓冲时间的计算过程包括：根据静态调度计划，当前转炉炉次与后一炉次的间隔时间Δτ1为：当前转炉炉次在转炉到LF精炼炉之间的传搁等待时间Δτ2为：当前转炉炉次在LF精炼炉软吹位到连铸机之间的传搁等待时间Δτ3为：前一炉次对当前转炉炉次的转炉开始时间的影响Δτ4为：则当前转炉炉次的精炼过程实际缓冲时间为：
其中，表示第i+1炉次，也即后一炉次的转炉计划开始冶炼时刻，表示第i炉次，也即当前转炉炉次的转炉计划完成冶炼时刻，表示第i炉次的LF精炼炉计划通电开始时刻，表示转炉工序与LF精炼通电工序之间钢水传搁过程的必要传搁时间，表示第i炉次的连铸机计划开始浇注时刻，表示第i炉次的LF精炼炉计划软吹完成时刻，表示精炼软吹工序与连铸工序之间钢水传搁过程的必要传搁时间，表示第i
‑
1炉次，也即前一炉次的转炉实际完成冶炼时刻，表示第i炉次的转炉计划开始冶炼时刻，表示LF精炼炉标准软吹时间，表示LF精炼炉标准最小软吹时间，表示第i炉次的连铸机实际完成浇注时刻，表示第i炉次的连铸机实际开始浇注时刻，表示连铸机标准浇注时间，G
i
表示钢水质量，V
i,c
表示第i炉次的计划拉速，n表示当前转炉炉次冶炼完成时正在浇注的炉次序数，m表示当前转炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘青，邵鑫，张江山，周涛，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：