專利名稱::一種奧氏體不銹鋼精密鋼帶性能預(yù)測模型及其冷軋工藝設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及鋼帶的制造技術(shù),尤其是指冷軋不銹鋼鋼帶的軋制技術(shù)。
背景技術(shù):
:帶鋼是常見的一種金屬制品。精密冷軋不銹鋼帶是一種技術(shù)含量很高的鋼帶品種,其不僅能有精確的尺寸,而且能保證所要求的機(jī)械性能指標(biāo),其鋼帶成品的厚度可薄至0.038腿,寬度可達(dá)1250咖;硬度(維氏)可控制在135至600范圍。不銹鋼精密鋼帶成品的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),主要有2個(gè)(l)一是尺寸規(guī)格成品的厚度、寬度;(2)二是成品的力學(xué)(機(jī)械)性能硬度和強(qiáng)度,主要是硬度(對(duì)于設(shè)定的不銹鋼鋼種,其硬度和強(qiáng)度是基本對(duì)應(yīng)的,強(qiáng)度越大,硬度越高;故,不銹鋼精密鋼帶成品的機(jī)械性能主要是硬度)。成品的硬度值是不銹鋼精密鋼帶成品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。不銹鋼中的奧氏體不銹鋼具有冷變形強(qiáng)化特性,精密冷軋不銹鋼帶就是利用該特性控制冷變形量(冷軋壓下量)來獲得各種硬度、強(qiáng)度(力學(xué)性能)鋼帶。然而,如何精確控制冷軋量,使其在冷軋到成品厚度的同時(shí)獲得所預(yù)期的力學(xué)性能,是精密冷軋不銹鋼帶的制造難點(diǎn)。在奧氏體不銹鋼精密冷軋帶鋼的生產(chǎn)過程中,精密冷軋工藝的制定是依據(jù)客戶對(duì)不銹鋼帶鋼成品的力學(xué)性能(硬度)、板型尺寸(厚度、寬度)要求來設(shè)計(jì)的,用調(diào)整冷軋變形量來獲得最終產(chǎn)品力學(xué)性能。因此,精密冷軋工藝設(shè)計(jì)(制定)是不銹鋼精密鋼帶質(zhì)量保證的關(guān)鍵,精密冷軋工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是終軋變形量(終軋變形量是最主要的冷軋工藝參數(shù);終軋變形量是指不銹鋼精密鋼帶成品坯厚度一~^成品厚度的冷軋變形量)。說明對(duì)不銹鋼精軋鋼帶材最終力學(xué)性能的影響因素有冷軋變形量、軋制次數(shù)、各次冷軋變形速度、中間退火工藝、不銹鋼化學(xué)元素的含量等,其中僅不銹鋼常規(guī)檢驗(yàn)的化學(xué)元素有67個(gè),綜合起來影響因素有1525個(gè),這些諸多因素都將對(duì)最終不銹鋼冷軋板、帶材的力學(xué)性能有直接影響,因此,在不銹鋼冷精軋生產(chǎn)領(lǐng)域中一直缺乏一種有效的工藝設(shè)計(jì)方法,也很難實(shí)現(xiàn)根據(jù)客戶對(duì)不銹鋼鋼帶的力學(xué)性能要求直接設(shè)計(jì)出合適的終軋變形量。目前,奧氏體不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程有二種類型一是"完整型"(1)煉鋼廠冶煉出合格的不銹鋼,生產(chǎn)出合格的不銹鋼鋼坯(不銹鋼連鑄鋼坯、或模鑄不銹鋼錠熱加工軋制鋼坯);(2)經(jīng)過熱軋(熱加工變形軋制)、或冷軋(冷加工變形軋制)、或"熱軋+冷軋",將不銹鋼鋼坯軋成厚度小于1.5mm的不銹鋼精密鋼帶坯;(3)進(jìn)行精密冷軋工藝設(shè)計(jì),先將鋼帶坯加工成不銹鋼精密鋼帶成品坯(也就是半成品),再將不銹鋼精密鋼帶成品坯加工成不銹鋼精密鋼帶成品。二是"不完整型"(1)市場購買厚度小于1.5mm的不銹鋼精密鋼帶坯;(2)進(jìn)行精密冷軋工藝設(shè)計(jì),先將不銹鋼精密鋼帶坯加工成不銹鋼精密鋼帶成品坯(可以多次冷軋、熱軋變形),再將不銹鋼精密鋼帶成品坯加工成不銹鋼精密鋼帶成品(冷軋變形)。"完整型不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程"投資大,質(zhì)量優(yōu)(精軋鋼帶的力學(xué)性能誤差可以小于士8個(gè)單位的維氏硬度)是少數(shù)不銹鋼精密鋼帶制造商的選擇。如國際上一些著名的不銹鋼精軋鋼帶企業(yè)來講,熱軋、冷軋和精軋是在一個(gè)集團(tuán)公司內(nèi)完成,供給精軋用的鋼帶的坯料其化學(xué)成分可以很一致,由同一供應(yīng)商提供原料,能夠挑選適合的化學(xué)成分鋼帶原料,保證其精軋鋼帶的力學(xué)性能誤差做的很小,小于±8個(gè)單位的維氏硬度。一般而言,對(duì)不銹鋼精密鋼帶制造商來說,具備煉鋼能力(投資額太大)是不太現(xiàn)實(shí)的事情,故"不完整型不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程"是國內(nèi)外絕大多數(shù)的不銹鋼精密鋼帶制造商的理性選擇。目前,"不完整型不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程"中,精密冷軋工藝的設(shè)計(jì),往往是"工程師經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)",憑資深工程師的經(jīng)驗(yàn)(或靠一些經(jīng)驗(yàn)公式;主要考慮的因素是不銹鋼的化學(xué)成分,不銹鋼精密鋼帶坯的生產(chǎn)商,客戶要求的某一精密冷軋鋼帶成品的力學(xué)性能)進(jìn)行估算,給出終軋冷軋變形量(用調(diào)整冷軋變形量來獲得最終產(chǎn)品力學(xué)性能),再根據(jù)精密冷軋鋼帶成品的板型尺寸(厚度、寬度),確定不銹鋼精密鋼帶成品坯的板型尺寸(厚度、寬度,主要是厚度),制定不銹鋼精密鋼帶成品坯的精密冷軋工藝,及成品的精密冷軋工藝?,F(xiàn)有的"精密冷軋工藝的工程師經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)"工藝流程如下確定最終軋制變形量根據(jù)客戶提出對(duì)不銹鋼精密帶材的力學(xué)性能、鋼帶厚度尺寸等要求一選擇相應(yīng)的原料一技術(shù)部門初步(根據(jù)經(jīng)驗(yàn))確定終軋變形量一進(jìn)行小批量試生產(chǎn)一力學(xué)性能測試,對(duì)比一修正終軋變形量一再進(jìn)行小批量試生產(chǎn)一……一力學(xué)性能測試,直至不銹鋼冷軋鋼帶軋制后的力學(xué)性能與客戶要求的相一致一確定最終軋制變形量(根據(jù)最終軋制變形量,確定不銹鋼精密鋼帶成品坯厚度;根據(jù)不銹鋼精密鋼帶坯、成品坯厚度,制定成品坯的精密冷軋工藝;根據(jù)成品坯厚度、成品厚度,制定成品的精密冷軋工藝)。采用"不完整型不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程"制造的不銹鋼精密鋼帶,由于原料供應(yīng)商提供的不銹鋼的化學(xué)成分,對(duì)于不銹鋼冷軋來講是無法選擇、改變、預(yù)測、控制的,每一批次的不銹鋼原料,將有不同化學(xué)成分組成(一般來說,一家不銹鋼精密鋼帶制造商,其主要長期原料供應(yīng)商4一5家,相互間的化學(xué)成分組合有較大的區(qū)別,又不能挑選,不同批次的原料成分也不盡相同,精密冷軋工藝設(shè)計(jì)比較困難,產(chǎn)品質(zhì)量保證也比較困難),這就影響到最終產(chǎn)品力學(xué)性能的穩(wěn)定,使得國內(nèi)外絕大多數(shù)的不銹鋼精密鋼帶制造商的連續(xù)生產(chǎn)變得非常困難。不銹鋼精密鋼帶成品質(zhì)量相對(duì)較差,精軋鋼帶的力學(xué)性能誤差小于土20個(gè)單位的維氏硬度,合格率約92%(也就是說,當(dāng)某個(gè)規(guī)格產(chǎn)品為其確定了終軋變形量及冷軋工藝,在隨后的生產(chǎn)中嚴(yán)格按工藝要求進(jìn)行,仍有少量約8%的產(chǎn)品,性能超出范圍,這是由于不同批次的不銹鋼,其化學(xué)成分有微小變化變化引起的)。綜上所述,如何利用"不完整型不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程",制造出優(yōu)質(zhì)的不銹鋼精密鋼帶(精軋鋼帶的力學(xué)性能誤差小于土8個(gè)單位的維氏硬度),是國內(nèi)外絕大多數(shù)的不銹鋼精密鋼帶制造商的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種奧氏體不銹鋼精密鋼帶的性能預(yù)測模型及其精密冷軋工藝設(shè)計(jì)方法,用于"不完整型不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程"制造不銹鋼精密鋼帶,它采用計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型,該模型能根據(jù)最終的精密不銹鋼鋼帶的力學(xué)性能、鋼帶厚度尺寸要求,由計(jì)算機(jī)經(jīng)過運(yùn)算給出最合適的終軋變形量(冷軋工藝參數(shù)),進(jìn)行軋制工藝設(shè)計(jì),代替?zhèn)鹘y(tǒng)"精密冷軋工藝的工程師經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)",以適應(yīng)不銹鋼鋼帶冷軋的敏捷生產(chǎn)需要,提高冷精軋(冷加工精密軋制變形)的精確性,提高生產(chǎn)的成功率,制造的奧氏體不銹鋼精密鋼帶成品,質(zhì)量達(dá)到優(yōu)質(zhì)不銹鋼精密鋼帶水平(力學(xué)性能誤差小于士8個(gè)單位的維氏硬度)。本發(fā)明提供的一種奧氏體不銹鋼精密鋼帶的性能預(yù)測模型,用于"不完整型不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程"制造不銹鋼精密鋼帶的精密冷軋工藝設(shè)計(jì),其特征在于運(yùn)用計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建(設(shè)計(jì))的不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型,主要由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l(計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)單元)、計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2(計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng))、終軋變形量預(yù)測模塊3、終軋變形量預(yù)測值判定模塊4組成;該預(yù)測模型可以根據(jù)影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有因素,進(jìn)行"多元函數(shù)"的運(yùn)算,給出最合適的終軋變形量。不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型的建立過程(A)數(shù)據(jù)收集、整理、輸入首先對(duì)企業(yè)近二年內(nèi)的生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,收集不少于800組相關(guān)的生產(chǎn)工藝參數(shù)和最終測試的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。每組數(shù)據(jù)包含影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有參數(shù)因素,這些參數(shù)因素有^1525個(gè),它們是原料的化學(xué)成分碳O.010.30%,硅02.0%,錳02%,磷《0.045%,硫《0.030%,鎳042.0%,鉻10.026.0%,鉬04.0%,氮00.3%,鈦00.5%,鈮00.5%;軋制方式軋制道次110次,軋制速度30360米/分,終軋變形量580%;產(chǎn)品性能抗拉強(qiáng)度3502100MPa,屈服強(qiáng)度2501900MPa,延伸率0700%,維氏硬度135600單位;產(chǎn)品厚度0.031.l國;原料供應(yīng)商;然后對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、刪選、整理,去除冗余數(shù)據(jù),通過"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫1"的輸入口,將整理好的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù)(參數(shù)因素),有規(guī)則的人工輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l,如第一組數(shù)據(jù)中的終軋變形量為A1,其余影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有因素(M=N-l個(gè)因素)為A(1-1)、A(1-2)、…、A(1-M),碳因素為A(1-1),硅為A(1-2)…;第二組數(shù)據(jù)中的終軋變形量為A2,其余影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有因素為A(2-1)、A(2-2)、、A(2-M),碳因素為A(2-1),硅為A(2-2)…;…;第X組數(shù)據(jù)中的終軋變形量為AX,其余影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有因素(M,-l個(gè)因素)為A(X-1)、A(X-2)、、A(X-M),碳因素為A(X-l),硅為A(X-2)…;……每組數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng);(B)建立"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l(計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)單元)""數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l"是1個(gè)記憶卡和3個(gè)接口輸入口、輸出口、數(shù)據(jù)讀取口。輸入口接受的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),永久保存在記憶卡內(nèi);輸出口將記憶卡內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),輸出到"計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2";數(shù)據(jù)讀取口便于"終軋變形量預(yù)測值判定模塊4"讀取"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫1"保存的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù)。(C)運(yùn)用"計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2(計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng))",創(chuàng)建"終軋變形量預(yù)測模塊3"計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2(也稱之為計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),是一個(gè)計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)),其功能是接受"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫1"內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),由計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理,建立"終軋變形量預(yù)測模塊3";并利用收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)該性能預(yù)測模塊進(jìn)行訓(xùn)練,對(duì)"終軋變形量預(yù)測模塊3"進(jìn)行修正,提高預(yù)測精度。可用的計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件有Plexi神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)丌發(fā)環(huán)境、NeuralworksProfessionalII神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境、Neuroshell神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境、NETESTII神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境和CaseNet神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境。(D)終軋變形量預(yù)測模塊3運(yùn)用計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2(計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))技術(shù)構(gòu)建的"終軋變形量預(yù)測模塊3",有l(wèi)個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序,和3個(gè)接口"工藝記錄數(shù)據(jù)"連接口(輸入口)、終軋變形量輸出口、應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入口。"工藝記錄數(shù)據(jù)"連接口(輸入口),接受"計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2"傳來的"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l"內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù);應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入口,接受"實(shí)際生產(chǎn)中等待精密冷軋產(chǎn)品"的參數(shù)因素(參數(shù)數(shù)據(jù)),這些參數(shù)因素有M,-l個(gè)因素,是除終軋變形量以外的所有影響產(chǎn)品力學(xué)性能的因素;計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序,對(duì)"終軋變形量以外的、影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有因素",進(jìn)行"多元函數(shù)"的計(jì)算機(jī)運(yùn)算,給出"終軋變形量";終軋變形量輸出口,將"計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序"得出的"終軋變形量",傳輸?shù)?終軋變形量預(yù)測值判定模塊4"。(E)終軋變形量預(yù)測值判定模塊4"終軋變形量預(yù)測值判定模塊4"有4個(gè)接口數(shù)據(jù)讀取口、終軋變形量預(yù)測模塊3連接口、數(shù)據(jù)反饋口、輸出口。數(shù)據(jù)讀取口,讀取"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l"內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù);終軋變形量預(yù)測模塊3連接口,接受"終軋變形量預(yù)測模塊3"傳來的終軋變形量預(yù)測值;數(shù)據(jù)反饋口,與"計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2"連接;"終軋變形量預(yù)測值判定模塊4",對(duì)"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫1內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù)"、"終軋變形量預(yù)測模塊3傳來的終軋變形量預(yù)測值"進(jìn)行比較,得出合適的終軋變形量;輸出口,傳出合適的終軋變形量;(F)"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型"的校驗(yàn)、確定10"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫1"、"計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2"、"終軋變形量預(yù)測模塊3"、"終軋變形量預(yù)測值判定模塊4"構(gòu)成1個(gè)內(nèi)循環(huán),用于"終軋變形量預(yù)測模塊3"的校驗(yàn)、確定。"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l"內(nèi)的冇效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),分別傳輸?shù)?計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2"、"終軋變形量預(yù)測值判定模塊4";"計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2"接受"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫1"內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),由計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理,建立"終軋變形量預(yù)測模塊3";"終軋變形量預(yù)測模塊3"內(nèi)的"計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序",對(duì)"計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2"傳來的"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫1"內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),進(jìn)行"多元函數(shù)"的運(yùn)算,得出終軋變形量建議值;"終軋變形量預(yù)測值判定模塊4",對(duì)"終軋變形量預(yù)測模塊3"傳來的終軋變形量建議值,和"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l"傳來的終軋變形量真實(shí)值進(jìn)行比較誤差值值較大,不符合要求的(如誤差值大于2%判為不符合要求),該組數(shù)據(jù)反饋到"計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2",由計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)修正處理,修TF."終軋變形量預(yù)測模塊3"內(nèi)的"計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序",修正后的"計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序"得出第2次終軋變形量建議值,"終軋變形量預(yù)測值判定模塊4"第2次進(jìn)行比較,……,最后,"終乳變形量預(yù)測模塊3"傳來的終軋變形量建議值,和"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l"傳來的終軋變形量真實(shí)值,誤差值符合要求。此時(shí),"終軋變形量預(yù)測模塊3"校驗(yàn)完畢,并基本確定;"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型"可用于生產(chǎn)實(shí)際。運(yùn)用計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)2,接受"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫1"內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),建立的"終軋變形量預(yù)測模塊3",能利用收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)該性能預(yù)測模塊進(jìn)行訓(xùn)練,對(duì)"終軋變形量預(yù)測模塊3"進(jìn)行修正,提高預(yù)測精度。網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練可采用下降法來實(shí)現(xiàn)或免疫算法梯度。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練說明設(shè)學(xué)習(xí)的樣本有P個(gè)(X*,"),k:l,2,…p,輸入節(jié)點(diǎn)為、(j=l,2,……,n),中間隱層節(jié)點(diǎn)為^(i-l,2,……,m),最后輸出祌經(jīng)元&;設(shè)輸入節(jié)點(diǎn)與中間隱節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)為w",閾值為《,隱節(jié)點(diǎn)與輸出節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)為^,閾值為《;當(dāng)輸出節(jié)點(diǎn)的期望輸出為,'時(shí),模型的計(jì)算公式和訓(xùn)練方法如下乂=/隱節(jié)點(diǎn)的輸出為-其中輸出節(jié)點(diǎn)的計(jì)算輸出為:傳遞函數(shù)的y(^的公式:輸出節(jié)點(diǎn)的誤差公式為z<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>輸出節(jié)點(diǎn)的權(quán)值修正《'("i)=《'W+at;=7;'("+械少'式中k為迭代次數(shù),A)/'("",),)=)(i-))=/化>(i-/fc))隱節(jié)點(diǎn)的權(quán)值修正W'#+l)=W+awy=%("+/化式中k為迭代次數(shù),',)=/("",)(1-,》〃,(1-少,)輸出節(jié)點(diǎn)的閾值修正《^+0=《("+7《式中k為迭代次數(shù)。隱節(jié)點(diǎn)的閾值修正《(^+l)=《("+W'《(12)式中k為迭代次數(shù)。根據(jù)上述計(jì)算公式,編制計(jì)算機(jī)程序,用于計(jì)算模型的訓(xùn)練和預(yù)測計(jì)算。也可采用現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件等來實(shí)現(xiàn)。上述所述的"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型",用于生產(chǎn)實(shí)踐后,新積累的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),輸入"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l",增加"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l"容量,同時(shí),進(jìn)行第一步中的(F)"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型"的校驗(yàn)、確定流程,進(jìn)一歩修正"終軋變形量預(yù)測模塊3"內(nèi)的"計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序",提高終軋變形量預(yù)測精度。應(yīng)用上述"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型",可以方便地進(jìn)行奧氏體不銹鋼精密鋼帶的精密冷軋工藝設(shè)計(jì),其特征在于首先應(yīng)用"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型",得出最合適的終軋變形量;然后根據(jù)終軋變形量,制定合適的成品坯精密冷軋工藝、和成品精密冷軋工藝,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的奧氏體不銹鋼精密鋼帶成品;(A)根據(jù)客戶提出對(duì)不銹鋼精密帶材的力學(xué)性能、鋼帶板型尺寸(厚度、寬度)要求,及不銹鋼精密鋼帶坯生產(chǎn)商、鋼帶坯厚度、化學(xué)成分,不銹鋼冷軋生產(chǎn)中的軋制道次、軋制速度等M二(N-1)個(gè)因素,編號(hào)分別為B-1、B-2、……、B-M,作為"終軋變形量預(yù)測模塊3"的輸入;影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有參數(shù)因素,有N4525個(gè),M個(gè)因素中不包含終軋變形量;(B)"終軋變形量預(yù)測模塊3"內(nèi)的"計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序",對(duì)"B-1、B-2、……、B-M"共M-(N-l)個(gè)因素自動(dòng)計(jì)算,得出終軋變形量建議值B,并傳輸?shù)?終軋變形量預(yù)測值判定模塊4";(C)"終軋變形量預(yù)測值判定模塊4",讀取"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l"內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),選擇合適的一組(或多組)數(shù)據(jù),與終軋變形量建議值B進(jìn)行比較,給出最合適的終軋變形量應(yīng)用值。(D)根據(jù)不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型給出的終軋變形量(最終軋制變形量),確定不銹鋼精密鋼帶成品坯厚度;(E)根據(jù)不銹鋼精密鋼帶坯、成品坯厚度,按照常規(guī)方式,制定成品坯的精密冷軋工藝;(F)根據(jù)不銹鋼精密鋼帶成品坯厚度、成品厚度,按照常規(guī)方式,制定成品的精密冷軋工藝。根據(jù)不銹鋼精密鋼成品坯、成品的精密冷軋工藝,軋機(jī)對(duì)不銹鋼精密鋼帶坯進(jìn)行冷軋變形,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的奧氏體不銹鋼精密鋼帶成品(力學(xué)性能誤差小于土8個(gè)單位的維氏硬度)。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明利用原有生產(chǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)建預(yù)測模型并與工藝優(yōu)化搜索方法相結(jié)合,在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬生產(chǎn),得出最佳生產(chǎn)工藝參數(shù),顯著提高了不銹鋼冷軋鋼帶的產(chǎn)品合格率;省去了原工藝中根據(jù)客戶對(duì)性能要求而進(jìn)行的試生產(chǎn)歩驟,大大簡化了不銹鋼冷軋工藝的制定,提高了生產(chǎn)效益。并且能排除原料的化學(xué)成分的影響,使冷軋帶鋼的力學(xué)性能保持穩(wěn)定。圖1是不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型的方框示意圖具體實(shí)施方案本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的終軋變形量預(yù)測模塊3經(jīng)過訓(xùn)練后,吸收了以前生產(chǎn)數(shù)據(jù)中所含的知識(shí),并存儲(chǔ)在"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫l"內(nèi)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型",實(shí)現(xiàn)了將各種軋制工藝參數(shù)和最終不銹鋼鋼帶的力學(xué)性能作為輸入,來確定終軋變形量的功能。在預(yù)測模型投入使用后,還可通過持續(xù)收集后續(xù)生產(chǎn)的工藝和性能記錄數(shù)據(jù),不斷對(duì)預(yù)測模型進(jìn)行新的訓(xùn)練,進(jìn)一歩提高預(yù)測模型的精度。應(yīng)用上述"一種奧氏體不銹鋼精密鋼帶的性能預(yù)測模型",實(shí)施奧氏體不銹鋼精密鋼帶的精密冷軋工藝設(shè)計(jì)方法,顯著提高了不銹鋼冷軋鋼帶的產(chǎn)品合格率;工藝流程如下首先在計(jì)算機(jī)內(nèi)建立一個(gè)"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型",該模型對(duì)以往成功的生產(chǎn)工藝進(jìn)行學(xué)習(xí),構(gòu)建起由終軋變形量、產(chǎn)品的力學(xué)性能、原料的化學(xué)成分、原料供應(yīng)商、軋制方式、產(chǎn)品厚度等多變量的"多元函數(shù)關(guān)系"計(jì)算方式,當(dāng)該模型的"終軋變形量預(yù)測模塊3"輸入待冷軋奧氏體不銹鋼精密鋼帶的力學(xué)性能要求、原料化學(xué)成分、供應(yīng)商和產(chǎn)品厚度等參數(shù)后一由計(jì)算機(jī)模擬各種不銹鋼冷軋生產(chǎn)工藝,并進(jìn)行工藝優(yōu)化一模型將輸出最終冷軋工藝參數(shù)(終軋變形量)一進(jìn)行軋制生產(chǎn)一獲得最終合格產(chǎn)品。運(yùn)用本發(fā)明方法,根據(jù)不銹鋼材料的化學(xué)成分、材料的初始條件以及客戶對(duì)不銹鋼鋼帶力學(xué)性能(如硬度,或者強(qiáng)度,或者韌性)、鋼帶厚度等要求,來制定生產(chǎn)工藝、優(yōu)化工藝參數(shù),以保證生產(chǎn)出的精密不銹鋼鋼帶力學(xué)性能要求能得到準(zhǔn)確控制,使得硬度值控制在±8HV單位內(nèi),其他力學(xué)性能如抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率的精度控制在8%以內(nèi)。具體實(shí)施例方式采用本發(fā)明所述的工藝制定方法,對(duì)牌號(hào)為301、304、430的奧氏體不銹鋼帶材進(jìn)行了軋制。首先根據(jù)對(duì)不銹鋼冷軋鋼帶的力學(xué)性能、厚度尺寸要求及原料的化學(xué)成分,利用本方法得出四種不銹鋼鋼帶的冷軋工藝參數(shù),實(shí)施軋制,軋制后對(duì)這四批不銹鋼鋼帶進(jìn)行硬度、抗拉強(qiáng)度、延伸率測量,并與設(shè)計(jì)時(shí)給出的力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比。本實(shí)施例的技術(shù)數(shù)據(jù)及測試數(shù)據(jù)如表1,2,3所示。表l、實(shí)施例不銹鋼材料合金元素含量不銹鋼合金元素含量(wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實(shí)施本發(fā)明,用于"不完整型不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程"制造不銹鋼精密鋼帶,生產(chǎn)的300系列、400系列不銹鋼精密鋼帶成品,質(zhì)量優(yōu),力學(xué)性能誤差小于土8個(gè)單位的維氏硬度,合格率95%以上,達(dá)到"完整型不銹鋼精密鋼帶的生產(chǎn)流程"制造的不銹鋼精密鋼帶水平。權(quán)利要求1、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種奧氏體不銹鋼精密鋼帶的性能預(yù)測模型,其特征在于運(yùn)用計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型,主要由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)、計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)、終軋變形量預(yù)測模塊(3)、終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)組成;該預(yù)測模型可以根據(jù)影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有因素,進(jìn)行“多元函數(shù)”的運(yùn)算,給出最合適的終軋變形量;不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型的建立過程A、數(shù)據(jù)收集、整理、輸入首先對(duì)企業(yè)生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,收集不少于800組相關(guān)的生產(chǎn)工藝參數(shù)和最終測試的力學(xué)性能數(shù)據(jù);每組數(shù)據(jù)包含影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有參數(shù)因素,這些參數(shù)因素有N=15~25個(gè),它們是原料的化學(xué)成分碳0.01~0.30%,硅0~2.0%,錳0~2%,磷≤0.045%,硫≤0.030%,鎳0~42.0%,鉻10.0~26.0%,鉬0~4.0%,氮0~0.3%,鈦0~0.5%,鈮0~0.5%;軋制方式軋制道次1~10次,軋制速度30~360米/分,終軋變形量5~80%;產(chǎn)品性能抗拉強(qiáng)度350~2100MPa,屈服強(qiáng)度250~1900MPa,延伸率0~70%,維氏硬度135~600單位;產(chǎn)品厚度0.03~1.1mm;原料供應(yīng)商;然后對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、整理,通過“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”的輸入口,將有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),有規(guī)則的人工輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1),如第一組數(shù)據(jù)中的終軋變形量為A1,其余影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有因素(M=N-1個(gè)因素)為A(1-1)、A(1-2)、…、A(1-M),碳因素為A(1-1),硅為A(1-2)…;……;第X組數(shù)據(jù)中的終軋變形量為AX,其余影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有因素(M=N-1個(gè)因素)為A(X-1)、A(X-2)、…、A(X-M),碳因素為A(X-1),硅為A(X-2)…;每組數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng);B、建立“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”是1個(gè)記憶卡和3個(gè)接口輸入口、輸出口、數(shù)據(jù)讀取口;輸入口,接受有效的生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),并永久保存在記憶卡內(nèi);輸出口,將記憶卡內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),輸出到“計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)”;數(shù)據(jù)讀取口,便于“終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)”讀取“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”保存的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù);C、運(yùn)用“計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)”,創(chuàng)建“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”;計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2),是一個(gè)計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng),其功能是接受“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),由計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理,建立“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”;并利用收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)該性能預(yù)測模塊進(jìn)行訓(xùn)練,對(duì)“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”進(jìn)行修正,提高預(yù)測精度;D、終軋變形量預(yù)測模塊(3)運(yùn)用計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)構(gòu)建的“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”,有1個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序,和3個(gè)接口“工藝記錄數(shù)據(jù)”連接口、終軋變形量輸出口、應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入口;“工藝記錄數(shù)據(jù)”連接口,接受“計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)”傳來的“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù);應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入口,接受“實(shí)際生產(chǎn)中等待精密冷軋產(chǎn)品”的參數(shù)因素,這些參數(shù)因素有M=N-1個(gè)因素,是除終軋變形量以外的所有影響產(chǎn)品力學(xué)性能的因素;計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序,對(duì)“終軋變形量以外的、影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有因素”,進(jìn)行“多元函數(shù)”的計(jì)算機(jī)運(yùn)算,給出“終軋變形量”;終軋變形量輸出口,將“計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序”得出的“終軋變形量”,傳輸?shù)健敖K軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)”;E、終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)“終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)”有4個(gè)接口數(shù)據(jù)讀取口、終軋變形量預(yù)測模塊(3)連接口、數(shù)據(jù)反饋口、輸出口;數(shù)據(jù)讀取口,讀取“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù);終軋變形量預(yù)測模塊(3)連接口,接受“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”傳來的終軋變形量預(yù)測值;數(shù)據(jù)反饋口,與“計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)”連接;“終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)”,對(duì)“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù)”、“終軋變形量預(yù)測模塊(3)傳來的終軋變形量預(yù)測值”進(jìn)行比較,得出合適的終軋變形量;輸出口,傳出合適的終軋變形量;F、“不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型”的校驗(yàn)、確定“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”、“計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)”、“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”、“終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)”構(gòu)成1個(gè)內(nèi)循環(huán),用于“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”的校驗(yàn)、確定;“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),分別傳輸?shù)健坝?jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)”、“終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)”;“計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)”接受“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),由計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理,建立“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”;“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”內(nèi)的“計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序”,對(duì)“計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)”傳來的“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),進(jìn)行“多元函數(shù)”的運(yùn)算,得出終軋變形量建議值;“終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)”,對(duì)“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”傳來的終軋變形量建議值,和“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”傳來的終軋變形量真實(shí)值進(jìn)行比較誤差值較大,不符合要求的,該組數(shù)據(jù)反饋到“計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)(2)”,由計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)修正處理,修正“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”內(nèi)的“計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序”,修正后的“計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序”得出第2次終軋變形量建議值,“終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)”第2次進(jìn)行比較,……,最后,“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”傳來的終軋變形量建議值,和“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(1)”傳來的終軋變形量真實(shí)值,誤差值符合要求;此時(shí),“終軋變形量預(yù)測模塊(3)”校驗(yàn)完畢,并基本確定;“不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型”可用于生產(chǎn)實(shí)際。2、據(jù)權(quán)利要求1所述的一種奧氏體不銹鋼精密鋼帶的性能預(yù)測模型,其特征在于上述所述的"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型",用于生產(chǎn)實(shí)踐后,新積累的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),輸入"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(l)",增加"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(l)"容量,同時(shí),進(jìn)行第一步中的(F)"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型"的校驗(yàn)、確定流程,進(jìn)一步修正"終軋變形量預(yù)測模塊(3)"內(nèi)的"計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序",提高終軋變形量預(yù)測精度。3、應(yīng)用上述"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型",可以方便地進(jìn)行奧氏體不銹鋼精密鋼帶的精密冷軋工藝設(shè)計(jì),其特征在于首先應(yīng)用"不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型",得出最合適的終軋變形量;然后根據(jù)終軋變形量,制定合適的成品坯精密冷軋工藝、和成品精密冷軋工藝,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的奧氏體不銹鋼精密鋼帶成品;A、根據(jù)客戶提出對(duì)不銹鋼精密帶材的力學(xué)性能、鋼帶板型厚度、寬度尺寸要求,及不銹鋼精密鋼帶坯生產(chǎn)商、鋼帶坯厚度、化學(xué)成分,不銹鋼冷軋生產(chǎn)中的軋制道次、軋制速度等M4N-l)個(gè)因素,編號(hào)分別為B-l、B-2、……、B-M,作為"終軋變形量預(yù)測模塊(3)"的輸入;影響產(chǎn)品力學(xué)性能的所有參數(shù)因素,有N4525個(gè),M個(gè)因素中不包含終軋變形量;B、"終軋變形量預(yù)測模塊(3)"內(nèi)的"計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序",對(duì)"B-l、B-2、……、B-M"共^(N_n個(gè)因素自動(dòng)計(jì)算,得出終軋變形量建議值B,并傳輸?shù)?終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)";C、"終軋變形量預(yù)測值判定模塊(4)",讀取"數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫(l)"內(nèi)的有效生產(chǎn)工藝記錄數(shù)據(jù),選擇合適的一組(或多組)數(shù)據(jù),與終軋變形量建議值B進(jìn)行比較,給出最合適的終軋變形量應(yīng)用值》D、根據(jù)不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型給出的終軋變形量,確定不銹鋼精密鋼帶成品坯厚度;E、根據(jù)不銹鋼精密鋼帶坯、成品坯厚度,按照常規(guī)方式,制定成品坯的精密冷軋工藝;F、根據(jù)不銹鋼精密鋼帶成品坯厚度、成品厚度,按照常規(guī)方式,制定成品的精密冷軋工藝;根據(jù)不銹鋼精密鋼成品坯、成品的精密冷軋工藝,軋機(jī)對(duì)不銹鋼精密鋼帶坯進(jìn)行冷軋變形,生產(chǎn)出"力學(xué)性能誤差小于土8個(gè)單位的維氏硬度"的優(yōu)質(zhì)奧氏體不銹鋼精密鋼帶成品。全文摘要一種奧氏體不銹鋼精密鋼帶的性能預(yù)測模型及其精密冷軋工藝設(shè)計(jì),其特征在于運(yùn)用計(jì)算機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(如Plexi神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境軟件)構(gòu)建的不銹鋼冷軋鋼板性能預(yù)測模型,主要由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記憶庫、計(jì)算機(jī)人工智能網(wǎng)絡(luò)、終軋變形量預(yù)測模塊、終軋變形量預(yù)測值判定模塊組成;該模型可以根據(jù)影響產(chǎn)品力學(xué)性能的化學(xué)成分等所有因素,進(jìn)行“多元函數(shù)”的運(yùn)算,并利用收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)該性能預(yù)測模塊進(jìn)行修正訓(xùn)練,給出最合適的終軋變形量。應(yīng)用該預(yù)測模型給出的終軋變形量預(yù)測值,可以方便地進(jìn)行奧氏體不銹鋼精密鋼帶的精密冷軋工藝設(shè)計(jì),效率高、效果好,能生產(chǎn)出“力學(xué)性能誤差小于±8個(gè)單位的維氏硬度”的優(yōu)質(zhì)奧氏體不銹鋼精密鋼帶成品。文檔編號(hào)G06F19/00GK101320031SQ20081003810公開日2008年12月10日申請(qǐng)日期2008年5月27日優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日發(fā)明者徐羕兒,陳守超申請(qǐng)人:上海實(shí)達(dá)精密不銹鋼有限公司