鋼鐵行業(yè)MES解決方案——煉鋼篇
煉鋼工序的主要目的是將來自高爐的鐵水或廢鋼在煉鋼爐中通過氧化、脫碳及造渣等過程降低有害元素,以滿足鋼材軋制的要求。煉鋼的方法主要有三種,平爐煉鋼法、轉爐煉鋼法和電爐煉鋼。平爐煉鋼由于爐體龐大、設備復雜、熱效率低、生產率低等因素,已經被逐步取代。當今的主要煉鋼方法為轉爐煉鋼法和電爐煉鋼法。作為主要的煉鋼方法,氧氣轉爐煉鋼法有很多特點,如生產率高、原料適應性好、冶煉鋼的品種多、原料消耗少、熱效率高等。隨著工業(yè)生產的發(fā)展,對鋼的質量要求更高,對品種的要求也越來越多,尤其對特殊性能合金鋼的需求不斷增長。在電力技術基礎上發(fā)展的電爐煉鋼法更好的適應了這一趨勢。電爐煉鋼法是利用電能轉換成熱能進行冶煉的方法。電爐煉鋼由于不外加燃料,可以避免從燃料中帶入雜質。同時電爐煉鋼能夠精確控制爐溫和冶煉氣體成分,因此電爐煉鋼的質量最好。隨著電力工業(yè)的發(fā)展,電爐煉鋼是增長最快的煉鋼方法。
近50年來,鋼水爐外精煉和鐵水預處理是鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展起來的兩項重要的工藝技術。這兩項技術解決一些優(yōu)質品種的生產和質量問題,并逐漸發(fā)展成為對完善和優(yōu)化整個鋼鐵生產工藝流程不可缺少的獨立工藝環(huán)節(jié),有利于實現節(jié)能降耗,優(yōu)質高效的鋼鐵生產總體目標。
GE針對煉鋼區(qū)的MES解決方案功能模塊如下:
生產排程
煉鋼區(qū)的生產調度是以連鑄為中心。系統(tǒng)接收ERP下達的鑄坯生產計劃、爐次計劃,并根據連鑄機和中間包的工藝要求,依次計算鐵水包(或鋼水包)到達鐵水預處理、轉爐(電爐)、二次精煉、連鑄等區(qū)域的時間,生產出鋼順計劃,最大程度保證連鑄生產。調度員還可以在計劃甘特圖上進行人工拖拽調整,系統(tǒng)會根據調整進行自動修正甘特圖,實現智能調整。
生產監(jiān)控與實績
生產監(jiān)控的數據來源于生產現場的基礎自動化設備,如PLC,DCS等,為調度層面和爐前工提供操作指導。
生產監(jiān)控從對象來看分為三個層次:設備層面、訂單層面、物料層面
系統(tǒng)在設備層面提供所有設備的生產狀態(tài)總覽,對象包括轉爐、精煉設備、連鑄機以及物流設備,如行車和鋼水包。信息包括設備當前狀態(tài)、爐次信息、預估信息(出鋼溫度,澆畢時刻等)。
信息從訂單層面提供所有爐次的加工履歷和當前位置,并以操作記錄的形式進行自動存儲,為成本管理和考核管理提供不失真的基礎數據。生產調度員可以隨時掌握爐次在各區(qū)域的關鍵信息,如鋼水重量、溫度、成分等。
系統(tǒng)從物料層面提供各料倉的散裝料、合金料的存儲情況和物料消耗情況,為現場生產的正常運行提供物料支持。
鋼包管理
鋼包是煉鋼工藝中爐次的直接載體,功能管理包括鋼包檔案管理、鋼包跟蹤、鋼包計劃管理。合理周轉鋼包可以保證煉鋼物流暢通、降低能耗。
爐次跟蹤
爐次跟蹤對于煉鋼區(qū)的生產調度十分關鍵。爐次跟蹤的信息來源于鋼包跟蹤,系統(tǒng)根據爐次跟蹤記錄自動產生爐次生產履歷,從鐵水預處理開始直至連鑄機澆鑄結束的過程處理信息為質量追溯、生產分析、成本管理提供了堅實的基礎依據。
質量管理
產品技術標準管理
產品質量判定和跟蹤
SPC分析
質量統(tǒng)計
能源管理
煉鋼區(qū)是鋼鐵企業(yè)的能耗大戶,通過能源計劃、能源計量,實現對煉鋼廠水、電、風、氣的有效管理,并通過能源計量考核,降低噸鐵能耗。
考核管理
基于實時采集的不失真的生產數據,形成基于班組的考核報表,考核內容包括產量、工藝(終點溫度命中率、終點碳含量命中率等)、消耗(氧氣、散裝料、合金料等)等內容,為提高產品質量和節(jié)能降耗提供幫助。
數據倉庫
GE的數據倉庫采用了強大的數據立方體分析技術,把已經非常強大的報表處理和分析能力又提升到一個新的水平上,幫助用戶輕松獲取整個煉鋼區(qū)的相關生產信息——通過將實時數據的比特位及字節(jié)轉換成關于訂單、資產、生產、質量、產量及更多的有意義智能信息,從而為生產和過程數據提供有意義的參考。
通過MES的建設,能夠為煉鋼區(qū)帶來如下效益:
通過生產排程和生產協(xié)調,有效實現煉鋼區(qū)的爐機匹配,保證連鑄機最大限度發(fā)揮能效,提高鋼產量
通過有效的鋼包周轉管理和能源平衡管理,從物流和能源上保證煉鋼區(qū)的有序生產
通過爐次跟蹤,實現爐次信息的全程動態(tài)的顯示和加工過程的自動記錄,為產品質量追溯和工藝改進提供依據
通過客觀真實的管理考核,有效調動員工的工作積極性,有助于操作工提高操作水平,同時實現節(jié)能降耗
通過對生產數據的分析挖掘,能夠幫助企業(yè)實現更高層面的管理目標,如動態(tài)成本管理,負能煉鋼等
提交
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