涟钢科技与管理 2018年第2期
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邓新跃
（企业管理与战略规划部）
钢铁生产流程中，无论是以铁矿石为原料，还是以废钢为原料，炼钢、连铸、热轧都是不可缺少的三大关键工序。它们之间呈现顺序加工关系，不仅存在物流平衡问题，而且由于高温作业，还存在着能量平衡和时间平衡问题。日本钢铁企业自20世纪70年代以来，围绕节能而广泛推广的热送热装工艺实现炼钢—连铸—热轧的集成生产，使钢铁生产工艺流程发生根本性转变。该生产模式可显著降低热轧工序吨钢能耗，并提高炼铸轧流程的整体效益。对于宽板带炼铸轧生产流程，由于铸轧间断面匹配的复杂性、多品种小批量订货需求与热送热装工艺本身特点之间存在矛盾，国内热轧宽板带生产线总体热装水平较低。 理论研究和实践证明，宽板带热装工艺的实施具有显著的经济效益，主要表现在以下方面。
a. 显著降低加热炉吨钢燃耗，实践证明入炉平均温度每提高100℃（700℃以下时），可降低加热炉吨钢燃耗6%左右。
b. 缩短热轧平均生产周期，由原来的3~5d ，缩短为10 h 以内。
c. 降低板坯库存，热装水平提高后，板坯库在库板坯容量可以显著降低。
d. 降低加热炉烧损，提高成材率。板坯平均
入炉温度500℃，成材率提高0.5%~0.8%。
e. 提高轧线产量，实践证明，加热炉为生产瓶颈时，入炉平均温度每提高100℃（700℃以下时），可提高轧线产量10%左右。
如图1所示，宽板带生产流程实现热送热装工艺，具有显著的节能降耗效益，是钢铁企业综合利用信息技术和现代管理技术实现节能降耗的重要举措。根据目前钢铁企业炼钢与热轧之间衔接与匹配模式，常用的热装工艺可以分为：
a. 直接热装—板坯不下线即入炉。
b. 热装—板坯先入板坯库或保温坑，然后在板坯仍为热态时入加热炉。
c. 冷装--板坯先入板坯库，然后在板坯冷却为室温时，按计划入加热炉。 另外部分钢铁企业也采用专用炉热装模式，即热装板坯在专用加热炉加热，然后轧制。
由于热送热装工艺涉及炼、铸、轧一体化计划与调度，以及企业生产工艺、质量管理等问题，在目前市场经济条件下，热装工艺的实施既具有显著的经济效益，也是促进企业管理现代化的一种重要举措。在板带生产流程实现不同模式的热装工艺，对铸轧间生产匹配要求也不完全相同，不同的热装模式要求铸轧间达到不同的产能匹配
加热炉
加热炉送向轧线
1#….热轧工序
宽板带生产流程
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水平。许多钢铁企业在实践过程中，根据铸轧间产能匹配水平、铸坯输送路线等情况，形成了具有企
业的特热装工艺方案，经过工艺方案设计与系统设计，形成了采用混合热装模式的“一体化计划+动态调整”生产组织方案，实现热装组织的常规化生产。
老化台1 目前热装情况及水平、存在问题分析
1.1 涟钢目前热装情况及水平
涟钢210 t 炼钢—2250热轧生产流程中间设置有保温坑，在工程设计中也采用了高水平的热装工艺。自投产以来，热装水平不断提高，也取得了不错的效果。目前从热装量、热装率等指标看，取得了不错的效果，但热装真正的目标—显著降低热轧吨钢燃耗，实现更好的综合效益，距离国内先进水平还存在较大差距，而且热装现场操作作业量大，平均入炉温度还偏低等。
随着目前钢铁产品市场日益恶化，如何真正利用热装工艺，提高热装水平降低涟钢板带产品的热轧制造成本成为很有价值的项目。 1.2 存在问题分析
对涟钢目前热装工艺的实施情况及现场进行调研与考查，以及对信息化系统、生产组织管理等方面进行综合分析，要实现热装工艺常态化、效益化，目前还存在很多问题，需要进行改进。目前主要存在问题如下。 1.2.1 信息管理系统支撑方面 金属棒采用热装工艺后，炼、铸、轧三大工序间近似成为一体，需要根据生产设备、工艺状态、市场需求等
进行统一协调、同步生产，只有这样才能保证物流、信息流同步高效运转，实现高水平的热送热装。
目前涟钢的生产组织管理相关信息化支撑系统由ERP 与新炼轧MES 共同协调完成，在系统中炼钢采用面向库存组织模式（炼钢PO 由生产部计划人员创建），热轧采用按PO 单组织模式，两者并未在系统内部实现订单追踪链上协调统一，不利于生产部人员安排一体化生产计划。
另外，在信息系统内部计划模式支持上，也采用炼钢、热轧分别安排作业计划模式，两者计划之间并无有效沟通模式，增加了一体化计划安
排难度。
1.2.2 生产组织与计划模式方面
目前涟钢采用一级计划模式，但未采用一体化计划模式，即在热装生产安排，根据市场需求>热轧作业安排>炼钢作业计划安排，以实现热装时段内，铸轧间物料在量、规格、宏观序等协调统一，便于实现高水平热装。
从实践角度讲，热装率、平均热装温度的高低直接与计划协调性相关。采用合作热装计划模式，提高计划合理性，是提高热装的重要措施。主要存在问题如下：
a. 热装作业计划未充分考虑整个公司生产计划协调、煤气平衡等因素，形成有效的作业模式，实现更为合理的热装作业安排。
b. 热装作业动态调控由现场作业人员进行，不利于提高按单生产水平。
c. 现场作业方面由于缺乏有效的信息沟通，以及作业计划动态适应性，轧线板坯库对连铸产出板坯及去向控制也直接影响到热装作业实施。
目前在现场作业方面存在以下主要问题： a. 辊道输送控制以手工操作模式为主，热装时作业时量大，按作业计划进行控制时操作问题直接影响到热装作业。
b. 热板坯从库内上料与辊道输送之间无有效的协调模式，以人工方式为主，可适用于简单物料规格条件下热装，采用“以销定产模式”下优化物料规格组织生产时，不可能实现。
c. 铸轧之间动态衔接出现问题时，无有效的建议及支持信息，作业人员难以实现合理的作业调整，提高按单进行生产水平。 1.2.3 考核指标体系方面
考核指标体系设计关注于工序产能释放、产品合格率等，未完全与整个制造流程订单按期交货率、制造成本等方面进行设计与考核，工序的最优并不是全制造流程交益最优。以热装水平为例，热装水平的提高，并不完全是热轧生产线的问题，需要从炼、铸、轧一体化进行优化控制，整体目标与工序目
前考核指标也就存在冲突与矛盾。目前考核指标体系方面主要存在问题：
a. 产能模式为主，有利于产能释放，不利于品种、订单按期生产。
b. 针对热装问题未分解出有效的工序考核指标，进行工序考核，如计划热装率、炼钢计划
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机器人拉车
兑现率（时间、品种、数量等）、板坯平均在途时间、DHCR 率、板坯平均入炉温度、实际热装率、热装时段煤气平均单耗、冷装煤气单耗水平。
c. 未建立根据热装水平相关的绩效考核体系，促进热装工艺常态化生产。
hdpe排水沟
2 改造方案
根据目前实际情况，结合国内其他企业热装实践，建议在以下几方面进行改造，以提高并稳定热装水平，实现更佳的节能降耗效果。 2.1 生产组织管理模式
由于采用热装工艺时，煤气消耗会显著降低，如果不进行全公司统一协调与调度，将会造成公司煤气
平衡问题。另外根据武钢等热装实践证明，选择合适的时段进行热装，在提高计划可行性同时，也可实现更佳的节能降耗。
因此，建议如下：
a. 生产部采用一体化计划模式统一安排210转炉厂炼钢与2250热轧板厂生产作业计划，并跟踪作业计划执行情况，根据生产实际情况进行快速作业计划调控，未来不仅负责安排作业计划，还需要监控作业计划执行。在未来生产组织管理模式中，生产调度中心借助改造后的信息化系统，实现对全公司订单执行情况进行统一跟踪、安排，并优化生产资源，保证订单按期交货。
b. 未来生产组织方面。热装时段、与检修计划协调、公司煤气平衡等相关问题均由生产调度中心进行协调，以实现全公司整体能源平衡调度。
白光干涉c. 在热装时段内，热装品种集中安排生产，提高热装一体化计划性。热装批量要满足最小连续热装时段需求，提高热装效益的同时，也有助于降低因热装造成的工艺质量问题，便于企业稳定产品质量、优化制造工艺。 2.2 信息化与自动化支撑保障
目前信息化与自动化系统虽然对热装工艺可以提供一定的支撑保障，但由于在整体方案、信息流程、自动化控制等方面还存在大量的不能很
好满足一体化管理需求部分，需要进行改造，以实现更好的信息化与自动化对热装工艺的支撑，实现热装工艺常态化、科学化、合理化，达到较好的节能降耗目标。
信息化与自动化支撑方面进行如下改造： a. 建立完善的订单一体化追踪系统，便于生产调度人员进行订单统计分析，并根据订单欠量安排作业计划，并预知订单的完工日期，以便合理安排热装时段。
b. 构建一体化炼、铸、轧计划协调系统，实现计划人员同时可安排出满足三大工序作业需求的作业计划，并且不需要人工进行订单、虚拟物料等核算，简化热装作业安排操作，提高作业效率和作业合理性。
c. 构建根据炼钢、热轧作业实绩的铸轧间物流管制与动态调控系统，实现根据连铸实际产出铸坯质量、顺序等动态协调铸轧物流匹配与平衡情况，在满足热装工艺的同时，也要满足计划、订单等多方面需求，提高物流管制合理性。
d. 构建作业计划快速调整系统，实现根据现场作业情况快速调整作业计划，保证热装及相关计划的执行，提高热装水平。
e. 对铸轧间板坯输送自动化控制系统、板坯库天车作业指挥系统进行改造，实现按作业指令自动控制、指挥板坯输送、下料、操作作业，减少出错可能，并改善现场作业环境，实现热装作业、冷装作业等现场作业模式协调统一，便于热装作业常态化。
2.3 生产绩效考核指标体系
为保证热装作业能够常态化、合理化实施，需要对炼钢、连铸、热轧等工序，以及生产部作业指标进行合理分配，构建合理的生产绩效指标考核体系，将总的目标按工序特征进行设计、分解，形成各个作业岗位的绩效指标体系，在工序目标达到情况下，实现总体目标。并且出现问题时，可以根据各个指标完成情况进行分析，到问题原因，并进行持续改进。
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