【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金自动控制，尤其涉及一种基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法。
技术介绍
1、炼钢阶段的基本任务是通过吹氧冶炼对铁水成份进行调整，将碳，锰、硅、硫、磷的含量控制在工艺要求范围内，并通过添加合金来改善钢水性能，最后在连铸机上将液态钢水通过物态转变形成固态铸坯。在炼钢阶段，铸坯质量主要受成分、合金以及连铸过程的影响，质量缺陷分为表面缺陷和内部缺陷。常见的表面缺陷包括表面裂纹，表面平整度等；常见的内部缺陷包括内部由于化学元素分布不均匀造成的偏析现象，以及内部裂纹等。为了保证最终钢材产品性能，钢铁生产全流程每个阶段都要对半成品执行严格的质量判定。在炼钢阶段，质量判定首先会根据铸坯的表面和内部缺陷类型对其质量等级进行分类，然后根据铸坯质量等级是否满足订单质量等级的要求对其进行判定。仅当铸坯质量等级不低于订单要求的质量等级后才可以进入下道工序进行生产；否则，需要解除铸坯与其原始关联订单的匹配关系。这些由于质量判定不合格而解除与原始订单匹配关系的铸坯被称为质量余材。质量余材通常可以在满足工艺要求的前提下匹配给其他对质量等级要求相对较低的订单。一些高端钢材产品如汽车面板、镀锡板、家电用钢、航空航天用钢、医疗器械用钢等，对铸坯质量等级要求较高，但受生产技术和工艺水平的限制，难以保证铸坯质量的一致性。另外，由于当前钢铁企业普遍面临着多品种、小批量的订单需求，炼钢阶段经常需要安排不同类型的炼钢记号交替生产，生产稳定性低，在一定程度上也对铸坯质量产生影响。因此，针对这类对铸坯质量等级要求高订单，在编制炼钢阶段的生产计划时，经常需要对其扩充
2、炼钢阶段以炉次为单位组织生产。实际生产中一个炉次是指具有相同化学属性与物理属性的一炉钢水，化学属性是指钢水中所含碳，锰、硅、硫、磷以及合金元素的占比，物理属性是指这炉钢水拟铸造出的铸坯的宽度、厚度与长度。在计划层面，一个炉次对应具有相同化学属性与物理属性的客户订单，化学属性是指客户订单的炼钢记号，物理属性是指客户订单拟生产出的铸坯最大宽度、最小宽度、厚度、单卷最大重量、单卷最小重量等。由于结晶器调宽将会产生调宽坯，具有相同钢种和宽度的炉次通常会连续浇铸，称为连连铸批。炼钢计划的主要任务之一就是将多品种、小批量的客户订单进行优化组合，形成以连连铸批为单位的生产单元，该过程称为组批。由于同时需要考虑转炉冶炼容量、结晶器调宽工艺规则、炼钢记号替代工艺规则、铸坯切割工艺规则等一系列与生产工艺密切相关的约束，同时还要实现设备利用率和生产效率的最大化，这就使得炼钢组批是一个及其复杂的技术问题。现有的组批方法由于没有考虑铸坯质量合格率因素，导致订单不能按时按量交付，往往需要通过重新投料组织生产以满足客户订货需求。多次重新投料不仅会产生更多的余材，而且会降低生产效率。在组批中考虑铸坯质量合格率一方面是满足炼钢生产的实际要求，另一方面也增加了炼钢生产组批技术问题的复杂性。因此，亟需专利技术新的炼钢组批方法，以实现效率、成本、质量的协调优化。
3、钢水以炉次为单位序列化流入连铸机上方的中间包内，通过中间包底部的钢流路径进入结晶器，之后通过扇形区二次冷却，最终由火焰切割机切割成铸坯。铸坯经加热后进行轧制，形成的带钢，经卷曲机卷曲后形成钢卷。当前实际生产中通常按订单约定的最大长度对铸坯进行切割，但这些铸坯经加热轧制后形成的钢卷的重量有时不满足订单对单个钢卷重量范围的要求。部分这类钢卷通常还要进行分卷作业，即将单重较大的钢卷切割为多个重量满足单个钢卷重量范围的小卷。由于不同的订单有不同的单卷重量范围，而热轧分卷作业又希望同一批次内的多个大卷都分卷为相同重量的小卷，以减少钢卷切割设备的频繁调整。因此，如何为每个订单选择合理的铸坯单重使其满足连铸工艺的要求，同时又满足热轧分卷工艺要求，这也是炼钢生产组批中亟需考虑的关键技术问题。
4、现有炼钢生产组批方法存在以下不足：
5、(1)大多数已有自动组批方法都是以材料申请欠量为依据对订单进行优化组合来减少计划余材量、提高生产效率和设备利用率，没有考虑铸坯质量合格率因素，在质量判定后经常发生订单欠量返回现象，使得部分订单需要重新进行材料申请，反而会导致余材量增加，生产效率和设备利用率降低。
6、(2)部分企业使用的人工组批方法虽然考虑了铸坯合格率，但仅仅是通过扩充订单的投料系数来对订单进行归并和组批，没有从全局考虑扩充投料系数带来的潜在余材如何被其他对铸坯质量精度要求低的订单消化。
7、(3)大多数已有组批方法在确定计划铸坯单重时都是根据连铸工艺允许的最大长度来计算，没有考虑铸坯轧制成热卷的分卷工艺要求，导致同一批次内的热卷存在多个切割长度，频繁改变钢卷切割设备位置影响分卷效率。
8、目前，已公开的专利cn202110087294.6，“一种面向中厚板产线的炼钢生产数据解析与优化排程方法”主要解决中厚板产线组炉、组浇与排产优化问题；已公开的专利cn201510824047.4，“一种面向全流程生产的炼钢组批与排产方法”主要解决考虑后工序需求的组批决策与排序问题；已公开的专利cn200610046981.9，“一种炼钢-连铸中间包批量计划方法及系统”主要解决炉次组成浇次的过程，最大化中间包利用率。上述专利中的组批方法都是以材料申请欠量为依据对订单进行优化组合来减少计划余材量、提高生产效率和设备利用率，没有将铸坯质量合格率要素纳入组批方法，更没有在组批中考虑热轧工序的分卷要求。已公开的专利cn202110407177.3，“一种适用于炼钢生产跟踪的铸坯自动分级判定方法”主要解决在铸坯产出后对其质量等级判定，但没有基于历史数据分析不同炼钢记号产出的铸坯的质量合格率的分布规律，更没有从计划的角度出发考虑铸坯质量合格率对生产组织的影响。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，获得最优连连铸批方案组合，在确保全部订单按时、按质、按量交付的前提下，降低生产附加成本，提高生产效率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
3、一种基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，具体包括以下步骤：
4、步骤1：采集钢铁企业一段时间内铸坯质量分级和铸坯质量判定历史数据，包括：浇次号、炉次号、铸坯号、铸坯切断时间、铸坯切断位置、炼钢记号、宽度、质量等级、原始订单号、订单要求质量等级、是否合格；以自回归移动平均模型arima为基础，将炼钢记号、铸坯宽度作为特征引入arima模型，建立多元arima模型即marima，对未来一个月内不同炼钢记号和宽度的铸坯的质量合格率进行解析；
5、步骤2：采集炼钢生产工艺参数，解析炼钢生产工艺规则，确定炼钢生产计划边界条件，将炼钢生产本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤1的具体方法为：
3.根据权利要求2所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤3的具体方法为：
5.根据权利要求4所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤4的具体方法为：
6.根据权利要求5所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤5的具体方法为：
7.根据权利要求6所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤6的具体方法为：
8.根据权利要求7所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤7的具体方法为：
9.根据权利要求8所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤8的具体方法为：
【技术特征摘要】
1.一种基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤1的具体方法为：
3.根据权利要求2所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法，其特征在于：所述步骤3的具体方法为：
5.根据权利要求4所述的基于铸坯质量解析的炼钢生产组批方法...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。