陳永金 唐 軍 韋軍尤 陸志堅 徐 東

鐵水調(diào)度是協(xié)調(diào)高爐和轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)組織的核心內(nèi)容，合理高效地對廠區(qū)內(nèi)鐵水分流至各爐座，是生產(chǎn)得以順利進(jìn)行的有力保證[1]。柳鋼煉鋼一區(qū)鐵水供應(yīng)現(xiàn)采用的是一罐制，受不同高爐來鐵成分和溫度波動的影響，每罐鐵水成分和溫度存在一定差異性。將不同成分和溫度的鐵水合理分配至冶煉不同鋼種的轉(zhuǎn)爐，同時使轉(zhuǎn)爐的主要原材料供應(yīng)更加穩(wěn)定，是鐵水工序的主要職責(zé)。

柳鋼煉鋼一區(qū)原鐵水分流模式是人工根據(jù)鐵水硅數(shù)、溫度和鋼種進(jìn)行鐵水分配。2017年4月開始，公司為降低生產(chǎn)成本，實施了低鐵水消耗生產(chǎn)模式。此時，仍按原有的人工經(jīng)驗?zāi)Ｊ竭M(jìn)行分配鐵水走向，遇到了以下三個問題：1）受鐵水崗位人員技能高低、鐵水質(zhì)量波動、品種排產(chǎn)要求等影響，容易出現(xiàn)鐵水分流不合理的問題，大大增加了轉(zhuǎn)爐冶煉難度，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐動態(tài)冷料異常爐次多，造成轉(zhuǎn)爐終點不穩(wěn)、氧化性高、鐵損大、轉(zhuǎn)爐耐材侵蝕加劇以及合金損耗變大等問題；2）靠人工經(jīng)驗分流鐵水的模式，由于缺少信息化數(shù)據(jù)支撐，對鐵水工序的工作量化和評價起不到很好的指導(dǎo)作用；3）隨著智能煉鋼模型在一區(qū)的使用，如能根據(jù)煉鋼模型中的冷料計算進(jìn)行鐵水分流，將會大幅優(yōu)化鐵水分流的合理性，最終以此計算值做基礎(chǔ)，做到全自動分流鐵水。

針對上述這些問題，車間技術(shù)人員通過對一區(qū)鐵水分流調(diào)度管理現(xiàn)狀進(jìn)行深入調(diào)研，開發(fā)了一套適用于生產(chǎn)現(xiàn)場的鐵水分流智能調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)了鐵水分流更加科學(xué)合理，為爐前吹煉穩(wěn)定順行創(chuàng)造了條件。

1.分流系統(tǒng)的設(shè)計

目前，柳鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠一區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的主要裝備有：KR脫硫站3座、150噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐3座、150噸LF精煉爐2座、150噸RH精煉爐1座、7機7流全弧形連鑄機2臺、8機8流全弧形連鑄機1臺、板坯直弧形連鑄機2臺。常煉的品種有螺紋鋼、冷軋基板、普板、碳板、60#/70#硬線、82B、模具鋼、管線鋼、低合金鋼等（見圖1）。

總體設(shè)計思路：從鐵水二級采數(shù)程序獲取鐵水成分、重量、溫度等信息，以廢鋼、鐵水、留渣量、裝入制度、入爐及終點標(biāo)準(zhǔn)等作為熱源計算的基礎(chǔ)，基于智能煉鋼模型熱平衡計算技術(shù)為核心，將廠內(nèi)鐵水按鋼種、爐座工況等參數(shù)進(jìn)行鐵水預(yù)分配。該系統(tǒng)采用Viusal Studio 語言及ORACLE數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。在鐵水分流模塊設(shè)計方面，考慮以下三點：

圖1 鐵水分流智能調(diào)度系統(tǒng)流程圖

（1）在生產(chǎn)計劃下達(dá)后，人工選擇對應(yīng)爐座，調(diào)用該爐座的模型參數(shù)，對現(xiàn)有庫存鐵水進(jìn)行初步計算；

（2）利用智能煉鋼模型中熱平衡模塊得出初始結(jié)果，依據(jù)結(jié)果中的冷料計算量，按程序中已建立好的鐵水分流規(guī)則，自動計算出每包鐵水分流的優(yōu)先順序；

（3）選定某包次鐵水信息后，自動比對入爐標(biāo)準(zhǔn)和裝入制度，在符合條件的鐵水包次中則優(yōu)先使用熱量最少的。如果計算出的熱量基本相同，則以鐵水進(jìn)廠先后順序依次使用。如現(xiàn)場無符合使用規(guī)則的鐵水，則第一時間采取分級調(diào)整廢鋼裝入量。如調(diào)整后，仍不滿足現(xiàn)場使用要求，則執(zhí)行純鐵水預(yù)案。

2.主要實現(xiàn)功能

考慮到現(xiàn)場實際需求，即實現(xiàn)信息一目了然、響應(yīng)速度快、分流規(guī)劃操作方便，相關(guān)技術(shù)人員對該分流程序設(shè)計的界面進(jìn)行布局，程序主要模塊及可實現(xiàn)的功能：

（1）生產(chǎn)情況。便于鐵水工了解、掌握轉(zhuǎn)爐工序生產(chǎn)的實時狀態(tài)。

（2）下爐計劃。自動更新生產(chǎn)調(diào)度指令，方便鐵水工及時做出鐵水分流調(diào)整方案。

（3）廢鋼信息。實時顯示最新廢鋼配比及稱量狀態(tài)信息。遇臨時需要調(diào)整廢鋼裝入量時，可及時查看相關(guān)物流、時間流信息，掌握臨時調(diào)整的時間節(jié)點是否能滿足生產(chǎn)順行的要求。

（4）入爐標(biāo)準(zhǔn)。選定爐座和鋼種后，系統(tǒng)自動比對分鋼種入爐標(biāo)準(zhǔn)，確保入爐鐵水條件與鋼種需求標(biāo)準(zhǔn)一致。

（5）鐵水分流參考?？蓪崿F(xiàn)廠房內(nèi)所有鐵水實時庫存量查詢、鐵水質(zhì)量信息實時更新以及每包鐵水分流去向建議。針對異常鐵水如進(jìn)廠時間超長、鐵水成分異常等信息，及時在界面內(nèi)進(jìn)行提醒、警示。另對轉(zhuǎn)爐已用鐵水未及時綁定對應(yīng)的爐批號時，程序會及時對此條鐵水使用信息進(jìn)行變色提示。

（6）分流操作區(qū)。庫存鐵水不符合使用規(guī)則時，系統(tǒng)自動提示減廢鋼操作，鐵水工可以在分流操作區(qū)內(nèi)進(jìn)行廢鋼裝入量調(diào)整。對于異常鐵水信息，如鐵水成份異常、鐵水超裝等，程序會及時彈出字幕提醒。該模塊也可以對每包鐵水與行車號實行匹配，便于后期數(shù)據(jù)管控。

3.應(yīng)用效果分析

該程序自2018年投入使用至今，運行穩(wěn)定，實現(xiàn)了通過利用計算機實時了解鐵水、廢鋼和轉(zhuǎn)爐各工序的生產(chǎn)狀況，為持續(xù)、有序地組織鐵水提供了必要的生產(chǎn)信息，從而較好地滿足了不同鐵耗模式下的鐵水分流需求，大大降低了鐵水分流的工作難度，有效提高了加料跨物流運轉(zhuǎn)效率，大幅度減少了轉(zhuǎn)爐工序等待鐵水、更換鐵水的頻次。在間接經(jīng)濟效益方面，由于鐵水分流的合理性，為轉(zhuǎn)爐吹煉穩(wěn)定順行、降低噴濺冒渣頻次以及轉(zhuǎn)爐煉鋼模式化、標(biāo)準(zhǔn)化操作奠定了堅實的基礎(chǔ)，也有利于系統(tǒng)鋼鐵料耗和除塵環(huán)保問題控制，且隨著轉(zhuǎn)爐冶煉過程的穩(wěn)定，系統(tǒng)能效也得以提高，轉(zhuǎn)爐輔助時間也比該程序投入前縮短了1.5分鐘。

4.結(jié)語

該系統(tǒng)的成功應(yīng)用，增強了鐵水分流的科學(xué)性和合理性，實現(xiàn)了人與計算機之間的最佳分工，為崗位員工對現(xiàn)場的鐵水分流提供了指導(dǎo)方向，使鐵水分流工作更加簡便、易上手，也為轉(zhuǎn)爐高效實施低鐵水耗吹煉工藝提供了保障，為車間降本增效工作打下了堅實的基礎(chǔ)。下一步計劃將此模型嵌入到一區(qū)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中，實現(xiàn)“高爐—轉(zhuǎn)爐—連鑄”系統(tǒng)內(nèi)鐵水調(diào)度的智能化。