專利名稱：一種連鑄漏鋼預(yù)報的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金連鑄中監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種板坯連鑄過程的漏鋼預(yù)報方法。
背景技術(shù)：
漏鋼是連鑄生產(chǎn)過程中危害性最大的生產(chǎn)事故之一，不僅直接影響連鑄生產(chǎn)順行，而且嚴(yán)重?fù)p害結(jié)晶器、輥道等設(shè)備，增加維修量和維修成本，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更存在巨大的安全隱患。目前國內(nèi)外幾乎所有漏鋼預(yù)報系統(tǒng)主要通過邏輯判斷和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對連鑄粘結(jié)漏鋼進(jìn)行預(yù)報。其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法相對于邏輯判斷法具有較好的自適應(yīng)能力和容錯能力，且其性能隨時間的增長不斷提高，因此成為近年來漏鋼預(yù)報的主要方法。例如專利 200910010163. 7介紹了一種利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了時序空間組合診斷漏鋼預(yù)報模型的方法。專利201010207115. X介紹了一種基于遺傳算法的BP神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在漏鋼預(yù)報中的應(yīng)用方法。以上預(yù)報技術(shù)都是在熱電偶測溫法的基礎(chǔ)上，利用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)識別粘結(jié)狀態(tài)下的典型溫度模式來達(dá)到預(yù)報目的。但在實際應(yīng)用中，由于某些漏鋼事故(比如縱裂漏鋼)在并不一定引發(fā)坯殼與銅板的粘結(jié)，因此不會引起溫度監(jiān)控的明顯反應(yīng)，從而導(dǎo)致漏報；還有在非穩(wěn)態(tài)澆鑄過程中，結(jié)晶器銅板溫度會發(fā)生顯著的溫度變化，會造出系統(tǒng)誤報。這些問題都降低了漏鋼預(yù)報的準(zhǔn)確率。摩擦力監(jiān)控手段具有很高的靈敏性，可以對結(jié)晶器摩擦力(拉坯阻力)的各種異常特征給出反應(yīng)，也有學(xué)者利用摩擦力對漏鋼進(jìn)行預(yù)報。文獻(xiàn)“用連鑄拉坯阻力異常進(jìn)行漏鋼預(yù)報研究”(《連鑄》2002年第5期第4 6頁，魏樹立，等著)報道了一種利用型BP算法對拉坯阻力進(jìn)行在線學(xué)習(xí)和預(yù)測，從而提出通過拉坯阻力的實測值與預(yù)測值的差值預(yù)報拉坯阻力異常和漏鋼的新方法。但在實際生產(chǎn)過程中，由于摩擦力信號容易受到各種干擾， 導(dǎo)致該方法的誤報率很高，同時也存在著漏報現(xiàn)象。因此將摩擦力監(jiān)控與溫度監(jiān)控相結(jié)合是結(jié)晶器漏鋼預(yù)報發(fā)展的一大趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種將溫度監(jiān)控模型與摩擦力監(jiān)控模型進(jìn)行耦合的方法，將溫度監(jiān)控的準(zhǔn)確性與摩擦力監(jiān)控的靈敏性有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)建一種新的聯(lián)合預(yù)報機(jī)制，從而增大監(jiān)控范圍，提高識別精度，減少誤報、漏報現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明主要靠如下方法實現(xiàn)。將溫度監(jiān)控的準(zhǔn)確性與摩擦力監(jiān)控的靈敏性有機(jī)結(jié)合，即由溫度監(jiān)控模型和摩擦力監(jiān)控模型耦合而成。本耦合模型共有溫度監(jiān)控的單偶報警、 溫度監(jiān)控的組偶報警、摩擦力邏輯判斷報警、摩擦力時序網(wǎng)絡(luò)報警等四處報警點；采用以溫度監(jiān)控報警為主，以摩擦力監(jiān)控報警為輔；報警分為黃、橙、紅三個級別，漏鋼可能性依次增大；溫度監(jiān)控單偶報警給出紅色報警級別，溫度監(jiān)控組偶報警暫定為橙色報警級別，如果其它報警點報警則升級為紅色報警級別，摩擦力兩個報警，在沒有溫度監(jiān)控報警的情況下，其中之一給出報警設(shè)為黃色報警級別，兩者同時報警設(shè)定為橙色報警級別。
在基于溫度監(jiān)控模型中，將在線采集溫度數(shù)據(jù)入庫并對不良數(shù)據(jù)實施濾除處理， 將自適應(yīng)遺傳算法應(yīng)用于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將利用矩陣交叉的方式實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的自動優(yōu)化，建立時序空間組合判斷模型。在基于摩擦力監(jiān)控模型中，將連續(xù)采集結(jié)晶器與鑄坯間的摩擦力，并對該摩擦力數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理；建立包括邏輯判斷模型和基于自適應(yīng)遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的摩擦力監(jiān)控模型。摩擦力監(jiān)控采用延時報警設(shè)置，并且在開澆、拉速變化、在線調(diào)寬、拉尾坯等情況下屏蔽摩擦力監(jiān)控。使用本發(fā)明的方法誤報率從41. 7%降低到了 15.4%，大大減少了誤報次數(shù)。


圖1為本發(fā)明溫度監(jiān)控和摩擦力監(jiān)控耦合模型示意圖。圖2為本發(fā)明預(yù)報流程圖。
具體實施例方式在創(chuàng)建溫度監(jiān)控模型與摩擦力監(jiān)控模型耦合模型之前，本發(fā)明首先利用自適應(yīng)遺傳算法建立了一種溫度監(jiān)控模型，并建立了一種同時使用邏輯判斷和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的摩擦力監(jiān)控模型。1.溫度監(jiān)控模型溫度監(jiān)控是漏鋼預(yù)報控制方法最為普遍也是最為成熟的手段，本發(fā)明在傳統(tǒng)BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法基礎(chǔ)上，采用自適應(yīng)遺傳算法，進(jìn)一步提高模型精度。具體步驟如下(1)采集數(shù)據(jù)在線采集連鑄現(xiàn)場結(jié)晶器熱電偶的溫度數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫。(2)數(shù)據(jù)預(yù)處理不良數(shù)據(jù)處理是將當(dāng)前時刻溫度與前一時刻溫度進(jìn)行比較，如果兩者相差在大于35%，則將前一時刻溫度代替當(dāng)前時刻溫度，具體公式如下 IF 滿足
權(quán)利要求
1.一種連鑄漏鋼預(yù)報的方法，其特征在于由溫度監(jiān)控模型和摩擦力監(jiān)控模型耦合而成；本耦合模型共有溫度監(jiān)控的單偶報警、溫度監(jiān)控的組偶報警、摩擦力邏輯判斷報警、摩擦力時序網(wǎng)絡(luò)報警等四處報警點；采用以溫度監(jiān)控報警為主，摩擦力監(jiān)控報警為輔的預(yù)報機(jī)制；報警分為黃、橙、紅三個級別，漏鋼可能性依次增大；溫度監(jiān)控單偶報警給出紅色報警級別，溫度監(jiān)控組偶報警暫定為橙色報警級別，如果其它報警點報警則升級為紅色報警級別，摩擦力兩個報警，在沒有溫度監(jiān)控報警的情況下，其中之一給出報警設(shè)為黃色報警級別，兩者同時報警設(shè)定為橙色報警級別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在基于摩擦力監(jiān)控模型中，將連續(xù)采集結(jié)晶器與鑄坯間的摩擦力，并對該摩擦力數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理；建立包括邏輯判斷模型和基于自適應(yīng)遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的摩擦力監(jiān)控模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于摩擦力監(jiān)控采用延時報警設(shè)置，并且在開澆、拉速急劇變化、在線調(diào)寬、拉尾坯等非穩(wěn)態(tài)澆注條件下屏蔽摩擦力監(jiān)控。
全文摘要
一種連鑄漏鋼預(yù)報的方法，屬于冶金連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及板坯連鑄過程漏鋼的預(yù)報方法。在基于溫度監(jiān)控的漏鋼預(yù)報算法方面，本發(fā)明將自適應(yīng)遺傳算法引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的自動優(yōu)化，提高了模型的識別精度；在基于摩擦力監(jiān)控漏鋼預(yù)報方面，本發(fā)明建立了一種基于邏輯判斷和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的摩擦力監(jiān)控模型?；谏鲜鰞煞N模型的預(yù)測結(jié)果，本發(fā)明將溫度監(jiān)控的準(zhǔn)確性與摩擦力監(jiān)控的靈敏性有機(jī)結(jié)合，建立了溫度監(jiān)控為主、摩擦力監(jiān)控為輔的預(yù)報機(jī)制，實現(xiàn)了溫度監(jiān)控模型與摩擦力監(jiān)控模型耦合，確保了最終預(yù)測的準(zhǔn)確性，有效降低了誤報率。
文檔編號B22D11/18GK102554171SQ20111043112
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者侯葵, 鞏文旭, 朱苗勇, 祭程, 陶乃標(biāo) 申請人:天津鋼鐵集團(tuán)有限公司