特殊鋼企業生產優化調研報告

張宇航++王超賽++張思雨

摘 要：本文針對多品種、小批量、工藝流程復雜的特殊鋼煉鋼生產組織管控過程，探索如何運用信息化手段來改善現有制約瓶頸，提高生產效率、發揮關鍵工序產能，實現特鋼煉鋼生產組織過程的協同優化，實現生產穩定、高效。

關鍵詞：特殊鋼；生產組織；協同優化

1 特殊鋼生產特點

目前，國內許多特殊鋼企業正在進行先進特殊鋼生產線建設與完善，通過對特殊鋼生產的關鍵共性技術研究開發和系統集成，優化特殊鋼生產流程，實現特殊鋼生產高品質化、高效化和低成本化。本文在分析了現有特殊鋼生產流程的技術特點，以國內某特鋼企業為例，在其現有生產組織的問題分析其現有問題，提出其特殊鋼生產流程的發展方向。

特殊鋼的生產是一個長周期的生產過程，組織模式相對穩定，是質量穩定、應對多樣化市場的基礎。

其主要生產工序主要包含了如下流程：鐵水預處理→初煉爐-（電弧爐，轉爐）→精煉爐（LF、 RH、VD/VOD）→連鑄（小方坯、大方坯、板坯）、模鑄→特種冶煉（電渣、真空電渣、等離子、電子轟擊爐等）→棒線材、板材軋機。

根據現場調研分析，整個特鋼生產控制重點有兩個：

一是工序間過程節點控制；二是實現爐機最優匹配，生產高效。

尤其是其用戶決定了產品的質量要求，包括：嚴格的成分控制、高的潔凈度、合理的夾雜物形態、高均質性、最小的宏觀低倍缺陷、理想的組織形態和晶粒度、優良的表面質量。

特殊鋼具有高品質和多品種、小批量的特點，因此特殊鋼生產組織的核心，就是解決生產高效和訂單多品種、小批量之間的矛盾，其技術特點包括了：

①品種范圍寬，規格多；

②生產工藝流程復雜；

③工藝兼容性強，定尺、定重多樣化；

④訂單零散，不利于組織高效化生產；

⑤客戶技術要求多，控制標準多樣化。

在鋼鐵企業中，煉鋼不僅是提供個性化產品和實現產品質量的起點，也是按訂單組織生產和物流策劃的源頭，煉鋼在鋼鐵廠內起到承上啟下的關鍵作用。在特鋼生產工藝中，由于煉鋼具有鐵鋼平衡剛性、工序多、高溫、連續、快節奏的特點，如何解析煉鋼各工序的生產匹配關系，是優化生產工藝和生產組織、簡化工序流程的關鍵，生產流程的計劃組織安排尤為重要。

2 企業調研分析

以國內某特殊鋼生產企業為調研對象，該公司現擁有以焦化、燒結、高爐煉鐵、轉爐煉鋼、LF及VD爐真空精煉、連鑄、連軋、精整為生產工藝的長流程生產線，和以電爐煉鋼、LF及VD爐精煉、連鑄、連軋、精整為生產工藝的短流程生產線，主要生產裝備均具有行業先進水平。

該企業2座轉爐+6座精煉爐+4座VD爐+4臺連鑄+4條軋線的多種工藝路線組合的生產組織方式，可以說國內最多之一，煉鋼軋鋼不能一一對應，流程十分復雜。因此，煉鋼生產計劃如何高效組織成為生產管理的核心工作。

根據調研，現有坯型連鑄機與軋線的對應關系見表1：

通過對該單位現有的訂單進行分析，可以看出內外貿訂單均具有以下特點：批量小、品種多、工藝路線復雜、產品覆蓋范圍廣。因此，以訂單為核心的特鋼煉鋼生產組織是由特鋼的訂單特點所決定的。

作為一家專業化特鋼生產企業，主要實行以效訂銷、以銷定產、優化排產、生產高效的組織模式。近幾年公司陸續開發了異型鋼、退火材、銀亮鋼等新品種和新工藝。隨著產品結構特鋼化升級和不斷開發新品，工藝越來越復雜；市場需求每況愈下，訂單批次逐漸縮小，造成生產組織難度越來越大，對精益生產提出了更高要求。而且，傳統批量生產常常存在以下問題：不良品多、搬運多、動作浪費、在制品多、機動率低、 機動性小、交期長、場地大、管理難。結果導致：高成本、低品質、低利潤、反應慢、競爭力低、少創新。

從其整個生產流程分析來看，存在以下制約整個企業發展的問題：

一是工序之間不配套：連鑄機與軋制線不連續，制約生產高效。

二是訂單組合難度大：小批量、多品種、多規格和高質量制約連鑄機連澆爐數；頻繁更換產品品種和規格，導致轉爐實際作業率下降，遠低于同類普鋼轉爐作業率。

三是生產效率低：工序間的不匹配，嚴重制約了整體生產效率的提升，尤其對于不同鋼軋線之間坯材供應匹配不當時，造成生產計劃的變更，生產效率不能充分發揮，增加消耗，影響費用成本。

四是發展制約：該特鋼企業產品和工藝結構實現了根本性轉變，但作為特鋼企業，其產品檔次和技術裝備水平有待提升，現有生產手段和工藝裝備不足以滿足高端客戶的需求，均需進行必要的技術改造和裝備配套。在現有廠區沒有進行技術改造的場地布置條件，這是對處于品種結構進軍中高端市場優化提升的關鍵時期的主要制約。

3 發展建議

3.1 引入精益生產的理念。利用信息化技術打造符合企業自身生產特點的生產組織管控模式。

“一個流”生產 （one piece flow） 是精益生產方式的核心思想之一。從現有生產流程，以鐵素的流程為核心，按照“周密計劃、監控異常、快速反應、及時調控、流程優化、精準高效”的管控思路，建立從大宗原料平衡、鐵前配比、鐵鋼、坯材、材收貨、材入庫、材出庫七大平衡為基礎的“一個流”精益生產管控信息化系統。

通過生產工藝路線的數字化、訂單合理組合優化，實現煉鋼排產不斷優化。煉鋼內部流程的優化，重點做好計劃產量完成、坯型分配，滿足對客戶訂單的承諾交貨日期。鐵、鋼的生產會出現階段性的不平衡時，通過動態調整鑄鐵量的生產組織形式，來達到鐵、鋼的階段性平衡。內部從一個流平衡重點監控4臺連鑄機對應的軋線坯型匹配生產，確保總體坯材平衡。

從煉鋼生產計劃及運行控制上，要遵循以下原則：一是爐機對應、溫降最小、拉速決定流量、連澆，追求有序、高效、穩定、低耗的生產組織模式。二是嚴格推行周計劃到日，日生產計劃的編制由煉鋼調度室排產員負責，根據各工序反饋的設備運行、質量要求、技術協議等各項信息，編制當天生產計劃。

3.2 謀劃新工藝布局和布置，確保流程最優、成本最低，突出流程的合、分、順。

3.2.1 合

功能相同或相近的不影響主線的設施合并，減少周轉次數、減少周轉距離、減少物流干擾；上下游工序在距離上盡量縮短，合并布置，減少物流距離。

3.2.2 分

存在物流干擾的設施分開布置，減少干擾、優化配置、提高專業化水平、確保高效率運行。

3.2.3 順

物質流順暢、界面技術無干擾；能量流能級匹配合理、提高效率、減少消耗和浪費；信息流及時、準確、全面。

新的廠區布局要充分考慮上下工藝的匹配，將鐵前與煉鋼工藝流程匹配更加緊湊，充分體現生產高效，實現企業流程最優、效益最大化。

4 結束語

該企業通過內部的創新改革和產品升級，從服務用戶、品種開發、增加利潤等方面起到了積極的作用，但隨著用戶的個性化需求的增加，勢必對生產高效產生越來越大的影響。特鋼生產企業應積極采用成熟先進的工藝技術，進行工藝裝備升級，優化生產工藝流程和布局，實現特鋼生產各工序的連續、緊湊、高效、流暢，優化產品結構、提升產品質量和檔次和品種規格拓展延伸，進一步做專做精做優特鋼產品，打造專業化、高效率的現代化特鋼企業。