專利名稱：罩式爐退火模型修正方法
技術領域：
本發(fā)明涉及罩式爐退火模型的修正方法，尤其涉及一種對罩式爐退火模型進行修正，使得修正后的模型能夠準確模擬退火過程，提高鋼卷退火過程的生產(chǎn)控制精度。
背景技術：
罩式爐退火模型是一種熱工數(shù)學模型，用于計算爐臺鋼卷堆垛的加熱、保溫及冷卻時間，形成鋼卷堆垛退火的工藝制度(包括溫度工藝曲線和氣氛工藝曲線)。生成的退火工藝制度下發(fā)給基礎自動化級，進行鋼卷退火過程的生產(chǎn)控制。數(shù)學建模面臨的實際問題多種多樣，建模的目的不同、分析的方法不同、采用的數(shù) 學工具不同，所得到的數(shù)學模型的類型也不同。一般說來，數(shù)學建模方法大體可分為機理分析、測試分析和綜合分析三種。(I)機理分析方法建立的數(shù)學模型為理論型的數(shù)學模型，這類模型在過程的機理比較清楚的情況下，可考慮到多種因素的影響，結(jié)構(gòu)嚴謹、物理概念清晰。但其結(jié)構(gòu)通常比較復雜，在過程機理尚不十分清楚的情況下，往往要做多種假設，從而影響計算精度。(2)測試分析方法建立的數(shù)學模型為統(tǒng)計型的數(shù)學模型，這類模型只考慮主要過程參數(shù)之間的相互關系，結(jié)構(gòu)簡單且能夠較好地保證控制精度。在過程比較復雜，機理又不十分清楚的條件下，建立這類模型最為適宜。但是，它具有較強的條件性，通用性差，特別是當生產(chǎn)條件經(jīng)常變化時更為不便。(3)綜合分析方法利用機理分析建立模型的結(jié)構(gòu)，用測試分析確定模型的參數(shù)。運用該方法建立的數(shù)學模型為理論——統(tǒng)計數(shù)學模型，這類模型兼具以上兩種方法的優(yōu)點，并可有效地克服它們的缺點，在工程中有著較廣泛的應用。罩式爐退火模型是以熱工理論為基礎建立起來的理論統(tǒng)計數(shù)學模型，由于退火的工藝及傳熱的機理極其復雜，在設計模型時需要做必要的簡化和假設，以便將現(xiàn)實的退火過程用抽象的數(shù)學語言描述出來，但因此也會降低模型的計算精度。所以，為降低數(shù)學模型計算結(jié)果與現(xiàn)實的偏差，需要通過實驗的方法對模型的關鍵參數(shù)進行修正。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述的技術問題，本發(fā)明提供一種罩式爐退火模型的修正方法，在不影響計算性能的情況下，提高數(shù)學模型的計算精度。為解決上述技術問題，本發(fā)明采取如下的步驟罩式爐退火模型的修正方法，其特征在于包括如下步驟(I)根據(jù)實際生產(chǎn)鋼卷的尺寸規(guī)格范圍，制定插片實驗方案；(2)按實驗方案完成各爐鋼的插片實驗，記錄實驗過程中各鋼卷熱點、冷點的溫度隨時間變化的數(shù)據(jù)；(3)對實驗數(shù)據(jù)進行處理，形成實驗鋼卷的熱點、冷點溫度及爐氣溫度隨時間變化的趨勢圖，從中提取由爐氣溫度、鋼卷冷點溫度及時間點組成的用于模型修正用的參照數(shù)據(jù)；(4)以參照數(shù)據(jù)為基準，手工修正退火模型中鋼卷的徑向等效導熱系數(shù)；(5)選擇鋼卷的厚度、高度、外徑、堆垛位置、爐氣溫度作為自變量，徑向等效導熱系數(shù)修正值為因變量，構(gòu)成數(shù)據(jù)樣本后進行多元線性回歸處理，得到徑向等效導熱系數(shù)修正值與鋼卷的厚度、高度、外徑、堆垛位置、爐氣溫度之間的回歸模型；(6)將回歸模型取代退火模型中的徑向等效導熱系數(shù)修正值，用于鋼卷的徑向等效導熱系數(shù)的預測計算。按上述技術方案，所述步驟(3 )中，提取模型修正用的參照數(shù)據(jù)時采取以下基本原則A.各退火階段結(jié)束時的轉(zhuǎn)折點處提取參照數(shù)據(jù)；
B.各退火階段內(nèi)部取2個隨時間均勻分布的點，提取該點的數(shù)據(jù)作為參照數(shù)據(jù)。按上述技術方案，所述步驟(4)中，鋼卷徑向等效導熱系數(shù)λ ^的計算公式如下
權利要求
1.罩式爐退火模型修正方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)根據(jù)實際生產(chǎn)鋼卷的尺寸規(guī)格范圍，制定合理的插片實驗方案； (2)按實驗方案完成各爐鋼的插片實驗，記錄實驗過程中各鋼卷熱點、冷點的溫度隨時間變化的數(shù)據(jù)； (3)對實驗數(shù)據(jù)進行處理，形成實驗鋼卷的熱點、冷點溫度及爐氣溫度隨時間變化的趨勢圖，從中提取由爐氣溫度、鋼卷冷點溫度及時間點組成的用于模型修正用的參照數(shù)據(jù)； (4)以參照數(shù)據(jù)為基準，手工修正退火模型中鋼卷的徑向等效導熱系數(shù)； (5)選擇鋼卷的厚度、高度、外徑、堆垛位置、爐氣溫度作為自變量，徑向等效導熱系數(shù)修正值為因變量，構(gòu)成數(shù)據(jù)樣本后進行多元線性回歸處理，得到徑向等效導熱系數(shù)修正值與其它變量的回歸模型； (6)將回歸模型取代退火模型中的徑向等效導熱系數(shù)修正值，用于鋼卷的徑向等效導熱系數(shù)的預測計算。
2.根據(jù)權利要求1所述的罩式爐退火模型修正方法，其特征在于，提取模型修正用的參照數(shù)據(jù)時采取以下基本原則 A.各退火階段結(jié)束時的轉(zhuǎn)折點處提取參照數(shù)據(jù)； B.各退火階段內(nèi)部取2個隨時間均勻分布的點，提取該點的數(shù)據(jù)作為參照數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的罩式爐退火模型修正方法，其特征在于，所述步驟(4)中，鋼卷徑向等效導熱系數(shù)λ ^的計算公式如下
4.根據(jù)權利要求1或3所述的罩式爐退火模型修正方法，其特征在于，所述步驟(4)中，手工修正鋼卷徑向等效導熱系數(shù)時按以下步驟進行 A.手工調(diào)整徑向等效導熱系數(shù)的修正值Ψ； B.運用退火模型計算鋼卷冷點溫度隨時間變化的趨勢； C.在參照時刻比較鋼卷冷點溫度的實測值及計算值； D.如實測值與計算值基本吻合，則修正完成；否則，重復(I) (3)步。
5.根據(jù)權利要求1所述的罩式爐退火模型修正方法，其特征在于，所述步驟(5)中，徑向等效導熱系數(shù)修正值的回歸模型采取以下形式ψ= β。+ β 4+ β 2Β+ β 3D+ β 4Τ+ β 5Ρ 式中ψ為徑向等效導熱系數(shù)修正值；t為鋼卷厚度，mm ;B為鋼卷高度，mm ;D為鋼卷外徑，mm ;T為爐氣溫度，°C ;Ρ為鋼卷在堆垛中的位置；^ β5為回歸系數(shù)。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的罩式爐退火模型修正方法，其特征在于，所述步驟(5)中，多元線性回歸過程采用向前選擇法進行參數(shù)的選擇，具體步驟如下A.回歸模型內(nèi)參數(shù)個數(shù)初始化為零個； B.分別考慮因變量與每一個自變量的一元線性回歸模型，對這些模型進行F檢驗，選擇F值最大者作為第一個進入模型的自變量； C.對剩下的自變量，分別考慮各變量加入現(xiàn)有模型后的F檢驗；對所有通過F檢驗的變量中，選擇F值最大者作為第二個備選變量，進入模型； D.繼續(xù)上述步驟，直到模型以外的自變量均不能通過F檢驗時，操作結(jié)束。 其中的因變量為徑向等效導熱系數(shù)修正值，自變量為鋼卷厚度、鋼卷高度、鋼卷外徑、爐氣溫度及鋼卷在堆垛中的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種罩式爐退火模型修正方法，屬于鋼鐵冶金行業(yè)信息技術領域。該方法的操作步驟為根據(jù)鋼卷的尺寸規(guī)格范圍，制定插片實驗方案；按實驗方案完成各爐鋼的插片實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)；對實驗數(shù)據(jù)進行處理，并提取模型修正的參照數(shù)據(jù)；以參照數(shù)據(jù)為基準，手工修正退火模型中鋼卷的徑向等效導熱系數(shù)；運用數(shù)據(jù)樣本進行多元線性回歸處理，得到徑向等效導熱系數(shù)修正值的回歸模型；將回歸模型應用到退火模型中。運用本方法可以提高退火模型的計算精度，在滿足生產(chǎn)工藝要求的同時達到節(jié)能降耗的目的。
文檔編號C21D11/00GK102994736SQ20121053557
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權日2012年12月11日
發(fā)明者王曉亮, 李衛(wèi)杰, 段廣東 申請人:中冶南方(武漢)威仕工業(yè)爐有限公司