基于ORACLE的炼钢厂能耗综合优化系统数据库模型的建立.doc

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电大理工
Study of Science and Engineering at RTVU.
09月
第 3期 总第 248期
基于ORACLE的炼钢厂能耗综合优化系统
数据库模型的建立
李 杨
辽宁广播电视大学( 110034)
摘 要 以国家863项目”基于最佳工艺温度的炼钢—连铸能耗优化系统”为背景, 根据福建三钢
闽光钢铁股份有限公司炼钢厂一炼钢( 以下简称三钢) 的实际需求, 设计数据库E-R模型图, 建立数据
库。本数据库主要包括静态表, 生产实绩表, 生产状态表和综合信息表4种数据表。
关键词 oracle 数据库结构 信息平台
基于最佳工艺温度的炼钢 —转炉流程能耗
min, 当组第四炉转炉炉前应在钢水上回转台后
综合优化系统的数据库主要包括: 静态表, 生产
方可冶炼, 避免连铸开机失败造成精炼炉钢水积
实绩表, 生产状态表和综合信息表 4种数据表。 压过多的被动局面。
其中, 根据生产指示标准建立静态表; 根据生产
工序流程, 分别对计划指示环节, 转炉环节, 精
炼环节, 连铸环节等生产环节, 建立生产实绩表
和生产状态表; 综合信息表则是提取各工序的相
同的数据信息, 进行重新存储, 便于子系统使用。
(3)转炉钢水温度控制
出钢温度≥1640 ℃, 并根据出钢口、 包况、
生产节奏等酌情调整, 确保氩后温度≥1570 ℃。
(4)转炉钢水成份控制
控制出钢 C: 0.05—0.07%、 P≤0.015% ;
精炼前成份控制在 C ≤0.07%、 Si ≤0.02%、
Mn: 0.25—0.33%、 P≤0.018%的范围内。
(5)精炼周期控制
1 静态表的设计
静态表以钢种为主键, 主要包括标准成分信
息, 内控成分信息, 推荐工艺路径, 各工序标准
时间, 以及标志性时间点的温度等要求。主要用
于在生产计划下达以后, 对整个生产过程进行指
示。以 ML08AL为例, 进行说明。
(1)生产组织路线模式
精炼周期≥35 min, 软吹时间≥15 min; 第
一次开机炉次可适当延长精炼周期和软吹时间,
确保钢水温度的均匀稳定。
(6)精炼钢水出站时间控制
连铸浇注 10—15 min时出站软吹, 确保待
浇时间 3—10 min。现场调度应控制好开机炉次
钢水的出站时间, 避免出现精炼钢水长时间等待
连铸的现象。
铁水、 废钢组织—铁水预处理—转炉冶炼—
出钢、 氩站—精炼—钢水软吹—连铸浇注—铸坯
管理—辊道热送。
(2)转炉生产周期控制
(7)精炼钢水软吹后温度控制
40±2 min, 开吹时间控制在连铸开浇 0—5
开机 1615—1620℃、 第二包 1600—1605℃、

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第三包 1595—1600℃、 连浇 1595±5℃。现场调
度应根据连铸浇注情况调整温度, 确保连浇时过
热度控制在 15—40℃。
流程型生产方式, 强调时间上和操作上的连续
性, 在开坯、 轧制等加工环节, 又逐渐转为类似
于机加工行业的离散型生产方式。
(8)正常情况, 连铸接受开机钢水后, 应迅
因此, 信息平台根据三钢的工艺流程如图 1
速组织开机( 要求在 8 min内开浇) ; 特殊情况, 所示, 建立生产实绩表和生产状态表。
调度长可根据钢水温度及转炉、 精炼生产节奏控
制开浇时间( 不得超过 15 min) 。
根据以上钢种的指示信息, 本系统建立钢种
信息表。
三钢的生产流程分成: 生产计划环节、 铁水
预处理环节、 转炉环节、 氩站环节、 精炼环节和
连铸环节 6部分。下面以生产计划环节和转炉环
节为例说明此部分数据库建立方案。
由于转炉炼钢系统非常复杂, 包括了转炉本
体、 氧枪系统、 氧气系统、 底吹气体系统、 散装
料及铁合金控制系统、 温度和重量检测系统, 以
及化验室数据等, 那么多的数据, 如果是使用自
底向上的策略容易抓不住模型的核心, 因此在此
使用自顶向下的设计策略。
2 生产实绩表和生产状态表的设计
钢铁企业的生产是一个非常复杂的制造过
程, 其生产工艺流程长、 环节多、 工艺复杂、 物
料处理量大。从工艺流程上看, 钢铁企业属于典
型的混合型的生产类型制造企业, 在炼钢和连铸
环节以钢水的化学成分为约束条件, 属于典型的
图 1 三钢生产流程图
从整个转炉炼钢系统来看, 能够把转炉本体
数据、 氧枪数据、 氧气系统数据、 底吹气体数据
等转炉检测数据全部抽象为一个转炉冶炼过程
的属性, 那么就把这些与转炉系统相关的系统抽
象为一个”转炉”实体。把转炉相关的实时数据
抽象为”转炉”实体的一个属性, 即实时数据;

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把转炉相关的离线数据抽象为”转炉”实体的一
个属性, 即离线数据。把所有的转炉炼钢的各种
原料抽象出来, 得到”原料”实体。原料的属性
包括原料名、 原料成分等。除了”转炉”和”原
料”实体以外, 转炉炼钢系统还包括操作人员实
体, 以及冶炼的结果, 即钢水实体。钢水实体包
括钢水温度以及其各种化学成分含量等。在转炉
炼钢系统中, 二级炉号是确定一个转炉冶炼过程
的唯一”身份”标识, 因此选择二级炉号作为”转
炉”实体的标识符( 用下划线表示) 。因此能够
将整个转炉炼钢系统抽象出四个实体, 实体及实
体属性简化定义如下:
(3)钢水( 钢水温度, C含量, Si含量, Mn
含量, S含量, P含量)
(4)操作人员( 员工编号, 姓名, 工种, 性
别, 工龄)
这 4个实体之间有如下的联系。
(1)一个转炉炼钢过程能够加入多个原料实
体, 而一个原料实体只能加入到一个转炉炼钢过
程中, 因此转炉与原料的联系是一对多;
(2)一个转炉炼钢过程只能冶炼出一个钢水
实体, 而一个钢水实体也只对应一个转炉炼钢过
程, 因此转炉与钢水的联系是一对一;
(3)一个转炉炼钢过程要有多个操作人员炼
钢, 而一个操作人员在某一时刻只能工作与一个
转炉炼钢过程, 因此转炉与操作人员的联系是一
对多。因此得到简化实体-联系图, 如图 2所示。
(1)转炉( 二级炉号, 炉座, 炉龄, 实时数
据, 离线数据)
(2)原料( 原料编号, 原料名, 成分)
图 2 转炉数据库 E-R图
根据以上分析, 建立转炉生产实绩表。其它
部分数据模型的设计和转炉炼钢部分相似。
实时数据与历史数据经过 SQL 保持通信,
在数据交换的过程中加入任务管理和访问控制。
3 实时数据库与历史数据库的通信
4 综合信息表的建立
历史数据由实时数据得来, 同时, 历史数据
又影响实时数据, 因此, 在这一步, 需要分析清
楚她们的关系, 并实现她们之间的通信, 做到不
需人工干预, 实时保持数据库的完备。对此, 提
出如下数据库关系模型, 如图 3所示。
综合信息表主要是提取各工序的相同的数
据信息, 进行重新存储, 便于各子系统的使用。
主要包括: 钢包实绩信息表, 主辅料使用实绩表,
钢水成分信息表和异常统计表等。
下面以主辅料使用实绩表为例进行说明, 在

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三钢整个生产流程中, 在预处理环节, 转炉环节, 将这四个生产实绩环节中的物料使用信息进行
氩站环节和精炼环节需要有新物料的加入, 那么
提取, 存入到主辅料信息表中。
图 3 数据库关系模型
5
结论
(上接16页)
根据三钢的实际需求, 分别根据生产指示标
5 切屑液的选择
准建立静态表; 根据生产工序流程, 分别对计划
指示环节, 转炉环节, 精炼环节, 连铸环节等生
产环节, 建立生产实绩表和生产状态表; 提取各
工序的相同的数据信息, 建立综合信息表。实现
了系统数据库的建立, 为整个信息平台的实现打
下良好基础。
磨削时, 由于工件材料变形的内摩擦与工件
材料间的外摩擦, 将产生磨削热在磨削区域内温
度达 1000 ℃~1500 ℃。为了改进散热条件, 降
低磨削温度, 一般采用冷却液对磨削区进行充分
地冷却。根据冷却液对结合剂有腐蚀的作用, 使
用树脂结合剂的砂轮不能用水溶液冷却液, 因为
水溶液冷却液呈碱性, 对树脂结合剂有腐蚀作
用, 降低砂轮的切削性能, 使用橡胶结合剂时,
不应用乳化腊剂。
参考文献
[1]赵丽宁,李一凡等.数字海洋空间数据库的构建.大连海
事大学学报, .10(1).
[2]杨丽霞.基于 ORACLE数据融合的一卡通系统的实现.
天津工业大学, .
6 磨床设备精度
磨床设备精度对加工质量有着重要影响, 所
以磨削加工前必须保证磨床的设备精度符合要
求, 不符合要求时, 先由机修人员对设备进行维
修, 合格后才可进行生产。
[3]王小亮.MES特钢企业物料管理系统的研究及优化.大
大连理工大学, .
( 责任编辑: 苗君明)
( 责任编辑: 齐婷婷)