《煉鋼物流系統爐機匹配規則》參考資料2012.4.9
1.轉爐煉鋼廠工序產能和品種鋼鑄機配置
煉鋼生產組織的核心是生產作業計畫與排程。合理的生產作業計畫與排程是保證生產物流通暢、進行資源合理配置與高效利用，提高裝置利用率，進而提公升生產系統的整體執行效率，降低物耗、能耗及成木，增加企業盈利和企業競爭力的重要途徑。
鋼產量是衡量煉鋼廠生產運營狀況的乙個重要指標。對於轉爐-lf-連鑄機流程，三個工序都有可能成為制約整個流程生產的瓶頸，決定流程的實際生產能力。瓶頸是企業在實現其目標的過程中現存的或潛伏的制約因素，是生產能力小於或等於生產負荷的資源，而且在不同條件下，同一生產流程的瓶頸可能會發生轉移，因此在市場需求允許的情況下，根據鋼鐵冶金過程工程和煉鋼廠系統的執行原則與調控策略等相關理論，充分發揮每個裝置的生產能力，首先應該分析限制鋼廠年生產能力的因素.
在解決了流程瓶頸的基礎上，還要解決好各個生產環節的銜接匹配的問題。具體到bof—lf—ccm流程，分析三者的實際生產能力，掌握流程的瓶頸並提出改進建議。
煉鋼廠生產能力的分析，就是對鋼鐵製造過程中物質流的三個基本引數(時間、溫度和物質量)中的物質量進行分析，剖析轉爐、lf爐和連鑄機生產過程，並進行協調匹配研究，以提公升整個流程的產能。
煉鋼內部能力匹配
這裡應考慮煉鋼、熱軋和冷軋各工序內部的能力匹配關係。煉鋼工序主要包括冶煉、精煉和連鑄工段：冶煉和精煉以爐為單位、連鑄以澆次為單位分別進行連續生產，連鑄的澆次與澆次間隔為30~50m in；為保證連鑄的連續生產，這3個工段的時間需滿足精煉週期＜冶煉週期≤澆注時間，對1爐鋼是這樣要求，對1個澆次也是這樣要求。
精煉在冶煉和連鑄之間起到緩衝和協調作用，因此3個工段中要求精煉週期最短，為避免連鑄等待鋼水則須冶煉週期小於或等於澆注時間。因此，煉鋼工序內部的能力匹配關係為：精煉能力＞冶煉能力＞連鑄能力，其匹配程度與連鑄產能擴充套件能力有關。
連鑄產能擴充套件能力強，則煉鋼工序內部之間是一種寬鬆型能力匹配；連鑄擴充套件能力弱，則煉鋼內部之間是一種緊湊型能力匹配，以確保在連鑄產能擴充套件後煉鋼內部仍能滿足能力匹配關係。實際生產中影響各工段生產能力的因數各不相同。由於不同鋼種的冶煉週期變動不大，冶煉能力主要受轉爐作業率的影響，而鐵水量是影響轉爐作業率的重要因素，因此，轉爐的實際冶煉能力主要受鐵水量的影響；澆注時間受到鋼種、規格和工藝的影響，因此，不同爐次間澆注時間波動大，連鑄生產能力在正常情況下主要受連鑄工藝和生產組織的影響；精煉週期主要與精煉方式和鋼種有關，爐次間的精煉週期波動大，實際精煉能力主要受生產組織的影響。
2.煉鋼爐、鋼水精煉裝置和連鑄機的合理匹配原則
⑴在已定的條件下所提供的鋼水，除了達到最終產品的化學成分要求外，最重要的是能按要求的時間、溫度和數量及時地送到連鑄機上。
⑵連鑄機的機型、連鑄坯的尺寸、斷面等主要由產品品種、質量和軋機等條件決定。
實際上冶煉與連鑄之間的配合排程是乙個很複雜的問題，有許多種不同的情況，如冶煉週期大於或小於連鑄機的澆鑄週期、冶煉裝置和連鑄機之間有無緩衝裝置、冶煉裝置和連鑄機所配置的數量不同等。這些使配合排程多種多樣，在進行總體設計時要通過做排程圖表考慮各種情況合理安排，儘量減少等鋼液或鋼液等連鑄機的時間。作業時間設計時要盡量做到:
①連鑄機的澆注時間與冶煉、精煉的冶煉週期保持同步；
②連鑄機的準備時間應小於冶煉、精煉的冶煉週期；
③當冶煉週期和澆注週期配合有困難時要考慮增加鋼包爐(lf)來調節。
對於大容量的氧氣轉爐煉鋼車間來說，同一套裝置由於冶煉的鋼種不同或產品的質量要求不同以及鑄坯斷面尺寸、拉速的改變，澆鑄週期會有很大的差別。冶煉和連鑄之間的時間匹配要困難得多，再加上從經濟效益、節約生產成本方面的考慮，一座生產的大轉爐常配備兩套以上不同功能、不同作用的精煉裝置及相應的多台連鑄機。生產中，當某些品種的精煉週期和澆鑄週期過長時，就採用相對於煉鋼爐雙週期的操作制度。
這樣雖然建設投資增加了，但對於車間的長期
生產來說提高了車間大多數裝置的作業率，降低了某些品種的生產成本，總的來說還是合理的、經濟的。
甘特圖(生產進度線條圖 )
甘特圖能直觀地反映任務工期、進度、邏輯關係以及關鍵路徑,是一種有效的專案進度管理工具。
生產計畫甘特圖
3.什麼是煉鋼物流「一對一」的單通道裝置匹配模式？有何特點？
1）模式：當前一些電爐和轉爐煉鋼廠採用了一對一的單通道裝置配置模式，即:
1座冶煉爐+1套精煉裝置+1臺連鑄機，用該模式專業化地生產一種型別的產品。
2）原則：
①這種配置較易做到前後工序裝置容量相同，生產能力一致；
②在空間布置上，緊湊，物流順行、不干擾；
③在操作週期上，通過合理分擔各工序的任務和目標及適當地選擇有關裝置的
引數，做到時間相近或一致。
3）特點：
①在一對一的情況下，鋼水的精煉週期和一爐鋼水的澆鑄週期，一般都應該略短於冶煉爐的生產週期，才有可能長時間地連續生產。採用這種模式：
②車間的生產容易組織協調，
③裝置能達到最高的生產速率和最高的作業率，
④能得到好的技術經濟指標及效益。
⑤這種裝置匹配的車間單位生產能力的投資同比也最省。
4.煉鋼—精煉—連鑄生產系統的組成
煉鋼、爐外精煉和連鑄是冶金企業三個關鍵的生產工序，這三個工序能否協調生產是反映企業生產水平和管理水平的重要標誌。如何根據企業的裝置狀況、工藝條件和生產實際組織好這三個工序的生產，制定合理的生產計畫，一直是冶金企業急待解決的向題。
以寶鋼為例，其煉鋼—精煉—連鑄生產系統包括轉爐、運輸工具(天車、過跨小車等)、精煉裝置(rh,cas,kip,kst)、模鑄裝置和連鑄裝置，這些裝置的平面布置情況參見圖1。
該系統的主要裝置引數如下：
①受鐵坑兩個，旁邊可停4個鐵水罐車，每個罐車可裝鐵水280t ~360t，受鐵後
用天車將裝有鐵水的鐵水包送至轉爐；
②300t轉爐3座，寶鋼轉爐噸位大、技術先進、生產周期短、鋼水質量高；
③轉爐下有3個鋼包台車，負責將出鋼後的鋼水包送到指定的跨；
④有多種精煉裝置，包括真空脫氣rh 1臺，脫硫kip 1臺、脫氧和合金化cas 2臺、噴粉裝置kst 1臺，這些精煉裝置中用得最多的是cas；
⑤天車7臺，其中原料裝入跨2臺，各鑄鋼跨s臺；
⑥過跨小車4臺；
⑦連鑄機2臺，還有相應的模鑄裝置。
寶鋼從煉鋼到連鑄的生產工藝流程見圖2。
從圖1和圖2可以看到，該生產系統包含的裝置種類多、工藝路線比較複雜，由於工序間傳遞的是高溫鋼水，連鑄工序對澆注鋼水的溫度有較嚴格的要求，因此鋼水包作為各工序的運輸和處理物件，必須在很短的時間內，按指定的工藝路徑順序通過各種處理裝置，不允許出現長時間地間斷，也不可能在某一裝置前鋼水包長時間地排隊等待。
由於煉鋼、精煉和連鑄的工序處理時間以及工序間的傳擱時間有差異，在實際生產過程中，必然會出現裝置空閒等待鋼水包或裝置忙而使鋼水包排隊等待處理的現象，例如連鑄機開澆時間延遲或因裝置原因拉速減小使得後續鋼水包在連鑄工序前形成等待佇列；又如，由於煉鋼出鋼時間延遲或精煉處理時間延長使得連鑄機不得不減小拉速等待鋼水包的到達。從生產的角度看，這種工序之間不協調的現象是不可避免的，但是為了提高生產率和產品質量，這種現象應該盡可能減少。為此，一方面應提高現場人員的操作和排程水平，另一方面還應對連鑄生產計畫的合理編排加以研究。
煉鋼—精煉—連鑄可以認為是乙個多服務台排隊服務系統，服務物件是鋼水包，服務台是各種處理裝置和運輸裝置，隨著時間步進，各服務物件依次通過各服務台並得到服務。評價這個系統的主要指標是在不違反操作規程的前提下，各服務物件排隊等待的時間越少越好。而生產計畫編排是否合理會直接影響到上述目標的實現，因此在乙個生產計畫排定之後，應該對它的合理性進行檢驗，然後再下達到各工序去執行，目前最有效的檢驗手段是運用計算機模擬方法，將實際生產系統抽象為乙個模擬模型，將排定的計畫在該模型上試執行，同時統計各種有關執行結果，通過對結果的分析來評價該計畫是否可行和是否合理。
模擬結果分析
1）系統評價指標
前文已經提到，對於煉鋼-—精煉—連鑄生產系統，保持各工序和裝置之間的良好的銜接和匹配，不阻塞，不斷流是評價該系統生產過程是否良好的重要指標，也是評估生產計畫編排是否合理的主要標準之一，在模擬模型中，具體的量化指標有：
①因轉爐提前出鋼使鋼水包在精煉裝置前排隊等待的時間，以最常用的精煉裝置cas為例.這個時間用cas—wait表示；
②因轉爐延遲出鋼使精煉裝置出現空閒，等待處理鋼水包的時間用cas—late表示；
③因精煉裝置提前完成對鋼水包的處理，使鋼包在連鑄裝置前排隊等待的時間用cc—wait表示；
④因精煉裝置延遲完成對鋼包的處理而造成連鑄裝置等待鋼水包的時間用cc—late表示。
2）結果分析
連鑄工序是模擬系統的終端，在冶金企業中該工序也是整個生產系統的核心，本文把考查不同的連鑄生產計畫對模擬系統的影響作為研究的重點。乙個連鑄生產計畫按其生產鑄坯的鋼種及寬度的不同劃分為不同的組，每一組稱為乙個cast，每乙個cast由數爐組成，每一爐為轉爐一次的出鋼量，以heat表示。一般講乙個連鑄計畫中包含的cast數和heat數越多，表明連鑄連續生產的時間越長，產量越高，但由於工藝和裝置條件的限制，cast和heat數只能保持在某個範圍內。
另一方面，由於煉鋼、精煉、連鑄等工序處理時間有差異，一般煉鋼的出鋼速度高於連鑄的澆注速度，儘管有模鑄調節這兩個工序生產節奏的差異，但長時間的連續生產也會將這種差異累積放大，給生產組織帶來很大的困難，因此有必要尋找乙個平衡點，在滿足三個工序生產協調的前提下，找出較為理想的last數和heat數。
①爐數heat對計畫執行的影響
首先分析當乙個cast中分別包含三爐、四爐和五爐時，系統的四個時間評價引數cas—wait,cas—late,cc—wait和cc—late的變化情況，利用模擬系統對各種情況分別模擬執行20次，得到的結果參見圖16至圖19。
由模擬結果可以看出，cas—wait和cas—late隨爐數的增加略有上公升，但變化不大，這主要是寶鋼cas精煉裝置有兩台，且處理能力很高，在通常情況下鋼包在這個工序出現阻塞和延遲的情況較少，另外rh精煉裝置還可在特殊情況下替代cas，從模擬結果看，cas—wait和cas—late的值不超過1分鐘。
cc—wait隨爐數的增加有明顯的降低，而cc—late則隨著爐數的增加大幅度上公升。這表明，隨著乙個cast中爐數的增加，鋼包在連鑄機前排隊等待的可能性會減小，而連鑄因鋼包不能及時到達而延遲開工或降低拉速的可能性增加，因為鋼包在連鑄前允許等待的時間與鋼水的溫降有直接關係，如果鋼包等待時間過長，則鋼包必須返回cas進行公升溫處理.這樣就會打亂連鑄計畫排定的生產順序，造成的後果是比較嚴重的。
相反，由於連鑄機可以通過調節拉坯速度來緩衝由於鋼包不能及時到達連鑄工序而出現的延遲澆鑄，只要延遲澆鑄時間不是過長，則不會對連鑄計畫和執行造成大的影響，根據上述分析，在排連鑄計畫時，只要滿足cc—late的值小於允許的連鑄延遲澆鑄時間，應盡可能增加乙個cast中的heat數。
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