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摘要:本文通過對某鋼鐵基地鐵水運(yùn)輸工藝和運(yùn)輸組織進(jìn)行分析,從鐵水各路徑運(yùn)量和運(yùn)距著手,同時引入柔性時間對鐵水運(yùn)輸路徑、鐵水運(yùn)輸組織等方面進(jìn)行針對性優(yōu)化,達(dá)到提升該基地鐵水運(yùn)輸效益的目的。
關(guān)鍵詞:鐵水運(yùn)輸;柔性時間;優(yōu)化;效益
一、引言
鋼鐵工業(yè)全球化的市場競爭主要表現(xiàn)在三個方面,即:成本競爭、產(chǎn)品質(zhì)量競爭和銷售服務(wù)競爭。而其中的成本競爭無疑是最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的。隨著鋼鐵市場的形勢日益嚴(yán)峻,在原燃料高價位運(yùn)行的情況下,企業(yè)生產(chǎn)成本不斷增加,降低鋼鐵產(chǎn)品成本,提高企業(yè)的核心競爭力,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)價值最大化成為當(dāng)前形勢下鋼鐵企業(yè)生存的當(dāng)務(wù)之急。鐵水運(yùn)輸是鋼鐵企業(yè)的重要物流環(huán)節(jié),影響著整個鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)狀況,它除了需要考慮物流平衡之外,還需要考慮能量平衡、時間平衡、資源平衡等多個方面的因素。該基地目前擁有4座高爐,4個鋼廠,年產(chǎn)鋼量1200萬噸左右。2019年,該基地鐵鋼界面現(xiàn)狀魚雷罐平均溫降168℃,TPC周轉(zhuǎn)率水平2.60,百噸罐周轉(zhuǎn)率水平2.55,距離行業(yè)先進(jìn)企業(yè)差距較大。本文通過對該鋼鐵基地鐵鋼界面進(jìn)行分析,采取相應(yīng)優(yōu)化措施提高鐵水罐周轉(zhuǎn)率,減少鐵水溫降,降低鋼鐵產(chǎn)品成本。
二、鐵水運(yùn)輸分析與優(yōu)化
1.鐵水運(yùn)輸概述鐵水罐車用于鐵水運(yùn)輸,它連接著煉鐵、煉鋼生產(chǎn)的上下工序,是高爐向煉鋼廠運(yùn)送鐵水的主要物流載體。在低成本制造技術(shù)時代,如何保證鐵鋼平衡,如何發(fā)揮鐵水罐車的運(yùn)輸效率,滿足煉鐵、煉鋼生產(chǎn)需要,起著至關(guān)重要的作用。2.鐵鋼界面現(xiàn)狀(1)高爐生產(chǎn)與運(yùn)輸工藝分析。本公司的生產(chǎn)特點(diǎn)是連續(xù)出鐵,高爐的共有四個出鐵口,采用對角出鐵模式,高爐出鐵次數(shù)約每天12次;高爐每次出鐵過程花費(fèi)120分鐘;出鐵時間間隔20分鐘;高爐的平均出鐵速度為每分鐘7噸,高爐的出鐵周期約為120分鐘。鐵水罐的配罐按鐵水生產(chǎn)的現(xiàn)場工藝要求,保證正在出鐵口下的受鐵線路上有足夠多的空罐。所以高爐出鐵時,除在當(dāng)前出鐵口線路上有足夠的鐵水罐車,還要保證在后續(xù)出鐵口下配上空罐。(2)本公司鐵水運(yùn)輸系統(tǒng)分析。鐵水運(yùn)輸系統(tǒng)的調(diào)度問題與一般的鐵路、陸路運(yùn)輸問題相比,存在以下不同點(diǎn):①鐵水運(yùn)輸系統(tǒng)的生產(chǎn)波動性較大,一旦出現(xiàn)波動將會影響整個系統(tǒng),使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性差;②隨時間的推移,鐵水的溫降變大,因此需要協(xié)調(diào)溫度和時間的平衡關(guān)系,這也是鋼鐵生產(chǎn)工藝對鐵水質(zhì)量所提出的要求。3.鐵水運(yùn)輸優(yōu)化(1)鐵水運(yùn)輸流向優(yōu)化。通過表1、表2可以看出,1、2、3高爐的送鐵流向則較為復(fù)雜,各個鋼廠均有送鐵流向。對1、2、3高爐鐵水流向進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),3#高爐送三煉鋼的鐵水量占96.06%,送其他鋼廠流向占比很小,3高爐鐵水流向總體穩(wěn)定,鐵水流向優(yōu)化的重點(diǎn)在1、2高爐。從高爐與鋼廠運(yùn)輸距離表中可以看出:1、2高爐至一煉鋼、二煉鋼鐵水運(yùn)距相對最短。(2)鐵水通過能力優(yōu)化。鐵水運(yùn)輸作業(yè)涉及作業(yè)線路的合理安排使用,根據(jù)現(xiàn)場布置,可以發(fā)現(xiàn)小罐進(jìn)行動態(tài)檢衡的地磅正處于咽喉道岔群,每趟小罐的空重取送必須在咽喉處進(jìn)行,同時咽喉扼守扣罐庫,因此咽喉的占用率直接關(guān)系到保產(chǎn)是否順利。其咽喉占用率為:從表3結(jié)果來看,當(dāng)1高爐和二煉鋼停產(chǎn)后,如按照流向優(yōu)化后的運(yùn)輸方式,咽喉正常占用率為72.9%,一旦咽喉區(qū)域出現(xiàn)設(shè)備故障或其他異常情況,達(dá)到1.51時,咽喉占用率將趨于飽和,整個鐵水運(yùn)輸生產(chǎn)組織將嚴(yán)重受阻。進(jìn)一步分析,一煉鋼及二煉鋼對咽喉的總占用時間比例達(dá)到76.7%,優(yōu)化空間較大。流程上采取的優(yōu)化措施是減少小罐進(jìn)罐庫的頻次,通過將看罐點(diǎn)前移至鋼廠前端,僅在發(fā)現(xiàn)問題罐時執(zhí)行進(jìn)罐庫作業(yè),可以大大減少看罐作業(yè)對咽喉的占用。通用實(shí)際操作,看罐點(diǎn)前移后,小罐進(jìn)罐庫頻次減少約52%,重新計(jì)算其咽喉占用率為61.9%;通過看罐點(diǎn)前置,優(yōu)化小罐看罐作業(yè)后,咽喉占用率降低11%,有效提升了鐵水運(yùn)輸生產(chǎn)調(diào)節(jié)和保障能力。(3)鐵水運(yùn)行組織優(yōu)化。2019年該基地現(xiàn)有罐車80臺,扣除正常換修換檢的以外,運(yùn)用數(shù)在50臺左右;百噸罐車125臺,扣除正常換修換檢的以外,運(yùn)用數(shù)75臺左右,總共125臺左右。在生產(chǎn)實(shí)際中,將鐵水罐重罐、空罐運(yùn)行事件綜合起來簡化為下圖所示。對鐵水罐狀態(tài)進(jìn)行抽象可知:當(dāng)鐵水罐到達(dá)和離開事件發(fā)生時,鐵水罐的位置狀態(tài)發(fā)生改變;當(dāng)開始和結(jié)束事件發(fā)生時,鐵水罐的載鐵狀態(tài)發(fā)生改變,即重、空罐狀態(tài)的改變。在鐵水罐運(yùn)行事件解析的基礎(chǔ)上,借助柔性時間概念,進(jìn)一步研究鐵水罐的運(yùn)行優(yōu)化問題。鐵水罐運(yùn)行的柔性時間是指鐵水罐在鐵/鋼界面各工序之間傳擱時等待作業(yè)所用的時間,即上圖所示的中轉(zhuǎn)區(qū)。下表通過對魚雷罐運(yùn)行過程各項(xiàng)柔性時間的進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并給出其相應(yīng)的推薦值,見表4。柔性時間的優(yōu)化重點(diǎn)就是要加快鐵水送重取空速度,減少重、空罐等待時間,讓運(yùn)輸節(jié)奏在配罐、送罐、消鐵、取罐各環(huán)節(jié)間相對均衡,通過對配罐模式的優(yōu)化使柔性時間達(dá)到推薦值。表5是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)摸索的優(yōu)化方案。在鐵鋼平衡較好況下,通過表5方案,與2019年相比較,大罐運(yùn)用數(shù)減少20個,小罐運(yùn)用數(shù)減少25個。大、小罐運(yùn)用數(shù)得到一定壓縮,鐵水罐車周轉(zhuǎn)率提升效果較好,但機(jī)車運(yùn)用數(shù)有所增加。
三、鐵水運(yùn)輸效益
1.鐵水運(yùn)輸效率提升通過上述管理創(chuàng)新的措施,對鐵水罐相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)改進(jìn)情況統(tǒng)計(jì)分析,截至2020年10月,魚雷罐平均周轉(zhuǎn)水平達(dá)到2.87,較2019年2.60,提升10.38%。截至2020年10月,百噸罐平均周轉(zhuǎn)水平達(dá)到2.68,較2019年2.55提升5.10%2.成本效益(1)鐵水運(yùn)輸成本。通過2019年及2020年平均噸鐵運(yùn)距對比,噸鐵運(yùn)距減少:2.352.21=0.14公里;噸鐵運(yùn)輸成本減少:0.14×2.26=0.316元;全年鐵水運(yùn)輸成本減少:937×0.316=296.5(萬元)。(2)鐵水溫降效益。經(jīng)統(tǒng)計(jì),魚雷罐平均周轉(zhuǎn)水平達(dá)到2.87,百噸罐平均周轉(zhuǎn)水平達(dá)到2.68,噸鐵綜合溫降減少約8℃,按煉鋼工序能耗0.3元/噸鐵℃。鐵水溫降效益:937萬噸×8℃×0.3元/噸℃=2248.9萬元。四、結(jié)語通過對該基地鐵水運(yùn)輸現(xiàn)狀進(jìn)行分析,通過測算近年來鐵水運(yùn)量、運(yùn)距和鐵水運(yùn)輸柔性時間,針對性地采取鐵水運(yùn)輸路徑和運(yùn)輸組織優(yōu)化措施,優(yōu)化后,預(yù)計(jì)全年鐵水運(yùn)輸成本減少296.5萬元,預(yù)計(jì)鐵水溫降減少8℃,產(chǎn)生效益2248.9萬元。
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作者:徐行青 譚均 單位:武漢鋼鐵有限公司