迁钢二炼钢钢包一体化管控系统的研究与应用
发布时间：2021-04-20 04:55
本文基于冶金流程工程学中动态运行理论,以迁钢二炼钢为研究背景,系统解析钢包周转过程,研究其中的关键问题及技术难点。在重点分析钢包周转时间、钢包周转率及转炉出钢温度等参数的基础上,进行周转钢包数量静态计算、钢包周转过程的动态建模仿真、钢包周转过程优化、钢包一体化管控系统的开发等四个方面的研究与实践。首先,根据炼钢厂运行的“炉机匹配”原则,运用甘特图分析了转炉-连铸生产节奏与周转钢包数量间的关系,针对炼钢厂现有炉机匹配模式建立周转钢包数量计算模型。结果表明：缩短钢包周转柔性时间和浇次间重合时间,均可减少周转钢包数量。其次,针对迁钢二炼钢生产流程建立钢包周转过程仿真模型,建模考虑了钢包周转过程中的时间波动和约束规则,通过输入实际生产计划,对特定条件下影响钢包周转率和红包出钢率的热修时间等因素进行仿真研究。仿真实验表明：随着热修时间增加,钢包周转率和红包出钢率都逐渐下降。当日产45炉典型钢种,热修时间在0-20min范围内钢包周转率为6.43,而当热修时间为50-60min时钢包周转率为5.00；同时,红包出钢率会由94%减少到45%。然后,将钢包周转过程优化问题归类为JSP问题,建立以最小化...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 钢铁制造流程
2.1.1 概述
2.1.2 发展趋势
2.2 制造流程的研究方法
2.2.1 建模方法
2.2.2 仿真方法
2.2.3 优化方法
2.3 钢铁制造流程的动态运行理论
2.3.1 钢铁制造流程的时间因素
2.3.2 钢铁制造流程的界面技术
2.3.3 钢铁制造流程的动态运行
2.4 钢包周转过程研究现状
2.4.1 钢包周转过程概述
2.4.2 钢包周转过程控制
2.4.3 钢包周转过程仿真
2.4.4 钢包周转过程热行为
2.4.5 钢包周转过程跟踪技术
2.4.6 小结
2.5 课题背景与研究内容
2.5.1 选题背景
2.5.2 研究思路和内容
3 迁钢二炼钢钢包周转解析
3.1 炼钢厂平面布置
3.2 钢包周转模式解析
3.3 钢包重包周转时间解析
3.3.1 工序处理时间
3.3.2 工位间运输时间
3.4 钢包空包周转时间解析
3.4.1 工序处理时间
3.4.2 工位间运输时间
3.5 钢包管控现状
3.5.1 钢包运行管控现状
3.5.2 钢水温度管控现状
3.6 小结
4 基于炉机匹配的周转钢包数量研究
4.1 炉机匹配模式及表达方法
4.1.1 炉机匹配模式
4.1.2 生产计划甘特图
4.2 周转钢包数量的计算条件
BOF>tCC模式的周转钢包数量计算"> 4.3 tBOF>tCC模式的周转钢包数量计算
4.3.1 一炉对一机
4.3.2 两炉对两机
4.3.3 两炉对一机
BOF=tCC模式的周转钢包数量计算"> 4.4 tBOF=tCC模式的周转钢包数量计算
BOF
CC模式的周转钢包数量计算"> 4.5 tBOF
CC模式的周转钢包数量计算
4.5.1 一炉对一机
4.5.2 两炉对两机
4.6 周转钢包数量的优化
4.6.1 周转时间
4.6.2 浇次计划
4.7 小结
5 钢包周转过程的建模与仿真
5.1 周转过程描述与规则约束
5.1.1 过程描述
5.1.2 规则约束
5.2 基于铸机连浇约束的钢包周转过程建模
5.2.1 建模思路
5.2.2 建模假设条件
5.2.3 建模对象设置
5.2.4 建模过程实现
5.2.5 仿真模块与应用流程
5.3 钢包周转过程模型仿真
5.3.1 模型对象设置
5.3.2 模型约束规则
5.3.3 模型仿真实现
5.4 钢包管控评价体系与指标
5.5 钢包周转率及影响因素
5.5.1 钢包周转率
5.5.2 钢钟对钢包周转率的影响
5.5.3 修包包龄对钢包周转率的影响
5.5.4 热修时间对钢包周转率的影响
5.6 红包出钢率及影响因素
5.6.1 红包出钢率
5.6.2 空包时间对红包出钢率的影响
5.6.3 热修时间对红包出钢率的影响
5.6.4 修包包龄对红包出钢率的影响
5.6.5 钢包周转率与红包出钢率的关系
5.7 小结
6 基于改进遗传算法的钢包周转过程优化
6.1 钢包周转过程的数学模型
6.1.1 问题描述
6.1.2 假设条件
6.1.3 数学模型
6.2 钢包周转过程优化问题的求解
6.2.1 仿真与算法
6.2.2 算法的设计
6.3 仿真实验与结果
6.3.1 参数设置
6.3.2 仿真结果
6.4 小结
7 钢包一体化管控系统的开发及应用
7.1 钢包管控中的常见问题
7.2 基于物联网技术的钢包管控系统开发
7.2.1 物联网技术
7.2.2 系统结构设计
7.2.3 系统功能结构
7.2.4 系统开发平台
7.2.5 系统功能界面
7.3 钢包管控系统软件中的计算思维
7.4 钢包管控系统的关键技术实现
7.4.1 钢包跟踪
7.4.2 钢包配包
7.4.3 钢水温度补偿
7.5 系统应用效果与分析
7.5.1 钢包运行管控的应用效果与分析
7.5.2 钢水温度管控的应用效果与分析
7.5.3 与国内外钢包管控系统的比较
7.6 小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]炼钢厂三炉三机7个钢包周转的生产实践[J]. 罗源奎,吕凯辉. 河北冶金. 2015(01)
[2]基于甘特图的钢包运行控制模型研究[J]. 黄帮福,施哲,朱红波,丁跃华. 中南大学学报(自然科学版). 2014(07)
[3]钢包数量计算模型[J]. 黄帮福,王建军,朱道飞. 钢铁研究学报. 2014(05)
[4]以质量和交付为中心生产组织模式的实践[J]. 孙争取. 河北冶金. 2014(04)
[5]钢包攒包生产控制模型[J]. 黄帮福,樊波,王建军,李广双,齐岩. 钢铁. 2014(04)
[6]炼钢厂钢包红包出钢率的影响因素仿真[J]. 蔡峻,汪红兵,徐安军,贺东风,黄帮福. 钢铁研究学报. 2014(01)
[7]基于浇次计划的钢包周转数量计算模型[J]. 蔡峻,贺东风,汪红兵,徐安军,黄帮福. 重庆大学学报. 2013(11)
[8]炼钢厂钢包周转率的影响因素[J]. 蔡峻,汪红兵,贺东风,徐安军,黄帮福,田乃媛. 北京科技大学学报. 2013(08)
[9]炼铁-炼钢界面物质流控制技术[J]. 黄帮福,施哲,丁跃华,朱红波,田乃媛. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2013(03)
[10]基于VRPTW-AT模型的钢包优化调度方法[J]. 谭园园,魏震,王森,周维,刘士新. 系统工程学报. 2013(01)
博士论文
[1]结构化集成调度系统理论及基于该理论的虚拟车间智能支撑平台的体系结构研究[D]. 赵博.大连理工大学 2000
硕士论文
[1]炼钢—连铸生产过程钢包优化调度模型与算法[D]. 张燕.东北大学 2012
[2]炼铁站铁水运输系统行车调度建模及仿真[D]. 许雪龙.武汉理工大学 2011
[3]提钒—炼钢生产调度的优化与仿真研究[D]. 曲亚萍.重庆大学 2010
[4]基于Petri网的钢铁企业生产物流优化[D]. 王新云.武汉科技大学 2009
[5]炼钢生产物流Petri网仿真模型与仿真软件开发研究[D]. 张鲲.重庆大学 2003
本文编号：3149017
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 钢铁制造流程
2.1.1 概述
2.1.2 发展趋势
2.2 制造流程的研究方法
2.2.1 建模方法
2.2.2 仿真方法
2.2.3 优化方法
2.3 钢铁制造流程的动态运行理论
2.3.1 钢铁制造流程的时间因素
2.3.2 钢铁制造流程的界面技术
2.3.3 钢铁制造流程的动态运行
2.4 钢包周转过程研究现状
2.4.1 钢包周转过程概述
2.4.2 钢包周转过程控制
2.4.3 钢包周转过程仿真
2.4.4 钢包周转过程热行为
2.4.5 钢包周转过程跟踪技术
2.4.6 小结
2.5 课题背景与研究内容
2.5.1 选题背景
2.5.2 研究思路和内容
3 迁钢二炼钢钢包周转解析
3.1 炼钢厂平面布置
3.2 钢包周转模式解析
3.3 钢包重包周转时间解析
3.3.1 工序处理时间
3.3.2 工位间运输时间
3.4 钢包空包周转时间解析
3.4.1 工序处理时间
3.4.2 工位间运输时间
3.5 钢包管控现状
3.5.1 钢包运行管控现状
3.5.2 钢水温度管控现状
3.6 小结
4 基于炉机匹配的周转钢包数量研究
4.1 炉机匹配模式及表达方法
4.1.1 炉机匹配模式
4.1.2 生产计划甘特图
4.2 周转钢包数量的计算条件
BOF>tCC模式的周转钢包数量计算"> 4.3 tBOF>tCC模式的周转钢包数量计算
4.3.1 一炉对一机
4.3.2 两炉对两机
4.3.3 两炉对一机
BOF=tCC模式的周转钢包数量计算"> 4.4 tBOF=tCC模式的周转钢包数量计算
BOF
CC模式的周转钢包数量计算"> 4.5 tBOF
CC模式的周转钢包数量计算
4.5.2 两炉对两机
4.6 周转钢包数量的优化
4.6.1 周转时间
4.6.2 浇次计划
4.7 小结
5 钢包周转过程的建模与仿真
5.1 周转过程描述与规则约束
5.1.1 过程描述
5.1.2 规则约束
5.2 基于铸机连浇约束的钢包周转过程建模
5.2.1 建模思路
5.2.2 建模假设条件
5.2.3 建模对象设置
5.2.4 建模过程实现
5.2.5 仿真模块与应用流程
5.3 钢包周转过程模型仿真
5.3.1 模型对象设置
5.3.2 模型约束规则
5.3.3 模型仿真实现
5.4 钢包管控评价体系与指标
5.5 钢包周转率及影响因素
5.5.1 钢包周转率
5.5.2 钢钟对钢包周转率的影响
5.5.3 修包包龄对钢包周转率的影响
5.5.4 热修时间对钢包周转率的影响
5.6 红包出钢率及影响因素
5.6.1 红包出钢率
5.6.2 空包时间对红包出钢率的影响
5.6.3 热修时间对红包出钢率的影响
5.6.4 修包包龄对红包出钢率的影响
5.6.5 钢包周转率与红包出钢率的关系
5.7 小结
6 基于改进遗传算法的钢包周转过程优化
6.1 钢包周转过程的数学模型
6.1.1 问题描述
6.1.2 假设条件
6.1.3 数学模型
6.2 钢包周转过程优化问题的求解
6.2.1 仿真与算法
6.2.2 算法的设计
6.3 仿真实验与结果
6.3.1 参数设置
6.3.2 仿真结果
6.4 小结
7 钢包一体化管控系统的开发及应用
7.1 钢包管控中的常见问题
7.2 基于物联网技术的钢包管控系统开发
7.2.1 物联网技术
7.2.2 系统结构设计
7.2.3 系统功能结构
7.2.4 系统开发平台
7.2.5 系统功能界面
7.3 钢包管控系统软件中的计算思维
7.4 钢包管控系统的关键技术实现
7.4.1 钢包跟踪
7.4.2 钢包配包
7.4.3 钢水温度补偿
7.5 系统应用效果与分析
7.5.1 钢包运行管控的应用效果与分析
7.5.2 钢水温度管控的应用效果与分析
7.5.3 与国内外钢包管控系统的比较
7.6 小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]炼钢厂三炉三机7个钢包周转的生产实践[J]. 罗源奎,吕凯辉. 河北冶金. 2015(01)
[2]基于甘特图的钢包运行控制模型研究[J]. 黄帮福,施哲,朱红波,丁跃华. 中南大学学报(自然科学版). 2014(07)
[3]钢包数量计算模型[J]. 黄帮福,王建军,朱道飞. 钢铁研究学报. 2014(05)
[4]以质量和交付为中心生产组织模式的实践[J]. 孙争取. 河北冶金. 2014(04)
[5]钢包攒包生产控制模型[J]. 黄帮福,樊波,王建军,李广双,齐岩. 钢铁. 2014(04)
[6]炼钢厂钢包红包出钢率的影响因素仿真[J]. 蔡峻,汪红兵,徐安军,贺东风,黄帮福. 钢铁研究学报. 2014(01)
[7]基于浇次计划的钢包周转数量计算模型[J]. 蔡峻,贺东风,汪红兵,徐安军,黄帮福. 重庆大学学报. 2013(11)
[8]炼钢厂钢包周转率的影响因素[J]. 蔡峻,汪红兵,贺东风,徐安军,黄帮福,田乃媛. 北京科技大学学报. 2013(08)
[9]炼铁-炼钢界面物质流控制技术[J]. 黄帮福,施哲,丁跃华,朱红波,田乃媛. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2013(03)
[10]基于VRPTW-AT模型的钢包优化调度方法[J]. 谭园园,魏震,王森,周维,刘士新. 系统工程学报. 2013(01)
博士论文
[1]结构化集成调度系统理论及基于该理论的虚拟车间智能支撑平台的体系结构研究[D]. 赵博.大连理工大学 2000
硕士论文
[1]炼钢—连铸生产过程钢包优化调度模型与算法[D]. 张燕.东北大学 2012
[2]炼铁站铁水运输系统行车调度建模及仿真[D]. 许雪龙.武汉理工大学 2011
[3]提钒—炼钢生产调度的优化与仿真研究[D]. 曲亚萍.重庆大学 2010
[4]基于Petri网的钢铁企业生产物流优化[D]. 王新云.武汉科技大学 2009
[5]炼钢生产物流Petri网仿真模型与仿真软件开发研究[D]. 张鲲.重庆大学 2003
本文编号：3149017
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3149017.html
