(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210743614.3 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 中冶华天工程 技术有限公司 地址 243000 安徽省马鞍山市经济技 术开 发区湖西南路259号福昌工业园 申请人 中冶华天南京工程 技术有限公司 (72)发明人 洪宇杰　蒲春雷　赵贵州　方实年　 俞洋　林则全　 (74)专利代理 机构 北京中伟 智信专利商标代理 事务所(普通 合伙) 11325 专利代理师 张岱 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 一种基于模块化设计的炼钢-连铸物 流仿真 模型快速构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于模块化设计的炼钢 ‑ 连铸物流仿真模型快速构建方法。 包括： S1： 对炼 钢‑连铸车间常见工艺和流程进行工艺方法、 制 造流程分析； S2： 依据工艺和制造流程 分析结果， 构建模块化的炼钢 ‑连铸工艺、 物流线和调度规 则模型， 并建立模型库； S3： 运用模型库中模块化 的工艺、 物流线和调度规则模型建立炼钢 ‑连铸 物流仿真模型； S4： 输入目标产能等新 建/改造目 标参数， 获取模拟数据， 验证新建/改造技术方 案； S5： 根据仿真结果定制化修改工艺、 物流线和 调度规则模 型直至物流仿真模型符合新建/改造 目标参数。 本发明采用Plant ‑Simulation模 块化 设计技术， 模型搭建速度快、 效率高且具备普适 性， 能够有效减少新建/改造技术方案验证过程 中的人力、 物力投入。 权利要求书3页 说明书13页 附图2页 CN 115098922 A 2022.09.23 CN 115098922 A 1.一种基于模块化设计的炼钢 ‑连铸物流仿真模型快速构建方法， 其特征在于， 所述的 方法包括以下步骤： S1： 对炼钢 ‑连铸车间常见工艺和流 程进行工艺方法、 制造流 程分析： S2： 使用Plant ‑Simulation软件， 依据工艺和制造流程分析结果， 构建模块化 的炼钢‑ 连铸工艺、 物流线和调度规则模型， 并建立模型库； S3： 根据炼钢 ‑连铸车间新建/改造技术方案， 运用模型库中模块化的工艺、 物流线和调 度规则模型建立炼钢 ‑连铸物流仿真模型； S4： 输入目标产能等新建/改造目标参数， 运行炼钢 ‑连铸物流仿真模型， 获取模拟数 据， 验证新建/改造技 术方案； S5： 根据仿真结果定制化修改工艺、 物流线和调度规则模型直至物流仿真模型符合新 建/改造目标参数， 再根据 物流仿真模型优化新建/改造技术方案， 在新建/改造技术方案正 式施工前得到 符合新建/改造目标参数的炼钢厂炼钢 ‑连铸车间的物流管控方案、 钢水生产 能力和炼钢车间理论产能。 2.如权利要求1所述的一种基于模块化设计的炼钢 ‑连铸物流仿真模型快速构建方法， 其特征在于， 所述的步骤S5具体为： S51： 根据仿真结果定制化修改转炉炼钢工艺模型、 精炼炉冶炼工艺模型、 连铸机浇注 工艺模型、 钢包热修工艺模型、 钢包冷修工艺模型； S52： 根据仿真结果定制化修改转炉转炉钢包车运输物流线模型、 转炉精炼跨天车吊运 物流线模型、 精炼跨钢包车运输物流线模型、 连铸跨天车吊运物流线模型； S53： 根据仿真结果和上述定制化修改的工艺模型和运输线物流模型， 修改炼钢 ‑连铸 车间调度规则模型； S54： 根据上述工艺、 物流线和调度规则模型的优化反馈， 重新调整炼钢 ‑连铸车间新 建/改造技 术方案， 直至符合 新建/改造目标参数。 3.如权利要求1所述的一种基于模块化设计的炼钢 ‑连铸物流仿真模型快速构建方法， 其特征在于， 所述的步骤S4具体为： S41： 对模块化的炼钢 ‑连铸工艺模型输入设备、 工艺 参数； S42： 对模块化的炼钢 ‑连铸物流线模型输入物流 运输参数； S43： 运行炼钢 ‑连铸物流仿真模型， 获取模拟数据。 4.如权利要求1所述的一种基于模块化设计的炼钢 ‑连铸物流仿真模型快速构建方法， 其特征在于， 所述的步骤S3具体为： S31： 根据炼钢 ‑连铸车间新建/改造技术方案中的CAD设计图， 运用模型库中的工艺和 物流线模型进行炼钢 ‑连铸车间物理 空间布置； S32： 根据炼钢 ‑连铸车间新建/改造技术方案中的物流运行方案， 运用型库中的调度规 则模型设置炼钢 ‑连铸车间物流管控方案； S33： 耦合上述 步骤， 建立炼钢 ‑连铸物流仿真模型。 5.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的炼钢 ‑连铸物流仿真模型快速构建方 法， 其特征在于： 所述的运用软件内置工具箱构建的模块化的炼钢 ‑连铸工艺、 物流线和调 度规则模 型库， 包括转炉炼钢工艺模型、 转炉钢包 车运输物 流线模型、 精炼跨 天车吊运物 流 线模型、 LF精炼炉冶炼工艺模型、 RH精炼炉冶炼工艺模型、 精炼跨钢包车运输物流线模型、权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115098922 A 2连铸跨天车吊运物流线模型、 钢包热修工艺模型、 钢包冷修工艺模型、 炼钢 ‑连铸物流调度 规则模型和钢水生产能力等 新建/改造目标参数 结果展示区。 6.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的炼钢 ‑连铸物流仿真模型快速构建方 法， 其特征在于： 所述的步骤1中的工艺方法、 制造流程分析包括转炉炼钢、 转炉钢包车运 输、 精炼跨天车吊运、 精炼炉冶炼、 精炼跨钢包车运输、 连铸跨天车吊运、 连铸机浇注、 钢包 热修、 钢包冷修工艺或流 程分析。 7.如权利要求1所述的一种基于模块化设计的炼钢 ‑连铸物流仿真模型快速构建方法， 其特征在于， 所述的步骤S2具体为： S21： 钢水、 钢包车、 天车模型构建； 用Plant ‑Simulation软件中 “Entity”控件钢水进行 描述； Plant ‑Simulation软件中 “Container ”控件用来对钢包车进行描述； Plant ‑ Simulati on软件中“Transpor ter”控件用来对天车进行描述； S22： 转炉炼钢工艺模型构建； ①兑铁水兑废钢； 利用Plant ‑Simulation软件中 “Drain” 控件用来对兑铁水兑废钢步骤进 行描述， 同时 “Drain”控件内置“时间”控制项， 对兑铁水兑 废钢时间进行设置， 钢水 “Entity”控件经钢包车 “Container ”控件运输到兑铁水兑废钢的 “Drain”控件上后， 钢水 “Entity”控件消失； 即兑铁水兑废钢过程结束； ②吹炼， Plant ‑ Simulation软件中 “SingleProc ”控件用来对吹炼步骤进行描 述； 同时“SingleProc ”控件内 置属性设置吹炼处理时间、 吹炼故障发生率、 吹炼物料出入口和吹炼物料加工具体信息显 示参数， 对吹炼过程进行详细设置； ③出钢， Plant ‑Simulation软件中 “DismantleStation ” 控件用来对钢包车钢水分离进行描述； 即钢水 “Entity”控件经钢包车 “Container ”控件运 输到“DismantleStation ”控件上后， 两者分离； 同时， 运用Plant ‑Simulation软件中 “SingleProc ”控件对出钢具体工艺进行描述， 对钢水 “Entity”控件进行出钢处理； 结合上 述两个控件， 即完成对出钢步骤的描述； ④炼钢过程调控 方法设置； 运用Plant ‑Simulation 软件中“Method”控件对炼钢过程调控方法进行设置； S23： 转炉钢包车运输模型构建； 转炉钢包车运输是转炉钢包车运输包括从转炉处接钢 水及等待精炼跨天车吊运钢水过程， 通过Plant ‑Simulation软件中 “Line”控件控件设置整 个炼钢厂钢包车运输轨道， 确定仿 真模型中钢包运输轨道位置方向、 长度宽度和负载能力； 同时在相应轨道添加 “Container ”控件构建的钢包车， Container控件钢包车在Line初始位 置接钢水， 在L ine末尾位置等待天车吊运； S24： 精炼跨天车吊运模型构建； 精炼跨天车吊运是精炼跨天车将 从转炉钢包车处吊运 到的钢水运送至精炼炉过程， Plant ‑Simulation软件 中“Track”控件设置精炼跨天车吊运 线； 结合“Transporter ”控件构建的天车模型， 将对应天车布置到运输线上， 以描述天车在 炼钢厂精炼跨运行轨迹； 同时， Plant ‑Simulation软件中 “FlowControl ”控件中嵌入天车吊 运钢包至精炼炉的选择规则， 以实现对精炼跨天车吊运过程的描述； S25： 精炼炉冶炼工艺模型构建； 构建LF精炼过程， 包括通电和吹气两个步骤： ①通电； Plant‑Simulation软件中 “SingleProc ”控件描述钢水在LF精炼通电过程中的工艺情况； ② 吹气； Plant ‑Simulation软件中 “SingleProc ”控件是用来对吹气步骤进行描述， 同时 “SingleProc ”控件内置属性可设置 吹气时间、 吹气故障发生率、 吹气物料出入口和吹气物 料加工具体信息显示参数， 以准确描述钢水在LF精炼吹气过程中的工艺情况； ③运用 Plant‑Simulation软件中 “Method”控件对LF精炼过程调控 方法进行设置， 通过 “Method”控权　利　要　求　书 2/3 页