談國有鋼鐵基地鐵水運輸效益分析
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摘要：本文通過對某鋼鐵基地鐵水運輸工藝和運輸組織進行分析，從鐵水各路徑運量和運距著手，同時引入柔性時間對鐵水運輸路徑、鐵水運輸組織等方面進行針對性優(yōu)化，達到提升該基地鐵水運輸效益的目的。
關(guān)鍵詞：鐵水運輸；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)先進企業(yè)差距較大。本文通過對該鋼鐵基地鐵鋼界面進行分析，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、鐵水運輸分析與優(yōu)化
1.鐵水運輸概述鐵水罐車用于鐵水運輸，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)與運輸工藝分析。本公司的生產(chǎn)特點是連續(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）本公司鐵水運輸系統(tǒng)分析。鐵水運輸系統(tǒng)的調(diào)度問題與一般的鐵路、陸路運輸問題相比，存在以下不同點：①鐵水運輸系統(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.鐵水運輸優(yōu)化（1）鐵水運輸流向優(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)化的重點在1、2高爐。從高爐與鋼廠運輸距離表中可以看出：1、2高爐至一煉鋼、二煉鋼鐵水運距相對最短。（2）鐵水通過能力優(yōu)化。鐵水運輸作業(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，達到1.51時，咽喉占用率將趨于飽和，整個鐵水運輸生產(chǎn)組織將嚴(yán)重受阻。進一步分析，一煉鋼及二煉鋼對咽喉的總占用時間比例達到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罐庫的頻次，通過將看罐點前移至鋼廠前端，僅在發(fā)現(xiàn)問題罐時執(zhí)行進罐庫作業(yè)，可以大大減少看罐作業(yè)對咽喉的占用。通用實際操作，看罐點前移后，小罐進罐庫頻次減少約52%，重新計算其咽喉占用率為61.9%；通過看罐點前置，優(yōu)化小罐看罐作業(yè)后，咽喉占用率降低11%，有效提升了鐵水運輸生產(chǎn)調(diào)節(jié)和保障能力。（3）鐵水運行組織優(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，運用數(shù)75臺左右，總共125臺左右。在生產(chǎn)實際中，將鐵水罐重罐、空罐運行事件綜合起來簡化為下圖所示。對鐵水罐狀態(tài)進行抽象可知:當(dāng)鐵水罐到達和離開事件發(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。在鐵水罐運行事件解析的基礎(chǔ)上，借助柔性時間概念，進一步研究鐵水罐的運行優(yōu)化問題。鐵水罐運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行過程各項柔性時間的進行統(tǒng)計，并給出其相應(yīng)的推薦值，見表4。柔性時間的優(yōu)化重點就是要加快鐵水送重取空速度，減少重、空罐等待時間，讓運輸節(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)化使柔性時間達到推薦值。表5是根據(jù)實踐經(jīng)驗摸索的優(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，大罐運用數(shù)減少20個，小罐運用數(shù)減少25個。大、小罐運用數(shù)得到一定壓縮，鐵水罐車周轉(zhuǎn)率提升效果較好，但機車運用數(shù)有所增加。
三、鐵水運輸效益
1.鐵水運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)改進情況統(tǒng)計分析，截至2020年10月，魚雷罐平均周轉(zhuǎn)水平達到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)水平達到2.68，較2019年2.55提升5.10%2.成本效益（1）鐵水運輸成本。通過2019年及2020年平均噸鐵運距對比，噸鐵運距減少：2.352.21=0.14公里；噸鐵運輸成本減少：0.14×2.26=0.316元；全年鐵水運輸成本減少：937×0.316=296.5（萬元）。（2）鐵水溫降效益。經(jīng)統(tǒng)計，魚雷罐平均周轉(zhuǎn)水平達到2.87，百噸罐平均周轉(zhuǎn)水平達到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輸現(xiàn)狀進行分析，通過測算近年來鐵水運量、運距和鐵水運輸柔性時間，針對性地采取鐵水運輸路徑和運輸組織優(yōu)化措施，優(yōu)化后，預(yù)計全年鐵水運輸成本減少296.5萬元，預(yù)計鐵水溫降減少8℃，產(chǎn)生效益2248.9萬元。
參考文獻
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作者：徐行青 譚均 單位：武漢鋼鐵有限公司
