D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.06.024 第27卷第6期 北京科技大学学报 VoL.27 No.6 2005年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2005 炼钢厂系统生产模式优化 刘青”黄星武”富平原) 1)北京科技大学冶金与生态工程学院，北京1000832)新疆八一钢铁股份有限公司，乌鲁木齐830022 3)太钢集团临汾钢铁有限责任公司，临汾041000 摘要根据冶金过程工程理论，针对钢铁制造过程系统中制造过程最为复杂的炼钢厂系统 的生产模式优化问题进行探讨，阐述了生产模式在炼钢厂系统运行过程中的地位及其逻辑 关系，并结合四个国内高效连铸工厂实际进行了研究，论述了生产模式优化的三个效用：(1) 车间平面布置趋向合理、简洁：(2)工序缓冲趋向合理、有效：(3)工序运行趋向高效、优化.此 外，上述研究结果已经拓展到特殊钢流程的运行优化与控制研究中，并取得有益的效果。 关键词炼钢厂：钢铁治金过程工程：生产模式：过程优化：物质流 分类号TF758:N945.15 我国连铸技术的快速发展，推动着钢厂制造 建系统中，其逻辑关系为：车间布局→生产模 过程的运行优化和钢铁制造流程的结构优化，钢 式→生产组织·工序制造，图中“”表示“指导/ 厂生产专业化的程度不断增强，炼钢厂系统的运 决定”的含义.即对于新建系统，或者是优化后的 行效率大为提高，钢产量已连续8年超过1亿t 系统，车间布局合理/趋向合理，生产模式优化 并位居世界第一，连铸比由1980年的6.18%增长 逐步优化，生产组织简洁/简化，工序制造高效/ 至2003年的94%.在钢铁制造过程不断实现运行 高效化.而且在系统演进的过程中，现存系统和 优化的过程中，生产模式的优化问题逐渐凸现出 优化系统之间逐渐形成一种“良性循环”，可相互 来.生产模式优化不仅构成钢厂实现优化运行的 转化.现存系统经过内部层层“递阶影响”后成为 平台，而且是制造系统运行优化的重要内容.本 在一定程度上的“优化系统”，该系统遵循图1（⑥） 文在对炼钢厂运行控制的研究所取得成果进行 的逻辑关系，在实施内部层层“指导”的过程中， 系统总结的基础上，探讨了炼钢厂系统生产模式 它又成为“现存系统”，遵循图I(a)的逻辑关系. 的优化问题. 如此往复，系统不断得以循环优化，并向最优化 挺进. 1生产模式在炼钢厂系统运行过 (a) 车间布局（微调） 车间布局 程中的地位及其逻辑关系四 优 生产模式 生产模式 生产模式在炼钢厂系统运行过程中的地位， ↓ 生产组织 生产组织 新建 以及车间布局、生产模式、生产组织、工序制造四 者之间的逻辑关系如图1所示.图1(a)表示在现 工序制造 工序制造 存系统中，其逻辑关系是：工序制造→生产组 图1生产横式在炼钢厂系统运行过程中的地位及其逻辑关系 织→生产模式→车间布局（微小调整），这里“仓” Fig.1 Class and its logical relation of production mode in the run- 表示“递阶影响”的含义.即对于现存系统，随着 ning process of a steelmaking system 工序制造水平的提高，会产生由生产组织、生产 长期对炼钢厂运行控制的研究与实践中得 模式到车间布局逐层进行调整优化的要求，并逐 知，工厂的产品大纲、发展规划要求相应的工艺 步“推动”使之成为现实.图1(b)表示在优化或新 流程和与之配套的生产模式，对于现存系统而 言，系统运行过程中工序的制造过程、工序间的 收稿日期：2004-10-26修回日期：2005-04-28 作者简介：刘青(1967一)，男，副教授，博士 生产协调匹配、生产模式的合理与否等，直接影第 2 7卷 第 ` 期 2 0 50 年 1 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Jo u r ” 1 o f U n加 e rs iyt o f S e址吐e a . d eT c胜no lo yg B iej 纽 g M〕 L2 7 N o . ` D e C . 20 5 炼钢厂 系统生产模式优化 刘 青 ” 黄星 武 ” 富平 原 ” 1)北 京科技大 学冶金 与生态 工程学 院 , 北京 1 00 83 2) 新疆八 一钢铁 股份 有限 公司 , 乌鲁 木齐 8 3 0 02 3) 太钢集 团临汾钢铁有限 责任公 司 , 临汾 04 10 0 摘 要 根 据冶 金过 程工程 理论 , 针对 钢铁 制造过 程系 统 中制造 过程最 为 复杂 的炼钢 厂系 统 的生产 模式 优化 问题进 行探 讨 , 阐述 了生产 模式 在炼钢 厂 系统 运行过 程 中的地 位及 其逻 辑 关 系 , 并结合 四个 国 内高效连 铸工 厂实 际进行 了研 究 , 论 述 了生产 模式优 化 的三个 效用 : (l) 车 间平 面布 置趋 向合理 、 简洁 : (2) 工 序缓冲 趋 向合理 、 有 效 ; (3) 工 序运行 趋 向高 效 、 优化 . 此 外 , 上述 研究 结果 己 经拓 展到特 殊钢 流程 的运 行优 化与 控制研 究 中 , 并取 得有 益 的效 果 . 关键 词 炼钢 厂 : 钢 铁冶 金过程 工 程 : 生产 模式 : 过程 优化 ; 物质 流 分 类号 FT 758: N 9 4 5 . 1 5 我 国连铸技 术 的快速 发展 , 推动 着钢 厂 制造 过程 的 运行优化和 钢 铁制造 流程 的结构优 化 , 钢 厂 生产专 业 化 的程 度 不断增 强 , 炼钢 厂 系统 的运 行 效率 大 为提 高 , 钢 产量 己 连续 8 年超 过 1 亿 t 并位 居 世 界第 一 , 连铸 比 由 19 80 年 的 6 . 18 % 增长 至 2 0 03 年 的 94 % . 在 钢 铁制造 过 程不 断实现 运 行 优 化 的过 程 中 , 生 产模 式 的优化 问题逐 渐 凸现 出 来 . 生产 模式优 化 不仅 构成钢 厂 实现优 化运 行 的 平 台 , 而 且 是 制造 系统 运 行优 化 的重 要 内容 . 本 文 在 对 炼 钢厂 运 行 控 制 的研究 所取 得 成 果进 行 系统 总结 的基础 上 , 探讨 了炼 钢厂 系统 生产 模式 的优 化 问题 . 建 系统 中 , 其逻辑 关 系 为 : 车 间布 局 ~ 生产 模 式 ~ 生 产 组织 ~ 工序 制造 , 图中 “ 母 ” 表 示 “ 指 导 / 决定 ” 的含义 . 即对于 新建 系统 , 或 者是优 化后 的 系统 , 车 间布 局合 理 /趋 向合理 , 生 产模 式优化 / 逐 步优 化 , 生 产组 织 简洁 /简化 , 工 序制造 高效 / 高 效化 . 而且 在系 统 演进 的过 程 中 , 现存 系 统和 优 化 系统之 间 逐渐 形成一 种 “ 良性循 环 ” , 可相互 转化 . 现存 系统 经过 内部层 层 “ 递 阶影 响 ” 后成 为 在 一 定程 度上 的 “ 优 化系 统 ” , 该系统遵 循 图 l (b) 的逻 辑关 系 . 在实施 内部 层层 “ 指 导 ” 的过 程 中 , 它 又成 为 “ 现 存系统 ” , 遵 循图 l a( ) 的逻 辑 关系 . 如 此往 复 , 系统 不 断得 以循 环优化 , 并 向最优 化 挺 进 . 新建统系优化或 1 生 产 模式 在 炼 钢 厂 系统 运 行 过 程 中的地 位 及 其逻 辑关系’ 1 生产 模式 在炼钢 厂 系统 运行 过程 中的地 位 , 以及 车间布局 、 生产模 式 、 生 产组织 、 工序制造 四 者 之 间的逻 辑关 系如 图 1 所 示`, , . 图 l( a) 表示在 现 存 系 统 中 , 其逻 辑 关 系 是 : 工序制造 ~ 生产 组 织 ~ 生 产模 式 ~ 车 间布 局 (微 小调 整 ) , 这 里 “ 仓 ” 表 示 “ 递 阶 影 响 ” 的含 义 . 即对 于现存 系 统 , 随着 工 序制造 水平 的提高 , 会产生 由生产 组织 、 生产 模式 到车 间布 局逐层 进行 调整 优化 的要 求 , 并逐 步 “ 推动 ” 使之 成 为现 实 . 图 1( b) 表 示在 优化 或新 收稿 日期 : 2 0() 今1水2 6 修 回 日期 : 2 0 05 川加卜2 8 作者 简介 : 刘 青 ( 19 67 一) , 男 , 副教授 , 博士 车间布局 (微调) 生产模式 生产组织 生产模式 生产组织 工序制造 存现关系(a) 图 1 生产模式在 炼钢厂 系统运 行过 程 中的地位 及其逻 辑关 系 F i g , 1 C l a , , a . d i七 1 0事e a l 碑 al 6 o u o f P , d u e肠叨 m od e 加 ht e ur 一 n加 g p拍 c o s of . 时牌 .. . 七 . 9 , y , et . 长 期 对 炼 钢 厂运 行 控 制 的 研 究 与 实 践 中得 知 , 工 厂 的产 品大 纲 、 发 展规 划要 求 相应 的工艺 流程 和 与之 配 套 的 生产 模 式 . 对 于 现 存 系统 而 言 , 系统 运行 过 程 中工序 的制造 过程 、 工 序 间的 生 产协 调 匹配 、 生产 模式 的合 理与 否等 , 直接 影 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 06. 024