專利名稱：一種鋼鐵原料場(chǎng)鐵礦石配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金工業(yè)領(lǐng)域，涉及鋼鐵原料物流信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種鋼鐵原料場(chǎng)鐵礦石配置方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)的原料場(chǎng)是用來(lái)存放高爐、燒結(jié)等生產(chǎn)單位所需的鐵礦石等散狀原料的場(chǎng)地。原料場(chǎng)堆放的原料(主要是鐵礦石)種類(lèi)有上百種，按其各自規(guī)則以料堆的形式露天堆放在不同的料條里。每個(gè)料條都有對(duì)應(yīng)的取料機(jī)、堆料機(jī)為其服務(wù)。原料場(chǎng)利用堆料機(jī)與取料機(jī)設(shè)備將原料配置至合理的儲(chǔ)位，為高爐及燒結(jié)等生產(chǎn)工序進(jìn)行供料，原料場(chǎng)中的原料布局示意圖如圖I所示。原料場(chǎng)的原料配置是將原料場(chǎng)所需要配制的品種繁多的原料根據(jù)其物理化學(xué)特征以及料場(chǎng)庫(kù)存現(xiàn)狀，按照料場(chǎng)配置的規(guī)則，分配到合理的存儲(chǔ)位置(儲(chǔ)位)，以實(shí)現(xiàn)充分利用料場(chǎng)存儲(chǔ)空間、合理利用各種設(shè)備及資源、保證原料品質(zhì)的穩(wěn)定、降低生產(chǎn)存儲(chǔ)費(fèi)用及能源消耗等目標(biāo)。由于原料場(chǎng)存儲(chǔ)的原料包括粉礦、±夾礦、球團(tuán)、燒結(jié)礦、二次破碎料及混勻料等多個(gè)種類(lèi)，物理化學(xué)性質(zhì)差別顯著，因此合理進(jìn)行原料的配置會(huì)顯著降低料場(chǎng)運(yùn)行成本，保證入爐原料的品質(zhì)穩(wěn)定，保障煉鐵生產(chǎn)的穩(wěn)定、高效。目前國(guó)內(nèi)鋼鐵原料場(chǎng)的原料輸入配置過(guò)程全部由人工依照經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行作業(yè)安排，雖然作業(yè)人員已經(jīng)積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)，也取得了很大的成效，但由于鋼鐵企業(yè)原料進(jìn)料以及生產(chǎn)方式具有進(jìn)料時(shí)間波動(dòng)性大、進(jìn)料量大、周轉(zhuǎn)時(shí)間快、料場(chǎng)基本信息動(dòng)態(tài)更新快，以及操作步驟復(fù)雜、原料成分保護(hù)嚴(yán)格、約束條件多、隨機(jī)性高等特點(diǎn)，使得原料輸入配置是一項(xiàng)非常繁瑣費(fèi)時(shí)且需不斷重復(fù)進(jìn)行的工作，同時(shí)人工編制計(jì)劃時(shí)無(wú)法同時(shí)兼顧產(chǎn)能、原料質(zhì)量、物流平衡及需求滿足等多方面的要求，常常無(wú)法綜合考慮目前的和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的進(jìn)料情況，實(shí)時(shí)地對(duì)料場(chǎng)布局計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，常常采取臨時(shí)權(quán)宜處理，因此單靠人工方法很難對(duì)批量進(jìn)場(chǎng)的原料配置做出合理的安排。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有方法存在的不足，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)的鐵礦石配置方法，以達(dá)到降低生產(chǎn)存儲(chǔ)費(fèi)用、降低能源消耗及保障入爐鐵礦石品質(zhì)穩(wěn)定的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)的鐵礦石配置方法，包括以下步驟步驟I :獲取待輸入鐵礦石數(shù)據(jù)、原料場(chǎng)儲(chǔ)位數(shù)據(jù)及原料場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定鐵礦石輸入配置的工藝特征，并采用數(shù)學(xué)模型描述其工藝過(guò)程；其中，所述的待輸入鐵礦石數(shù)據(jù)包括鐵礦石批號(hào)、鐵礦石品種、鐵礦石重量、化學(xué)成分、鐵礦石到達(dá)時(shí)間、堆高；所述的原料場(chǎng)儲(chǔ)位數(shù)據(jù)包括儲(chǔ)位位置坐標(biāo)、儲(chǔ)位長(zhǎng)度、可用儲(chǔ)位前次存儲(chǔ)信息、已用儲(chǔ)位存儲(chǔ)信息、輸入設(shè)備作業(yè)能力；所述的原料場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括: 原料場(chǎng)存儲(chǔ)清單、鐵礦石需求計(jì)劃、設(shè)備檢修計(jì)劃；
所述的數(shù)學(xué)模型，建立過(guò)程如下步驟1-1 :確定模型參數(shù)為在時(shí)間展望期T內(nèi)，待配置的鐵礦石集合為N，原料場(chǎng)中料條集合為S，且料條j中共有I個(gè)可用儲(chǔ)位，構(gòu)成可用儲(chǔ)位集合K ;將鐵礦石i分配到料條j第k個(gè)可用儲(chǔ)位時(shí)，需消耗場(chǎng)地平整、物料清空及設(shè)備預(yù)運(yùn)行等準(zhǔn)備作業(yè)費(fèi)用，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生由鐵礦石混放引起的鐵礦石損失費(fèi)用，其費(fèi)用系數(shù)分別為Cuk及Puk;開(kāi)放料條j 時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)行費(fèi)用，其費(fèi)用系數(shù)為A ;當(dāng)同批號(hào)鐵礦石被分配到不同料條上的儲(chǔ)位存儲(chǔ)時(shí)，會(huì)引起物流設(shè)備的路徑轉(zhuǎn)換等作業(yè)，此時(shí)所產(chǎn)生的設(shè)備損耗及能源消耗費(fèi)用的系數(shù)為qi ;步驟1-2 :利用步驟1-1的參數(shù)，建立數(shù)學(xué)模型，其目標(biāo)函數(shù)如下
權(quán)利要求
1.一種鋼鐵原料場(chǎng)鐵礦石配置方法，其特征在于包括以下步驟步驟I:獲取待輸入鐵礦石數(shù)據(jù)、原料場(chǎng)場(chǎng)儲(chǔ)位數(shù)據(jù)及原料場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定鐵礦石輸入配置的工藝特征，并采用數(shù)學(xué)模型描述其工藝過(guò)程；其中，所述的待輸入鐵礦石數(shù)據(jù)包括鐵礦石批號(hào)、鐵礦石品種、鐵礦石重量、化學(xué)成分、鐵礦石到達(dá)時(shí)間、堆高；所述的原料場(chǎng)儲(chǔ)位數(shù)據(jù)包括儲(chǔ)位位置坐標(biāo)、儲(chǔ)位長(zhǎng)度、可用儲(chǔ)位前次存儲(chǔ)信息、已用儲(chǔ)位存儲(chǔ)信息、輸入設(shè)備作業(yè)能力；所述的原料場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括原料場(chǎng)存儲(chǔ)清單、鐵礦石需求計(jì)劃、設(shè)備檢修計(jì)劃；所述的數(shù)學(xué)模型，建立過(guò)程如下步驟1-1 :確定模型參數(shù)為在時(shí)間展望期T內(nèi)，待配置的鐵礦石集合為N，原料場(chǎng)中料條集合為S，且料條j中共有&個(gè)可用儲(chǔ)位，構(gòu)成可用儲(chǔ)位集合K ;將鐵礦石i分配到料條j 第k個(gè)可用儲(chǔ)位時(shí)，需消耗場(chǎng)地平整、物料清空及設(shè)備預(yù)運(yùn)行等準(zhǔn)備作業(yè)費(fèi)用，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生由鐵礦石混放引起的鐵礦石損失費(fèi)用，其費(fèi)用系數(shù)分別為cuk及puk ;開(kāi)放料條j時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)行費(fèi)用，其費(fèi)用系數(shù)為& ;當(dāng)同批號(hào)鐵礦石被分配到不同料條上的儲(chǔ)位存儲(chǔ)時(shí)， 會(huì)引起物流設(shè)備的路徑轉(zhuǎn)換等作業(yè)，此時(shí)所產(chǎn)生的設(shè)備損耗及能源消耗費(fèi)用的系數(shù)為Qi ;步驟1-2 :利用步驟1-1的參數(shù)，建立數(shù)學(xué)模型，其目標(biāo)函數(shù)如下
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼鐵原料場(chǎng)鐵礦石配置方法，其特征在于步驟3所述的利用差分算法對(duì)儲(chǔ)位預(yù)配置結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，方法為步驟3. I :對(duì)上一代方案種群中每個(gè)個(gè)體均進(jìn)行變異操作，即從上一代方案種群中生成新的方案?jìng)€(gè)體進(jìn)入下一代種群，其變異策略為，在第G次迭代過(guò)程中，對(duì)于方案?jìng)€(gè)體i，記為燈·· i = 1，2，...，P，則一個(gè)新的個(gè)體if+1按照以下公式產(chǎn)生Vi^=Xo+fhxo_xo}上述公式中，義f、義f和義f是從當(dāng)前種群Pe中隨機(jī)選擇3個(gè)不同于Xf的個(gè)體，即 a#b古c;F為自適應(yīng)變異因子，用于控制方案種群多樣性和收斂性，且F= β (eA_l)，式中，β e
，/L = 7^7T，Gmax為最大迭代代數(shù)，G為當(dāng)前迭代的代數(shù)；
全文摘要
一種鋼鐵原料場(chǎng)鐵礦石配置方法，屬于冶金工業(yè)領(lǐng)域，本發(fā)明的優(yōu)化配置方法，綜合考慮多種鐵礦石的輸入配置及嚴(yán)格的鐵礦石成分控制要求，能夠幫助配置計(jì)劃人員找出最佳的存儲(chǔ)方式，從而提高鐵礦石的生產(chǎn)存儲(chǔ)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)保障鐵礦石供應(yīng)，減少運(yùn)輸能耗，防止鐵礦石混料情況的發(fā)生，保證鐵礦石質(zhì)量從而提高其后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量等目的。通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)的人工配置結(jié)果與本發(fā)明優(yōu)化結(jié)果的比較，可以得出，在鐵礦石輸入執(zhí)行率提高了2.7％的前提下，由本發(fā)明優(yōu)化得到的配置方案與人工配置方案相比能夠顯著將目標(biāo)函數(shù)降低12.79％。有效地降低了運(yùn)輸能源損耗，提高了鐵礦石的存儲(chǔ)質(zhì)量，進(jìn)而提高其后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)G06Q50/02GK102609784SQ20121001271
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者唐立新, 孫德峰 申請(qǐng)人:東北大學(xué)