谈国有钢铁基地铁水运输效益分析

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摘要：本文通过对某钢铁基地铁水运输工艺和运输组织进行分析，从铁水各路径运量和运距着手，同时引入柔性时间对铁水运输路径、铁水运输组织等方面进行针对性优化，达到提升该基地铁水运输效益的目的。

关键词：铁水运输；柔性时间；优化；效益

一、引言

钢铁工业全球化的市场竞争主要表现在三个方面，即：成本竞争、产品质量竞争和销售服务竞争。而其中的成本竞争无疑是最基础和最关键的。随着钢铁市场的形势日益严峻，在原燃料高价位运行的情况下，企业生产成本不断增加，降低钢铁产品成本，提高企业的核心竞争力，实现生产价值最大化成为当前形势下钢铁企业生存的当务之急。铁水运输是钢铁企业的重要物流环节，影响着整个钢铁企业的生产状况，它除了需要考虑物流平衡之外，还需要考虑能量平衡、时间平衡、资源平衡等多个方面的因素。该基地目前拥有4座高炉，4个钢厂，年产钢量1200万吨左右。2019年，该基地铁钢界面现状鱼雷罐平均温降168℃，TPC周转率水平2.60，百吨罐周转率水平2.55，距离行业先进企业差距较大。本文通过对该钢铁基地铁钢界面进行分析，采取相应优化措施提高铁水罐周转率，减少铁水温降，降低钢铁产品成本。

二、铁水运输分析与优化

1.铁水运输概述铁水罐车用于铁水运输，它连接着炼铁、炼钢生产的上下工序，是高炉向炼钢厂运送铁水的主要物流载体。在低成本制造技术时代，如何保证铁钢平衡，如何发挥铁水罐车的运输效率，满足炼铁、炼钢生产需要，起着至关重要的作用。2.铁钢界面现状（1）高炉生产与运输工艺分析。本公司的生产特点是连续出铁，高炉的共有四个出铁口，采用对角出铁模式，高炉出铁次数约每天12次；高炉每次出铁过程花费120分钟；出铁时间间隔20分钟；高炉的平均出铁速度为每分钟7吨，高炉的出铁周期约为120分钟。铁水罐的配罐按铁水生产的现场工艺要求，保证正在出铁口下的受铁线路上有足够多的空罐。所以高炉出铁时，除在当前出铁口线路上有足够的铁水罐车，还要保证在后续出铁口下配上空罐。（2）本公司铁水运输系统分析。铁水运输系统的调度问题与一般的铁路、陆路运输问题相比，存在以下不同点：①铁水运输系统的生产波动性较大，一旦出现波动将会影响整个系统，使得系统的稳定性差；②随时间的推移，铁水的温降变大，因此需要协调温度和时间的平衡关系，这也是钢铁生产工艺对铁水质量所提出的要求。3.铁水运输优化（1）铁水运输流向优化。通过表1、表2可以看出，1、2、3高炉的送铁流向则较为复杂，各个钢厂均有送铁流向。对1、2、3高炉铁水流向进一步分析发现，3#高炉送三炼钢的铁水量占96.06%，送其他钢厂流向占比很小，3高炉铁水流向总体稳定，铁水流向优化的重点在1、2高炉。从高炉与钢厂运输距离表中可以看出：1、2高炉至一炼钢、二炼钢铁水运距相对最短。（2）铁水通过能力优化。铁水运输作业涉及作业线路的合理安排使用，根据现场布置，可以发现小罐进行动态检衡的地磅正处于咽喉道岔群，每趟小罐的空重取送必须在咽喉处进行，同时咽喉扼守扣罐库，因此咽喉的占用率直接关系到保产是否顺利。其咽喉占用率为：从表3结果来看，当1高炉和二炼钢停产后，如按照流向优化后的运输方式，咽喉正常占用率为72.9%，一旦咽喉区域出现设备故障或其他异常情况，达到1.51时，咽喉占用率将趋于饱和，整个铁水运输生产组织将严重受阻。进一步分析，一炼钢及二炼钢对咽喉的总占用时间比例达到76.7%，优化空间较大。流程上采取的优化措施是减少小罐进罐库的频次，通过将看罐点前移至钢厂前端，仅在发现问题罐时执行进罐库作业，可以大大减少看罐作业对咽喉的占用。通用实际操作，看罐点前移后，小罐进罐库频次减少约52%，重新计算其咽喉占用率为61.9%；通过看罐点前置，优化小罐看罐作业后，咽喉占用率降低11%，有效提升了铁水运输生产调节和保障能力。（3）铁水运行组织优化。2019年该基地现有罐车80台，扣除正常换修换检的以外，运用数在50台左右；百吨罐车125台，扣除正常换修换检的以外，运用数75台左右，总共125台左右。在生产实际中，将铁水罐重罐、空罐运行事件综合起来简化为下图所示。对铁水罐状态进行抽象可知:当铁水罐到达和离开事件发生时，铁水罐的位置状态发生改变;当开始和结束事件发生时，铁水罐的载铁状态发生改变，即重、空罐状态的改变。在铁水罐运行事件解析的基础上，借助柔性时间概念，进一步研究铁水罐的运行优化问题。铁水罐运行的柔性时间是指铁水罐在铁/钢界面各工序之间传搁时等待作业所用的时间，即上图所示的中转区。下表通过对鱼雷罐运行过程各项柔性时间的进行统计，并给出其相应的推荐值，见表4。柔性时间的优化重点就是要加快铁水送重取空速度，减少重、空罐等待时间，让运输节奏在配罐、送罐、消铁、取罐各环节间相对均衡，通过对配罐模式的优化使柔性时间达到推荐值。表5是根据实践经验摸索的优化方案。在铁钢平衡较好况下，通过表5方案，与2019年相比较，大罐运用数减少20个，小罐运用数减少25个。大、小罐运用数得到一定压缩，铁水罐车周转率提升效果较好，但机车运用数有所增加。

三、铁水运输效益

1.铁水运输效率提升通过上述管理创新的措施，对铁水罐相关指标数据改进情况统计分析，截至2020年10月，鱼雷罐平均周转水平达到2.87，较2019年2.60，提升10.38%。截至2020年10月，百吨罐平均周转水平达到2.68，较2019年2.55提升5.10%2.成本效益（1）铁水运输成本。通过2019年及2020年平均吨铁运距对比，吨铁运距减少：2.352.21=0.14公里；吨铁运输成本减少：0.14×2.26=0.316元；全年铁水运输成本减少：937×0.316=296.5（万元）。（2）铁水温降效益。经统计，鱼雷罐平均周转水平达到2.87，百吨罐平均周转水平达到2.68，吨铁综合温降减少约8℃，按炼钢工序能耗0.3元/吨铁℃。铁水温降效益：937万吨×8℃×0.3元/吨℃=2248.9万元。四、结语通过对该基地铁水运输现状进行分析，通过测算近年来铁水运量、运距和铁水运输柔性时间，针对性地采取铁水运输路径和运输组织优化措施，优化后，预计全年铁水运输成本减少296.5万元，预计铁水温降减少8℃，产生效益2248.9万元。

参考文献

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作者：徐行青 谭均 单位：武汉钢铁有限公司