煉鋼廠配比模型線上應用實踐

楊 華

（陽春新鋼鐵有限責任公司，廣東 陽春 529600）

轉爐煉鋼生產過程中，鋼鐵料成本、合金成本、輔料成本占煉鋼成本管控的80%以上，因此如何做好鋼鐵料、合金、輔料的配比是煉鋼廠管理人員所必須研究和分析的。為進一步了解轉爐加入物料的組成及配比利用水平，運用煉鋼基礎學原理及轉爐煉鋼工藝進行分析，提出轉爐廢鋼配比方案、合金加入方案及輔料加入方案，有效降低轉爐煉鋼生產的鋼鐵料消耗、合金消耗及輔助材料消耗，為降低煉鋼成本提供依據。同時隨著5G時代的來臨，各行各業(yè)都面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇，在政府支持，國家、行業(yè)大力推廣之下，迎來了企業(yè)發(fā)展的黃金時代，越來越多企業(yè)意識到信息化的重要性，加入到自動化、人工智能化創(chuàng)新實踐的滾滾大潮中。在新形勢下，將數據與動態(tài)、實時的業(yè)務數據建立邏輯聯系，通過高度融合為企業(yè)提供可靠的數據，業(yè)務利用數據推動業(yè)務改善，數據才能成為企業(yè)發(fā)展的核心競爭力。本文介紹了某煉鋼廠通過利用信息化手段，開發(fā)線上配比模型指導生產，達到生產管控與成本管控的最優(yōu)化[1]。

1 煉鋼廠概況

陽春新鋼鐵煉鋼廠現有2座120噸轉爐，2座吹氬站，2座LF爐，3座方坯連鑄機，主要生產建筑用線棒材。

現使用的廢鋼、輔料、合金主要包含：生鐵塊、渣鋼、優(yōu)質廢鋼、壓塊、硅錳合金、硅鐵、中碳錳鐵、石灰、白云石等。

2 配比模型目標及難點

2.1 配比模型目標

（1）推行精益生產管理。在生產運行管理上，抓住標準化關鍵要素，強化精益管理。

（2）建立共享平臺，對工作進行專業(yè)化分工、標準化運作，釋放管理潛力。

（3）打造企業(yè)一體化、橫向融合，縱向分級管控的信息管理，助力實現煉鋼低成本、高效益的精益管理。

（4）充分應用信息技術、大數據等工具，挖掘數據的價值信息，實現事前、事中、事后的全流程管控，為煉鋼生產經營決策提供輔助支持；建設生產運營管控系統(tǒng)。

（5）緊抓數據準確性、及時性的管理，構建精細、多維、高效、實用、共享的業(yè)財報告體系，確保整個報告和信息質量的高效、透明、準確。

2.2 配比模型難點

（1）業(yè)務邏輯性強，關聯性大。

（2）需針對配比模型開發(fā)對應的數據倉庫，從底層開發(fā)。

（3）煉鋼系統(tǒng)采集數據與配比模型對應關系，節(jié)超關系核對量大、數據量大、計算量大。

（4）為利益相關者提供有價值的信息，建設信息共享平臺，實現業(yè)績表單化、數據化，促進績效評價體系的落地，實現業(yè)績的融合，成本效益核算到煉鋼生產過程中去支持生產。共享內容全面化，實現賬表、預算、效益的一體化；信息系統(tǒng)集成化，成為核心信息倉庫，提供便捷功能。

（5）分析煉鋼生產和生產成本，幫助員工提升業(yè)績。運用物質流的配比評價和成本消耗，對煉鋼生產成本、業(yè)務流程、員工作業(yè)效率等方面進行評估，為員工提供業(yè)績分析和評估；運用數據線上分析，智能化精簡工作流程，優(yōu)化勞動強度以提高煉鋼作業(yè)效率，同時，加強與作業(yè)人員的溝通，分析總結每位員工的作業(yè)狀況，并從經驗中不斷修正和調整，引導生產體系“以生產組織效益最大化”為原則動態(tài)調整煉鋼生產調度安排。

3 實踐情況

3.1 架構層級建設

系統(tǒng)的實現，從下至上，主要包含動態(tài)標準層、生產實績層、庫存管理層、報表分析層。

動態(tài)標準層：建立包括煉鋼廠物料消耗標準、物料價格標準、生產效率標準、鐵合金預算標準、鋼鐵料配比標準等多維度考量的綜合評價標準體系。

生產實績層：涉及包括煉鋼系統(tǒng)、計質量系統(tǒng)、NC系統(tǒng)、等各系統(tǒng)中生產物料消耗、材料消耗等核算所需的基礎數據。

庫存管理層：實時獲取煉鋼機材料庫存數據，反映本期入庫、本期出庫、期末結余等庫存信息，為生產提供實時準確的庫存情況，有利于合理組織生產消耗。

報表分析層：包括煉鋼廠各配比模塊的報表展現、趨勢分析報表、評價報表的實現等。

3.2 鋼鐵料配比模型

鋼鐵料配比模型整體架構為信息下達層、信息接收層、執(zhí)行層及對比分析層原輔料計劃配比（轉爐下達）→原輔料實際配比→轉爐計劃配比消耗→轉爐實際消耗→連鑄消耗→全廠消耗。

3.2.1 前期標準模塊的建立

（1）數據庫開發(fā)：建立專門對應的數據轉存表，對數據算法存儲等過程進行底層數據開發(fā)。

圖1 數據的轉存圖

（2）廢鋼收得率標準模塊：廢鋼收得率動態(tài)標準的維護，鋼鐵料模型中引入了理論鋼水、理論鋼坯的計算，對廢鋼收得率進行動態(tài)維護，支撐動態(tài)的理論鋼水計算，是消耗與成本對比更準確。

（3）合金標準模塊：合金加入量和收得率動態(tài)標準的維護，對合金所產生的鋼水進行理論測算，納入鋼鐵料模型中。

（4）基礎配比模塊：根據技術人員分析的最佳基礎配比模塊建立，根據不同的模式、鋼種類型、連澆爐數等因素分析每一爐冶煉的情況，根據該情況進行進行初步自動匹配配比，現階段為更進一步接近實際，將煉鋼手持端廢鋼界面改為8鐘廢鋼配比確認：豆鋼、鋼渣塊、高P生鐵塊、外購生鐵塊、重型廢鋼、生產廢鋼、鋼筋壓塊、工業(yè)壓塊二。

3.2.2 配比模型開發(fā)落地

（1）原輔料計劃配比：系統(tǒng)根據標準模塊中，技術人員核算的不同模式下的最佳配比匹配到每一爐，若外部條件沒有變化，轉爐不進行微調，若外部條件存在變化，轉爐與技術人員溝通后進行微調配比。

（2）原輔料實際配比：原輔料車間可通過手機端、電腦端實時接收配比信息，按配比要求執(zhí)行。

（3）轉爐計劃配比消耗、轉爐實際消耗。

（4）連鑄消耗：連鑄通過實際消耗實時核算，與計劃對比，形成節(jié)超，四班控制水平可實時反應。

（5）全廠消耗：通過整個配比模型的線上應用，可實時反饋現場情況，動態(tài)調整控制。

（6）對鋼鐵料實時控制水平分班、按爐進行看板展示、應用和管控。

3.3 合金配比、輔料配比模型

圖2 廢鋼收得率計算過程

圖3 合金配比與輔料配比計算過程

預計產生鋼坯量×（標準元素中限-Y1樣元素含量）/（合金、輔料收得率×合金、輔料元素含量）。

建設架構與鋼鐵料模型相同。

4 結語

將生產模型化，對控制標準線上記錄，對匹配標準不斷更新，繼而快速探索出最優(yōu)生產模型。配比模型與實時數據對接，通過測算的理論模型，指導生產，使生產的管理線上化、模型化、成本易監(jiān)控、易管控調整。

通過配比模型的執(zhí)行與管控，該廠鋼鐵料、合金與輔料成本在1-6月大幅度降低。