一种考虑补炉时的转炉设备冲突消解方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于炼钢-连铸生产工艺领域，尤其涉及一种考虑补炉时的转炉设备冲突 消解方法。
【背景技术】
[0002] 转炉炼钢是现代化钢铁生产流程中的核心环节，在该生产过程中，将高炉的铁水 和外部废钢投入转炉中炼成具有所要求化学成分的钢，并使钢具有一定的物理性能、化学 性能和力学性能。转炉炼钢具有高效化的特点，但也存在连续性不足的弊端。造成这种状况 的主要原因是转炉炉衬的磨损和损坏。转炉炉衬的维护和更换，不但增加了耐材的消耗，而 且破坏了生产的连续性，影响了转炉的作业率和生产效率。在转炉炉衬的维护技术中，主要 有溅渣护炉技术和炉衬喷补技术(简称"补炉"）。溅渣护炉技术是利用MgO含量达到饱和或 过饱和的炼钢终点渣，通过高压氮气的吹溅，冷却、凝固在炉衬表面形成一层高熔点的熔渣 层，并与炉衬很好地粘结附着。补炉是通过专门设备将散状耐火材料喷射到红热炉衬表面， 进而烧结成一体，使损坏严重的部位形成新的烧结层，炉衬得到部分修复，进而提高转炉炉 龄。
[0003] 转炉炼钢生产过程生产效率的提高对整个钢铁企业有重要影响，而制定合理的生 产调度计划，是保证转炉炼钢生产过程高效率运行的关键。由于溅渣护炉和补炉对维护转 炉炉衬具有的重要意义，以及这两项操作在生产过程中频繁性运用的特点，因而，在编制转 炉炼钢生产调度计划时需要将它们也考虑进来。从已有炼钢生产调度优化相关文献资料的 检索结果来看，目前通用的做法是将溅渣护炉作为每炉钢水冶炼时的基本操作，与兑铁、吹 炼和出钢等等同看待，所有这些原子操作需耗费的时间加和后作为单炉钢水的冶炼时间。 但是，对于补炉操作，现有研究成果都没有考虑，这样就存在如下的缺陷：其一、由于单次补 炉及相关的辅助操作用时一般较长，如70分钟，这与两炉钢水的冶炼时间相当，如果临时插 入补炉操作，必然打乱既定的生产节奏，使原有的生产调度计划不可用，进而影响整个炼钢 厂的生产顺行;其二、由于欠缺对补炉的统筹计划安排，使得转炉炉衬维护操作制度处于不 稳定和事后弥补的状态，这隐藏着极大的风险，可能导致穿炉等严重后果。
[0004] 已申请的专利（公开号"CN104694692A"，一种利用转炉炉渣补炉的方法)公开了一 种利用转炉炉渣补炉的方法，通过优化转炉加料模式，提高炉渣耐侵蚀性能，利用等待、降 温等手段将炉渣和炉衬烧结在一起，进行炉体维护，降低耐材消耗。专利（公开号 "CN104673966A"，转炉炉衬的快速维护方法)公开了一种转炉炉衬的快速维护方法，其在转 炉出钢后，进行留渣操作，将镁碳耐火砖块倒入炉内，摇动转炉至镁碳耐火砖块和炉内的留 渣平铺在转炉炉衬的修补部位，静置使镁碳耐火砖块和留渣的混合料粘结在炉衬的修补部 位。专利（公开号"CN101973775A"，补炉料及其制备方法)涉及钢铁企业炼钢提钒转炉生产 过程中修补时所用的补炉料，特别涉及炉衬为镁碳砖所使用的补炉料及其制备方法，该发 明专利提供了一种烧结时间短、寿命高的补炉料来适应生产的需要。由此可以看出，已有的 补炉相关的专利都集中在补炉方法本身或者补炉料的制备等方面，没有将补炉操作与炼钢 生产调度计划二者关联起来。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例的目的在于提供一种考虑补炉时的转炉设备冲突消解方法，至少可 克服现有技术的部分缺陷。
[0006] 本发明实施例涉及的一种考虑补炉时的转炉设备冲突消解方法，包括:步骤100， 确定满足补炉工艺要求的各座转炉补炉开始时刻的一组随机结果；
[0007] 步骤200,计算所有浇次中的各炉次在当前工序的紧前工序上的开始处理时刻和 结束时刻；
[0008] 步骤300,将所有所述炉次按照其转炉工序的开始处理时刻的升序进行排列；
[0009] 步骤400,依次判断各个所述炉次和其紧前炉次是否在所述转炉工序发生冲突， 是，执行步骤500;
[0010] 步骤500,比较设备冲突时长和可缓冲工序的柔性等待时间上限之和的大小，判断 设备冲突是否能够消解，是，提前各个所述可缓冲工序的开始时刻以消解设备冲突，否，执 行步骤100。
[0011] 作为实施例一涉及的一种考虑补炉时的转炉设备冲突消解方法，所述步骤100中 所述补炉工艺要求包括根据炼钢厂的生产工艺制度和转炉炉龄确定各座转炉补炉的频次 要求和单次补炉时长，以及所有所述转炉同时补炉的排斥性条件。
[0012] 所述步骤200中计算所有所述浇次中的各所述炉次在所述当前工序的所述紧前工 序上的开始处理时刻和结束时刻包括：
[0013] 按照并行时间倒推方法，依据给定的浇次计划中各个浇次的开浇时刻，从连铸开 始，逆工艺路径方向，将工序并行倒推，求出所有浇次中的各炉次在当前工序的紧前工序上 的开始处理时刻和结束时刻，直至所述转炉工序结束。
[0014] 所述步骤400中确定所述炉次的所述紧前炉次的方法为:所有所述炉次按转炉工 序的开始时刻升序排列后，将序列中所述对应的炉次分别编号为1，2,…，m-1，m，m+l，…，取 m为当前炉次序号；
[00? 5]所述当前炉次m在所述转炉工序的开始时刻为X (i，j，ki)，其中，i为饶次号，j为炉 次号，ki为转炉工序编号；
[0016] 判断所述当前炉次m的开始时刻x(i，j，ki)是否落入了任意一座或多座转炉的补 炉时段内，若是则所述当前炉次m的所述紧前炉次取为所述序列中编号为的所述 炉次，否则所述当前炉次m的所述紧前炉次取为所述序列中编号为m-m的所述炉次，其中， 为当前时刻所述补炉的转炉设备数量，m为所述转炉工序可用的转炉设备数量。
[0017] 判断所述当前炉次和其紧前炉次是否在转炉工序发生冲突的方法为：
[0018] 当.? (4>為）-4t ? ，丄Μ时，所述当前炉次和其紧前炉次在所述转炉工 序不会发生设备冲突，其中，为所述紧前炉次在所述转炉工序的开始时刻， G (6/, j,Μ为紧前炉次在转炉工序上的加工处理时间。
[0019] 所述步骤500中比较设备冲突时长和可缓冲工序的柔性等待时间上限之和的大 小，判断设备冲突是否能够消解的过程包括：
[0020] 步骤501，计算设备冲突时长:
[0021]
[0022]步骤502，沿着紧前炉次的工艺路径向后，搜索所有的可缓冲工序，直至连铸工序， 并累加所有可缓冲工序前的柔性等待时间上限之和，记为
[0023] 步骤503,若满屈
则所述转炉工序的设备冲突能够消解。
[0024] 所述步骤503中满丨
，且所述可缓冲工序的数量为1时，设kb 为缓冲工序编号，则在缓冲工序前的缓冲时间为：
[0025]
[0026] 提前所述紧前炉次在所述转炉工序至所述缓冲工序之间所有工序的开始时刻为：
[0027]
[0028] 其中，为提如后紧如炉次在相应工序的开始时刻。
[0029] 所述步骤503中满，
并且所述可缓冲工序的数量大于1时， 按照顺序依次设置各个所述缓冲工序前的缓冲时间为所述缓冲工序前的柔性等待时间上 限与剩余设备冲突时长两个数值之间的较小者，并且各个所述缓冲工序前缓冲时间的和为 所述设备冲突时长。
[0030] 所述步骤500对所述当前炉次及其紧前炉次进行冲突消解后，判断提前后的所述 紧前炉次在所述转炉工序的开始时刻是否在整个所述炉次的开始时刻序列中处于正确的 位置，若存在所述炉次的开始时刻小于序列中前一个炉次的开始时刻的情况，则交换所述 炉次和所述前一个炉次在序列中的先后顺序，直至所有所述炉次的开始时刻维持升序排 列，判断是否已经遍历所有所述炉次，是则结束所述冲突消解过程，否则转所述步骤400，对 下一个所述炉次进行转炉工序设备冲突消解。
[0031] 本发明实施例提供的一种考虑补炉时的转炉设备冲突消解方法的有益效果包括：
[0032] 本发明实施例提供的一种考虑补炉时的转炉设备冲突消解方法，在编制转炉炼钢 生产调度计划时创新性地考虑补炉操作，克服了已有研究成果存在的缺陷，首次将转炉炉 衬维护与炼钢生产调度计划二者关联起来。对于转炉炼钢厂而言，将补炉安排纳入生产计 划编制范畴，可以使补炉操作有计划地进行，这样既减少了对原有炼钢生产计划执行的影 响，又及时对转炉炉衬进行了维护。在编制炼钢生产调度计划时统筹考虑补炉安排，有利于 形成稳定的转炉炉衬维护操作制度，使炉衬维护以最经济、便捷的方式进行，同时也极大地 降低了发生穿炉事故的风险。
【附图说明】
[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术