一种自动配废钢方法与流程

1.本发明属于炼钢废钢管理领域，涉及一种自动配废钢方法。


背景技术：

2.根据钢铁行业的发展趋势，随着钢产量的不断提升，人均钢材占用量不断增加，废钢回收将不断增加，废钢回收利用是以后发展的大趋势。对于钢铁企业而言，目前外购废钢的使用方式，根据生产组织情况，提出外购废钢需求，由采购部门统一进行采购，整个配废钢流程，主要考虑废钢单品种性价比，以市场资源决定废钢的结构，没有统一考虑生产工艺需求，与全厂废钢综合使用成本。
3.目前配废钢存在主要问题：
4.(1)大部分企业没有配废钢概念，市场有什么，企业就买什么，由市场决定废钢使用。
5.(2)企业废钢消耗仅考虑单品种废钢性价比，未统一考虑炼钢生产工艺需求，导致采购废钢结构无法满足炼钢生产，特别是在低铁钢比生产模式下，装入量不足，影响生产。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动配废钢的计算方法，综合考虑外购废钢价格、收得率、性价比和炼钢工艺需求，主要解决钢铁企业废钢使用过程中，废钢综合成本与生产需求的矛盾，在满足炼钢生产工艺需求的前提下，计算全厂最废钢结构，找到全厂成本最优的废钢结构。
7.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种自动配废钢方法，包括以下步骤：
9.s1：根据生产组织计划自动计算钢铁料消耗；
10.s2：根据生产组织计划自动计算生铁消耗；
11.s3：根据生产组织计划计算内部回收资源；
12.s4：计算外购废钢需求总量及炼钢工艺要求；
13.s5：设置外购废钢单品种限制性条件；
14.s6：设置炼钢工艺限制性条件；
15.s7：进行外购废钢性价比测算；
16.s8：设置外购废钢全厂成本计算规则；
17.s9：根据所有限制条件，进行区间规划求解；
18.s10：计算各工序外购废钢结构及结构成本，自动生成外购废钢结构配比。
19.进一步，步骤s1中所述根据生产组织计划自动计算钢铁料消耗，具体为通过生产组织计划确定铁钢比，通过大生产数据统计，进行回归计算钢铁料消耗：
20.钢铁料消耗＝1045+(980-铁钢比)/18。
21.进一步，步骤s2所述根据生产组织计划自动计算生铁消耗，具体为通过生产组织
计划录入铁钢比与产量计算生铁消耗：
22.生铁消耗＝if(铁钢比《845,if(铁钢比《780,80*10*产量,if(铁钢比《800,(45+1.5*(800-铁钢比))*产量*10,(845-铁钢比)*产量*10)),0)。
23.进一步，步骤s3中，内部回收资源计算，通过产量确定内部资源回收量，内部资源当期全部消耗，所述内部回收资源包括钢边回收、统废回收、钢粒回收和渣钢块。
24.进一步，步骤s4中，外购废钢需求＝(钢铁料消耗-铁钢比)*钢产量-生铁消耗-钢边回收-统废回收。
25.进一步，步骤s5所述外购废钢单品种限制性条件为所有加入废钢斗的外购废钢，占有的体积小于废钢斗的有效体积：
26.σ外购废钢品种需求/堆比重+生铁需求/堆比重+σ内部资源用量/堆比重≤废钢斗有效体积。
27.进一步，步骤s6所述炼钢工艺限制性条件包括：
28.重量限制：外购废钢需求＝总需求-生铁消耗-自产废钢消耗
29.外购废钢需求＝各品种废钢需求之和
30.体积限制：内部资源体积+生铁占用体积+外购废钢占用体积≤废钢斗有效体积
31.资源限制：外购废钢品种≤市场保有量；
32.成本最优：废钢性价比最高，结构单价/结构收得率最低。
33.进一步，步骤s7所述外购废钢性价比测算的方式为：按折算单价进行排序，折算单价越低性价比越高；
34.折算单价＝外购废钢品种单价/收得率*基准收得率(重废三号)。
35.进一步，步骤s8所述外购废钢全厂成本计算规则为：通过外购废钢品种搭配，计算外购废钢折算单价最低：
36.y(min)＝σ外购废钢品种用量*折算单价。
37.进一步，步骤s9所述规划求解具体包括：通过线性规划找到全局最优解，线性规划模型为：
38.min:y＝a1x1+a2x2+...+anxn39.st:a
11
x1+a
12
x2+...+a
1n
xn≤t
40.a
21
x1+a
22
x2+...+a
2n
xn≤q
41.x1,x2,...,xn≥0
42.x1≤b1,x2≤b2,
…
,xn≤bn43.其中，y为外购废钢成本，x1,x2,...,xn为各种外购废钢占比，a1,a2,...,an为各种外购废钢折算单价，a
11
,a
12
,...,a
1n
为第一种转炉模型各种废钢单位体积占用(1/堆比重)，a
21
,a
22
,...,a
2n
为第二种转炉模型各种废钢单位体积占用(1/堆比重)，b1,b2,...,bn为各种外购废钢市场资源保有量，t、q为不同转炉模型废钢斗的体积。
44.进一步，步骤s10中，通过规划求解，计算外购废钢品种占比，结合外购废钢品种折算单价，计算最优废钢结构成本：
45.结构成本＝σ品种占比*折算单价。
46.本发明的有益效果在于：配废钢模型建立，实现自动计算不同生产组织模式下废钢最优结构，指导炼钢生产与废钢采购。配废钢模型配置内部资源优先消耗，有利于规划内
部资源加工、消耗。计算全厂外购废钢总体结构最优，成本最低，有利于生成成本降低。通过配废钢模型计算，发现低铁钢比生成组织模式下，废钢堆比重是影响结构成本的关键。配废钢模型的建立，实现一键配废钢，使用方便。
47.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
48.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
49.图1为本发明所述自动配废钢方法总体流程图；
50.图2为性价比计算示意图；
51.图3为条件维护区域模型示意图；
52.图4为生产组织录入区模型示意图；
53.图5为结果生成区域模型示意图；
54.图6为利用模型具体实施例示例结果图。
具体实施方式
55.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
56.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
57.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
58.如图1所示，本发明提供的一种自动配废钢的计算方法，属于炼钢废钢管理领域。技术特征如下：
59.1.根据公司生产组织计划(产量、铁钢比)自动计算生铁消耗。
60.2.根据生产组织计划自动计算钢铁料消耗。
61.3.根据生产组织计划计算内部资源回收利用。
62.4.计算外购废钢需求总量及炼钢工艺要求。
63.5.设置外购废钢单品种限制性条件。
64.6.设置炼钢工艺限制性条件。
65.7.进行外购废钢性价比测算。
66.8.设置外购废钢全厂成本计算规则。
67.9.根据所有限制条件，进行区间规划求解。
68.10.计算各工序外购废钢结构及结构成本。自动生成外购废钢结构配比。
69.具体计算规则如下：
70.如图2所示，对废钢进行性价比计算：
71.折算单价＝废钢品种单价/收得率*基准收得率，折算单价越低性价比越高
72.对废钢进行消耗计算：
73.(1)钢铁料消耗＝1045+(980-铁钢比)/18，
74.通过生产组织计划确定铁钢比，计算钢铁料消耗；
75.(2)生铁消耗＝if(铁钢比《845,if(铁钢比《780,80*10*产量,if(铁钢比《800,(45+1.5*(800-铁钢比))*产量*10,(845-铁钢比)*产量*10)),0)，
76.通过生产组织计划录入铁钢比与产量计算生铁消耗。
77.(3)内部回收资源计算，通过产量确定内部资源回收量，内部资源当期全部消耗
78.钢边回收＝2.6％*产量
79.统废回收＝3000吨(经验数据)
80.钢粒回收＝0.5％*产量
81.渣钢块＝2％*产量
82.(4)外购废钢需求计算
83.外购废钢需求＝(钢铁料消耗-铁钢比)*钢产量-生铁消耗-钢边回收-统废回收
84.废钢的限制条件包括：
85.(1)分品种废钢需求≤废钢市场保有量
86.(2)生产工艺需求(满足废钢装斗)
87.σ外购废钢品种需求/堆比重+生铁需求/堆比重+σ内部资源用量/堆比重≤废钢斗有效体积
88.所有加入废钢斗的外购废钢，占有的体积小于废钢斗的有效体积(破碎废钢不加入废钢斗)
89.然后通过外购废钢品种搭配，计算外购废钢折算单价最低
90.y(min)＝σ外购废钢品种用量*折算单价
91.通过规划求解计算区间最优值。
92.通过规划求解，计算外购废钢品种占比，结合外购废钢品种折算单价，计算最优废钢结构成本
93.结构成本＝σ品种占比*折算单价
94.通过线性规划找到全局最优解，线性规划模型为：
95.min:y＝a1x1+a2x2+...+anxn96.st:a
11
x1+a
12
x2+...+a
1n
xn≤t
97.a
21
x1+a
22
x2+...+a
2n
xn≤q
98.x1,x2,...,xn≥0
99.x1≤b1,x2≤b2,...,xn≤bn100.其中，y为外购废钢成本，x1,x2,...,xn为各种外购废钢占比，a1,a2,...,an为各种外购废钢折算单价，a
11
,a
12
,...,a
1n
为第一种转炉模型各种废钢单位体积占用(1/堆比重)，a
21
,a
22
,...,a
2n
为第二种转炉模型各种废钢单位体积占用(1/堆比重)，b1,b2,...,bn为各种外购废钢市场资源保有量，t、q为不同转炉模型废钢斗的体积。
101.如图3-图5所示，是本实施例中，根据本发明提供方法实现的模型示意图，包括条件维护区域，用于根据实际情况，对价格、收得率、市场资源、堆比重进行维护；包括生产组织录入区，用于根据实际生成组织计划，录入钢产量及铁钢比；包括结果生成区域，用于根据生成组织计划，计算的全厂最优废钢结构，以及分产线的废钢结构与结构成本。
102.如图6所示，是本实施例根据上一实施例体统的方法模型进行具体计算的示意图，本实施例中的生产组织计划，一系列生产59.71万吨，铁钢比852kg/t钢；二系列3.6万吨，铁钢比838kg/t钢，通过模型计算外购废钢需求10.48万吨，其中重一1.5万吨，重三1.55万吨，边角余料0.9万吨，破碎废钢3.60万吨，工业薄料压块2.53万吨，全厂外购废钢折算结构成本3511元/吨。
103.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。