第3期 王宝等：长材型特殊钢厂产品结构及产能 ·383· 600厂 ·工序品种钢产能 个流程的顺行.此产品结构下，炼钢厂的产能为 (45) 500 。工序常规钢产能 -·-工序总产能 283.9376.4万ta-1,其中当品种钢比例为72.2%时 400 300 炼钢厂总产能为283.9万ta1,当品种钢比例为 200 37.0%时炼钢厂总产能为376.4万ta-1. 100 0文 500 …连铸转炉)工序品种钢产能 0102030405060708090100 450 一连铸工序常规钢产能 工序品种钢比例/% $400 27.8% 一一-转炉工序常规钢产能 300 一LF精炼工序品种钢最大产能 图4工序产能与工序产品结构关系（连铸工序） 250 b|72.2% Fig.4 Relationship between the productivity and the prod- 200 150 uct structure of the continuous casting process -----0 100 由图4可知，当连铸工序全部生产品种钢时， 50 -D 40 60 80 100 其产能为485.2万ta-1,而上文中转炉工序的常规 工序品种钢比例/% 钢最大产能仅为406.9万ta-1,无法满足连铸工序 图5合理产品结构 的生产需求.因此，对于一个炼钢厂而言，存在一个 Fig.5 Reasonable product structure 合理的产品结构范围，才能保证各工序间的产能合 理匹配，保证流程的顺行.要实现炼钢厂连铸机的 特殊钢厂炼钢一连铸过程的生产组织方式为： 连续浇注，需满足以下四个约束条件：①转炉工序 根据生产计划确定各个浇次计划在相应连铸机上的 冶炼常规钢产能≥连铸工序浇注常规钢产能：② 开浇时刻，以及各个炉次计划在相应设备上作业开 转炉工序冶炼品种钢产能≥连铸工序浇注品种钢 始及结束时刻，即制定生产调度计划：同时，执行生 产能：③LF精炼工序理论最大产能≥转炉工序冶 产调度计划，并根据实际生产过程中的不确定性因 炼品种钢产能：④LF精炼工序理论最大产能≥连 素，对其进行重新编排，生产调度的目标是使各生 铸工序浇注品种钢产能. 产炉次在各工序上的时间、温度和成分符合要求， 依据上述四个约束条件，可对炼钢厂合理产品 使生产流程高效、低耗、连续和稳定地运行 结构进行求解，求解过程分为以下六步. 对于特殊钢厂的炼钢一连铸调度问题，主要是 (1)前提条件：使转炉品种钢产能=连铸品种 通过建立多目标调度模型予以解决.在静态调度计 钢产能，即满足条件②.图5中线A既表示转炉工 划的求解过程中，根据炼钢厂系统运行原则，按照 序品种钢年产能又表示连铸工序品种钢年产能. 炼钢炉与连铸机作业周期的不同对应关系，对生产 (2)根据式(10)常规钢产能与品种钢产能关系， 模式进行分类，并给出相应的求解方法.在动态调 绘制步骤(1)中“转炉品种钢产能=连铸品种钢产 度过程中，通过对调度过程中动态事件进行分类， 能”条件下转炉常规钢产能曲线，如图5中线C归纳了在生产出现异常情况下的动态调整规则，并 所示. 给出时间调整方法. (3)由条件①判断，得到图5中箭头a所示交 总的来看，排产是对产品结构的进一步落实细 点，对应品种钢比例为27.8%. 化，最终通过调度对排产进行动态控制以实现炼钢 (4)根据前文计算结果，LF工序理论最大产能 厂的顺利运行.然而，排产与调度首先应建立在合 为210.2万ta~1.绘制LF理论最大产能标准线如 理产品结构的基础之上，从产能角度研究炼钢厂的 图5中线B所示. 合理产品结构是保障生产高效、顺行的重要前提. (⑤)根据条件③判断，得到图中箭头b所示交 本文研究发现，产品结构对产能的影响本质上是由 点，对应品种钢比例为72.2%. 不同产品生产周期的差异造成的.因此，无论是转 (6)由于LF精炼工序钢水全部由转炉工序提 炉炼钢厂还是电炉炼钢厂，当其生产的各产品生产 供，因此在实际生产中，当条件③满足时，LF精炼 周期存在差异时，炼钢厂产品结构和产能的关系均 工序品种钢产能=转炉品种钢产能.由步骤(1)可 符合本文所论述的关系 知转炉品种钢产能=连铸品种钢产能，即LF精炼 工序品种钢产能=连铸品种钢产能，满足条件④. 6结论 综上所述，该钢厂合理产品结构为：品种钢 (1)对长材型特殊钢厂设备层面的设备产能进 比例在27.8%722%.在制定作业计划时，应遵 行分析，描述了设备产能和设备产品结构之间关系， 循这一比例范围保证连铸工序的连续生产以及整 随着设备产品结构变化，设备总产能发生改变，并第 期 王 宝等 长材型特殊钢厂产品结构及产能 · · 一 工序品种钢产能 工序常规钢产能 女之一 、一,二叮能 个流程 的顺行 此产品结构 下, 炼钢厂的产 能为 万 一, 其中当品种钢比例为 时 炼钢厂总产能为 万 一, 当品种钢 比例为 时炼钢厂总产能为 万 一 …连铸 转炉 工序品种钢产能 , 勺日一﹄匕︶︵尸砂日︵︺ 生一陌瞿︵︶哆` 已八,︸﹄八日︺︸ ,次貂化︵祠︶书 工序品种钢比例 图 工序产能与工序产品结构关系 连铸工序 、卜· — 连铸工序常规钢产能 一一 转炉工序常规钢产能 一 一 精炼工序品种钢最大产能 扮、 二、 、 忍二之曰一 二一几一一百 由图 可知, 当连铸 工序全部生产品种钢时, 其产能为 万 一 , 而上文中转炉工序的常规 钢最大产能仅为 万 一, 无法满足连铸工序 的生产需求 因此 , 对于一个炼钢厂而言, 存在一个 合理的产品结构范围, 才能保证各工序间的产能合 理匹配 , 保证流程的顺行 要实现炼钢厂连铸机 的 连续浇注, 需满足 以下四个约束条件 ①转炉工序 冶炼 常规钢产能 连铸工序浇注常规钢产能 ② 转炉 工序冶炼品种钢产能 妻连铸工序浇注 品种钢 产能 ③ 精炼工序理论最大产能 转炉工序冶 炼 品种钢产能 ④ 精炼工序理论最大产能 连 铸工序浇注 品种钢产能 依据上述四个约束条件, 可对炼钢厂合理产品 结构进行求解, 求解过程分为以下六步 前提条件 使转炉品种钢产能 二连铸品种 钢产能, 即满足条件 ② 图 中线 既表示转炉工 序品种钢年产能又表示连铸工序 品种钢年产能 根据式 常规钢产能与品种钢产能关系, 绘制步骤 中 “转炉 品种钢产能 连铸品种钢产 能” 条件 下转炉常规钢产能曲线 , 如图 中线 所示 由条件 ①判断, 得到 图 中箭头 所示交 点, 对应品种钢 比例为 根据前文计算结果, 工序理论最大产能 为 万 一 绘制 理论最大产能标准线如 图 中线 所示 根据条件 ③判断, 得到图中箭头 所示交 点, 对应品种钢比例为 由于 精炼工序钢水全部 由转炉工序提 供, 因此在实际生产 中, 当条件 ③满足时, 精炼 工序 品种钢产能 转炉品种钢产能 由步骤 可 知转炉品种钢产能 一连铸 品种钢产能, 即 精炼 工序品种钢产能 二连铸品种钢产能, 满足条件 ④ 综上所述 , 该钢厂合理产 品结构为 品种钢 比例在 在制定作业计划 时, 应遵 循 这一 比例 范围保证连铸 工序 的连续 生产 以及整 工序品种钢比例 图 合理产品结构 特殊钢厂炼钢 一 连铸过程的生产组织方式为 根据生产计划确定各个浇次计划在相应连铸机上的 开浇时刻 , 以及各个炉次计划在相应设备上作业开 始及结束时刻, 即制定生产调度计划 同时, 执行生 产调度计划, 并根据实际生产过程 中的不确定性 因 素, 对其进行重新编排 生产调度 的 目标是使各生 产炉次在各工序上 的时间 、 温度和成分符合要求 , 使生产流程高效 、低耗 、连续和稳定地运行 对于特殊钢厂的炼钢一 连铸调度问题 , 主要是 通过建立多 目标调度模型予 以解决 在静态调度计 划的求解过程 中, 根据炼钢厂系统运行原则, 按照 炼钢炉与连铸机作业周期的不同对应关系, 对生产 模式进行分类, 并给 出相应的求解方法 在动态调 度过程中, 通过对调度过程中动态事件进行分类 , 归纳了在生产 出现异常情况下的动态调整规则, 并 给 出时间调整方法 总的来看 , 排产是对产 品结构的进一步落实细 化, 最终通过调度对排产进行动态控制 以实现炼钢 厂的顺利运行 然而, 排产与调度首先应建立在合 理产 品结构 的基础之上 , 从产能角度研究炼钢厂的 合理产品结构是保障生产高效 、 顺行的重要前提 本文研究发现, 产 品结构对产能的影响本质上是由 不同产品生产周期的差异造成的 因此, 无论是转 炉炼钢厂还是电炉炼钢厂, 当其生产的各产品生产 周期存在差异时, 炼钢厂产品结构和产能的关 系均 符合本文所论述的关系 结论 对长材 型特殊钢厂设备层面的设备产能进 行分析, 描述 了设备产能和设备产品结构之间关系, 随着设备产 品结构变化 , 设备总产能发生改变 , 并