专利名称：一种钢铁原料场铁矿石配置方法
技术领域：
本发明属于冶金工业领域，涉及钢铁原料物流信息技术领域，特别涉及到一种钢铁原料场铁矿石配置方法。
背景技术：
钢铁企业的原料场是用来存放高炉、烧结等生产单位所需的铁矿石等散状原料的场地。原料场堆放的原料(主要是铁矿石)种类有上百种，按其各自规则以料堆的形式露天堆放在不同的料条里。每个料条都有对应的取料机、堆料机为其服务。原料场利用堆料机与取料机设备将原料配置至合理的储位，为高炉及烧结等生产工序进行供料，原料场中的原料布局示意图如图I所示。原料场的原料配置是将原料场所需要配制的品种繁多的原料根据其物理化学特征以及料场库存现状，按照料场配置的规则，分配到合理的存储位置(储位)，以实现充分利用料场存储空间、合理利用各种设备及资源、保证原料品质的稳定、降低生产存储费用及能源消耗等目标。由于原料场存储的原料包括粉矿、±夹矿、球团、烧结矿、二次破碎料及混匀料等多个种类，物理化学性质差别显著，因此合理进行原料的配置会显著降低料场运行成本，保证入炉原料的品质稳定，保障炼铁生产的稳定、高效。目前国内钢铁原料场的原料输入配置过程全部由人工依照经验进行作业安排，虽然作业人员已经积累了相当多的经验，也取得了很大的成效，但由于钢铁企业原料进料以及生产方式具有进料时间波动性大、进料量大、周转时间快、料场基本信息动态更新快，以及操作步骤复杂、原料成分保护严格、约束条件多、随机性高等特点，使得原料输入配置是一项非常繁琐费时且需不断重复进行的工作，同时人工编制计划时无法同时兼顾产能、原料质量、物流平衡及需求满足等多方面的要求，常常无法综合考虑目前的和未来一段时间内的进料情况，实时地对料场布局计划进行调整，常常采取临时权宜处理，因此单靠人工方法很难对批量进场的原料配置做出合理的安排。
发明内容
为克服现有方法存在的不足，本发明提出一种应用于钢铁企业原料场的铁矿石配置方法，以达到降低生产存储费用、降低能源消耗及保障入炉铁矿石品质稳定的目的。本发明的技术方案是这样实现的本发明一种应用于钢铁企业原料场的铁矿石配置方法，包括以下步骤步骤I :获取待输入铁矿石数据、原料场储位数据及原料场运行数据，确定铁矿石输入配置的工艺特征，并采用数学模型描述其工艺过程；其中，所述的待输入铁矿石数据包括铁矿石批号、铁矿石品种、铁矿石重量、化学成分、铁矿石到达时间、堆高；所述的原料场储位数据包括储位位置坐标、储位长度、可用储位前次存储信息、已用储位存储信息、输入设备作业能力；所述的原料场运行数据包括: 原料场存储清单、铁矿石需求计划、设备检修计划；
所述的数学模型，建立过程如下步骤1-1 :确定模型参数为在时间展望期T内，待配置的铁矿石集合为N，原料场中料条集合为S，且料条j中共有I个可用储位，构成可用储位集合K ;将铁矿石i分配到料条j第k个可用储位时，需消耗场地平整、物料清空及设备预运行等准备作业费用，同时也会产生由铁矿石混放引起的铁矿石损失费用，其费用系数分别为Cuk及Puk;开放料条j 时会产生相应的运行费用，其费用系数为A ;当同批号铁矿石被分配到不同料条上的储位存储时，会引起物流设备的路径转换等作业，此时所产生的设备损耗及能源消耗费用的系数为qi ;步骤1-2 :利用步骤1-1的参数，建立数学模型，其目标函数如下
权利要求
1.一种钢铁原料场铁矿石配置方法，其特征在于包括以下步骤步骤I:获取待输入铁矿石数据、原料场场储位数据及原料场运行数据，确定铁矿石输入配置的工艺特征，并采用数学模型描述其工艺过程；其中，所述的待输入铁矿石数据包括铁矿石批号、铁矿石品种、铁矿石重量、化学成分、铁矿石到达时间、堆高；所述的原料场储位数据包括储位位置坐标、储位长度、可用储位前次存储信息、已用储位存储信息、输入设备作业能力；所述的原料场运行数据包括原料场存储清单、铁矿石需求计划、设备检修计划；所述的数学模型，建立过程如下步骤1-1 :确定模型参数为在时间展望期T内，待配置的铁矿石集合为N，原料场中料条集合为S，且料条j中共有&个可用储位，构成可用储位集合K ;将铁矿石i分配到料条j 第k个可用储位时，需消耗场地平整、物料清空及设备预运行等准备作业费用，同时也会产生由铁矿石混放引起的铁矿石损失费用，其费用系数分别为cuk及puk ;开放料条j时会产生相应的运行费用，其费用系数为& ;当同批号铁矿石被分配到不同料条上的储位存储时， 会引起物流设备的路径转换等作业，此时所产生的设备损耗及能源消耗费用的系数为Qi ;步骤1-2 :利用步骤1-1的参数，建立数学模型，其目标函数如下
2.根据权利要求I所述的钢铁原料场铁矿石配置方法，其特征在于步骤3所述的利用差分算法对储位预配置结果进行优化调整，方法为步骤3. I :对上一代方案种群中每个个体均进行变异操作，即从上一代方案种群中生成新的方案个体进入下一代种群，其变异策略为，在第G次迭代过程中，对于方案个体i，记为灯·· i = 1，2，...，P，则一个新的个体if+1按照以下公式产生Vi^=Xo+fhxo_xo}上述公式中，义f、义f和义f是从当前种群Pe中随机选择3个不同于Xf的个体，即 a#b古c;F为自适应变异因子，用于控制方案种群多样性和收敛性，且F= β (eA_l)，式中，β e
，/L = 7^7T，Gmax为最大迭代代数，G为当前迭代的代数；
全文摘要
一种钢铁原料场铁矿石配置方法，属于冶金工业领域，本发明的优化配置方法，综合考虑多种铁矿石的输入配置及严格的铁矿石成分控制要求，能够帮助配置计划人员找出最佳的存储方式，从而提高铁矿石的生产存储质量，实现保障铁矿石供应，减少运输能耗，防止铁矿石混料情况的发生，保证铁矿石质量从而提高其后续产品质量等目的。通过实际数据的人工配置结果与本发明优化结果的比较，可以得出，在铁矿石输入执行率提高了2.7％的前提下，由本发明优化得到的配置方案与人工配置方案相比能够显著将目标函数降低12.79％。有效地降低了运输能源损耗，提高了铁矿石的存储质量，进而提高其后续产品的质量。
文档编号G06Q50/02GK102609784SQ20121001271
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者唐立新, 孙德峰 申请人:东北大学