安鋼爐卷煉軋一體化生產管理實踐

董尉民 郁福衛 馬理杰 王海霞

(安陽鋼鐵股份有限公司)

安鋼爐卷煉軋一體化生產管理實踐

董尉民 郁福衛 馬理杰 王海霞

(安陽鋼鐵股份有限公司)

介紹了安鋼爐卷產線煉軋一體化生產管理控制的特點,利用MES系統信息化平臺,從訂單結構、資源配置、作業計劃編排、生產過程實施一體化管理,有效地提高了生產效率和軋機成材率,降低了帶出品率,達到資源效益最大化。

爐卷 MES 一體化生產

0 前言

安鋼 150 t轉爐 -爐卷軋機生產線是安鋼“三步走”發展戰略中的重點工程,是一條集煉鋼、精煉、連鑄、軋鋼四位一體,具有國際先進水平的現代化生產線。由于設備先進、工序復雜,需要不斷優化生產組織,提高生產運行質量,才能充分發揮裝備和工藝優勢,真正實現打造精品板材基地的戰略目標。自 2008年 11月MES系統上線之后,利用信息化管理平臺,實現煉鋼 -連鑄 -軋鋼多工序一體化管控,顯著提高了產線生產效率,實現資源效益最大化。

1 安鋼爐卷生產線一體化管理控制思路

1.1 工藝流程

安鋼爐卷機組由 150 t轉爐 -3250 mm寬板坯連鑄機供料,鑄坯尺寸 150 mm×(1600～3250)mm,采用雙加熱爐模式,年產 120萬 t,主要產品有碳素結構鋼、低合金結構鋼、船板鋼、橋梁鋼、鍋爐和壓力容器鋼、管線鋼、高建 Z向鋼、低碳貝氏體等鋼種。其工藝流程如圖 1所示。

圖1 爐卷軋機生產線的工藝流程

1.2 一體化生產管理控制的要求

一體化管控的目標是利用計算機及通信技術將控制系統與管理系統集成,使企業信息上傳下達、暢通無阻,從而實現生產過程中物流、信息流 (生產信息流和商務信息流)的統一和優化。這就要求:

1)必須按計劃及按合同組織生產,遵循管理與控制集成的原則,這意味著按計劃指定的時間、順序和作業標準生產;

2)控制和加工的實績及時采集上傳,作為對生產、質量及成本等進一步管理的基礎,加工的實績信息同時向下游工序傳送,作為下游工序進一步加工的原始信息;

3)上下級計算機功能處理邏輯的一致性和匹配性,體現管理與控制的無縫銜接,這種管理和控制的集成是由上游工序一直延伸到下游成品工序,直到出廠發貨交付用戶為止;

4)物流、信息流和資金流必須保持動態實時同步。

安鋼自 2007年開始按訂單組織生產,直接面向合同統一編制計劃與控制生產,并有很強的動態調節功能,這顯著增強了企業的應變能力和競爭能力。實行煉鋼一軋鋼一體化生產管控,更好地解決了冶煉、連鑄、加熱、軋制各工序間的緊密銜接問題,使物流管制更加順暢,改變了各單位管理職能混亂、分散的現狀,提高管理效率,有利于企業實現現代化管理。

2 安鋼爐卷計劃管理模式

2.1 爐卷訂單管理流程

建立合同 (訂單)評審制度,定期組織銷售、技術、質量、財務、生產單位對訂單品種、規格、數量結合生產運行特點進行集中評審,從市場需求、質量保證、產品效益、生產組織等方面進行綜合權衡,確定訂單總量、品種、規格,對生產訂單進行優化組合,從訂單接收的源頭確保資源效益最大化。通過MES系統,使爐卷產線物流管控實現了質的飛躍。利用信息化管理平臺,實現了訂單狀態和生產物流的動態、透明、實時上傳,顯著提高了生產運行水平。爐卷訂單管理流程如圖 2所示。

圖2 訂單管理流程

2.2 煉鋼物料統籌管理

管理流程:根據月生產計劃,煉鋼廠按成本最低結構提出當月大宗物料需求,由物資供應處結合庫存和市場形勢組織采購,在生產過程中,由生產管理處再根據生產計劃進行資源配置。

通過資源采購、庫存結構、資源配置的統籌計劃與管理,保障各類資源物流暢通,提高了物料周轉速度,有利于優化庫存結構和數量,避免庫存積壓。煉鋼物料統籌管理流程如圖 3所示。

2.3 訂單需求與生產作業計劃一體化

在MES系統中,計劃編排從訂單需求出發,以交貨期為時間節點,從客戶需要的鋼板開始,倒推式設計和編排每塊鑄坯、爐次的生產計劃,進而組成澆次、班、日作業計劃。隨著生產進程,每塊鑄坯、鋼板和附帶的物流信息實時傳遞到下一工序,實現多工序計劃的一體化管理。

圖3 物料統籌管理示意圖

2.4 全程合同跟蹤

在生產過程中,各工序生產實績在二級機采集后即時上傳到MES系統,實現物流和信息流的實時動態同步。利用MES系統為每個訂單唯一提供的制造命令號(PONO),可實現對訂單生產進程、質檢信息、入庫情況等實時監控,保證按期保質保量交貨。

3 高效運行及生產效果

3.1 剛性落實生產計劃

生產過程的組織與協調完全以生產計劃為根本,緊緊圍繞低成本運行主線,強調計劃的嚴肅性,抓好計劃剛性落實。生產過程中以訂單和計劃需求為基礎,從資源配置、工藝路線優化、生產過程控制、質量控制,直到產品發貨,實施全工序、全流程的監控管理,以高質量的生產過程組織,剛性落實生產計劃。

3.2 推行準時化生產

為了提高爐機匹配效率,優化生產組織水平,實行“生產時刻表”運行模式,提高了工序運行質量。結合不同鋼種對每個環節所需時間的差異,逐爐倒推計算各工序點起止時間,制定出不同鋼種標準工序作業周期和工序間標準運輸時間,實現準時化生產。實踐表明,煉鋼區的生產周期大幅縮短,從混鐵爐出鐵到鑄坯產出整個生產過程由原來 3個多小時,縮短為兩個多小時,生產周期壓縮近 1個小時;LF爐精煉延長時間(即超出標準作業時間以外的時間)已由 24分鐘以上,縮短到 5分鐘以內。在改善鋼水質量的同時,精煉電耗和電極消耗顯著降低。

3.3 連鑄坯直接熱裝工藝

連鑄坯直接熱裝就是生產出的鑄坯直接進入加熱爐加熱的裝鋼方式,可以提高加熱爐生產效率,改善加熱質量,降低燃料消耗和鑄坯燒損,進而提高成材率。第二煉軋廠充分發揮裝備優勢,利用MES信息化管理系統,從 2009年 3月份開始,先后解決了直接熱裝的三大核心環節:①無缺陷鑄坯制造技術;②高溫鑄坯生產技術;③煉鋼 -連鑄 -軋鋼一體化的生產管理技術。實施直裝后,爐卷機組加熱爐煤氣消耗可節約 40 m3/t～50 m3/t。

3.4 生產效果

一體化生產管控實現了精細組織、精益生產,提高了爐卷軋機生產效率,帶出品控制和訂單保障能力均有顯著改善。

1)2009年以來爐卷產線帶出品比例實現了持續降低,2010年 1～10月份累計 5.57%,比 2008年22.90%降低了 17.33%。圖 4為帶出品比例對比柱狀圖。

圖4 帶出品比例對比柱狀圖

2)生產運行質量的改善,促進了爐卷訂單保障能力的同步提高。2010年 1～10月份,爐卷一次訂單完成率由 2009年的 87.07%提高到 90.36%,提升了安鋼交貨保證能力,增強了市場競爭力。

4 結語

安鋼爐卷產線依托MES信息化管理平臺,充分發揮裝備優勢,通過煉鋼 -連鑄 -軋鋼多工序一體化管控,利用信息化系統中物流和信息流同步反饋的優勢,強化了生產過程的監管力度,提高了生產效率,促進了生產成本持續降低。下一步將把成品庫房管理納入一體化管控,實現全流程的一體化精益物流,進一步提升安鋼交貨服務能力,增強安鋼產品競爭力和市場美譽度。

[1] 王文瑞,胡旭浦,潘強.寶鋼煉鋼連鑄管控一體化[J].冶金自動化,2007(1):1-4.

[2] 李耀華,胡國奮,王偉,寧樹實.煉鋼 -連鑄 -熱軋一體化生產計劃編制方法研究[J].控制工程,2005,12(6):449-452.

PRACTICE OF INTEGRATIVE PRODUCTIONMANAGEM ENT IN ANGANG STECKEL M ILL

DongWeimin Yu Fuwei Ma Lijie Wang Haixia

(Anyang Iron&Steel Stock Co.,Ltd)

The paper introduces the characteristics of integrated production management in Anyang steckelmill.Tntegrated production management is carried out from order structures,resource allocation,operative schedule arrangement to production process based on informatization platform,it effectively improved production efficiency and rolling yield and researched resource benefitmaximization.

Steckelmill MES integrated production

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2010—10—29