宽厚板热送热装计划的优化与应用

2017-12-21张兆萍

山东冶金 2017年5期

关键词：莱芜板坯炼钢

张兆萍

（山钢股份莱芜分公司宽厚板事业部，山东莱芜271104）

宽厚板热送热装计划的优化与应用

张兆萍

（山钢股份莱芜分公司宽厚板事业部，山东莱芜271104）

莱钢为提高宽厚板生产线的热送热装效率，对炼钢炉次计划及轧制计划进行协调及组合，设计了系统优化流程，构建了热送热装一体化的生产管理模式。2017年上半年热送率已达到55.18%，煤气消耗由1.733 GJ/t降低到1.656 GJ/t。

宽厚板；热送热装；热送率；煤气消耗

1 前言

宽厚板生产线是莱钢新上的板材生产线，生产经验不足。2013年以前因炼钢、轧钢MES系统及计量信息传输等问题，导致热送热装计划无法实现。通过优化热送热装计划，优化炼钢炉次计划及轧制计划的协调及组合，保证热送热装顺利进行，提高热送效率。截止2017年上半年热送率已达到55.18%。

2 生产计划优化分析

2.1 炼钢炉次优化

炉次是指同时在一个转炉内冶炼，从开始冶炼到浇注为止的整个过程称为一个炉次。组成同一炉次的板坯必须满足如下约束条件：1）钢级相同或相近；2）板坯宽度相同；3）板坯厚度相同；4）交货期相近。最优炉次计划在满足上述条件下，追求同一炉次的合同板坯交货期差异，规格差异最小［1］。

目前国内一般的连铸机在浇注过程中均不采用在线进行调宽，在一个浇次内板坯的宽度与厚度是固定的，而板坯的切割长度可以根据生产指令进行在线调整。连铸每浇次根据钢种不同有最大、最小炉数限制。

铸坯实物产出前，整个炼钢与轧制计划编排全部用虚拟板坯信息组织，进行浇铸计划与轧制计划的匹配，自动进行各种规程的检查，使出钢、浇铸、轧制三个计划同时一次编成，从而实现了钢水、板坯、厚板的生产在计划时间上紧密而科学系统的衔接，以保证物流畅通，有力的支持板坯直接热装作业和各种复杂的物流坯料产出。建立MES系统与计重系统实时信息交互传输，实现热送热装过程板坯单支远程计重。

连铸板坯产出后通过辊道进入厚板侧，物料系统采集板坯来料信息，对作业计划命令中的虚拟板坯进行替换。当进行实物替换时，物料跟踪模块触发作业计划模块，将物料相关的作业命令、生产控制、质量控制、化学成分、重量信息等PDI信息下发到加热炉及轧线L2系统，控制其生产。

2.2 轧制计划优化

轧制过程中，为保证钢板的表面质量，每轧制一定数量的板坯就要更换轧辊，更换前后的两个工作辊之间的轧制对象称为一个轧制单元。每一个轧制单元包括烫辊材和主体材两部分。组成同一轧制单元的合同板坯必须满足如下约束：1）轧制单元的总长度有一定限制；2）轧制宽度非减方向变化；3）相同宽度板坯连续轧制不能超过一定长度；4）厚度、硬度变化要平稳、不能反复跳跃［1］。

通常一个完整的轧制单元的轧件具有“双梯形结构”。按宽度的变化，形状如图1所示，按厚度的变化，形状如图2所示，其中正梯形部分是烫辊材，而反梯形是主体材部分［2］。

图1 一个轧制单元的宽度结构

图2 一个轧制单元的厚度结构

3 优化措施

图3 MES热送热装总体架构

优化MES系统热送热装计划编制，能够实现炼钢系统与轧钢系统板坯信息同步功能。热送热装过程中实现板坯单支远程计重、计量系统信息与MES系统的实时交互传输，确保各工序信息沟通的及时准确，物料跟踪清晰明确，从而加快生产节奏，降低能耗。

优化系统基于三层架构进行开发，包括前台，后台，数据库，采用中间件技术，增强系统的安全可靠性。MES热送热装总体架构见图3。

3.1 宽厚板MES系统热送热装优化流程设计

MES热送热装流程如图4所示。

从图4可以看出，对于热送热装计划来说，炼钢连铸计划与宽厚板轧制计划是一体化计划管理，贯穿炼钢、连铸、计量、热轧整个生产过程，使轧制计划和炼钢计划紧密结合。而普通冷装计划，炼钢计划和轧制计划相对独立。

3.2 热送热装一体化的生产管理模式构建

完善管理制度，强化生产管理部门的监督、考核职能。优化、完善MES系统中热送热装计划的编制程序，使其切近现场需求，实现了热送热装一体化计划编制功能。生产管理模式以合同为主线，贯穿炼钢、连铸、热轧整个生产过程，协调好厚板、炼钢、连铸的三大相对独立工序间的生产约束条件，通过高效管理，推行准时化生产及高效率热送热装的生产。