一种融合机理与模型迁移的加热炉钢坯温度预测方法技术

本发明专利技术公开了一种融合机理与模型迁移的加热炉钢坯温度预测方法，包括以下步骤：建立钢坯温度预测机理模型；获取正在加热的钢坯外形尺寸数据及化学成分参数，确定各控制参量的额定值和稳定运行区间；对获取的数据进行清理、规范化以及更新，得到历史运行数据集和实时运行数据集；确定钢坯温度预测机理模型的参数；基于建立的钢坯温度机理预测模型，利用采集的实时运行数据集，通过联合适配正则化模型迁移技术快速建立加热炉的迁移预测模型；利用实时运行数据验证所建立的加热炉的迁移预测模型的预测效果；利用获得的迁移预测模型，对加热炉钢坯温度进行预测。加热炉钢坯温度进行预测。加热炉钢坯温度进行预测。

【技术实现步骤摘要】
一种融合机理与模型迁移的加热炉钢坯温度预测方法


[0001]本专利技术涉及一种加热炉钢坯温度模型的构建方法，具体是一种基于加热炉热传质机理建模与联合适配正则化模型迁移技术的加热炉钢坯温度快速预测建模方法，属于热轧钢坯加热过程温度预测建模


技术介绍

[0002]加热炉是钢铁生产过程中的热工设备，能耗占轧制工序的50％左右，占整个钢铁生产能耗的20％左右，是钢铁生产的耗能大户；同时加热炉对钢材加热质量的好坏直接影响钢材质量，合理控制钢坯出炉温度与分布，是保证钢坯轧制质量的关键。受测量技术的限制，目前轧钢加热炉生产过程中无法精确获得钢坯在炉内的温度分布的在线测量数据，只能依赖于炉内钢坯温度分布的数学模型实现对各炉区温度的控制。但在实际过程中，模型与实际生产存在较大偏差，导致钢坯加热效果常常不能达到预期效果；此外，入炉钢坯温度波动幅度大有时甚至冷坯热坯混装，出钢节奏波动大、混合煤气热值波动剧烈等多种因素，都会引起钢坯加热进程无序变化，从而导致建立的钢温模型与实际生产过程失配，钢坯温度控制效果无法满足轧制要求。
专利
技术实现思路

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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合机理与模型迁移的加热炉钢坯温度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1建立钢坯温度预测机理模型；步骤2获取正在加热的钢坯外形尺寸数据及化学成分参数，确定加热炉控制参量额定值和稳定运行区间；对获取的数据进行数据清理、数据规范化以及数据更新，得到模型测试样本数据；步骤3确定钢坯温度预测机理模型的参数；步骤4利用步骤1、步骤3建立的机理模型，结合步骤2中所采集的加热炉实际运行数据通过联合适配正则化模型迁移技术快速建立加热炉的迁移预测模型；步骤5利用步骤2中得到的模型测试样本数据验证所建立的加热炉的迁移预测模型的预测效果，若建立的迁移预测模型的预测误差小于设定值，则模型迁移训练结束，获得新模型；否则就返回步骤2中增加实验数据，采集更多的实验数据样本进行模型迁移训练，直至迁移预测模型的预测误差小于设定值；步骤6利用步骤5中获得的新模型，对加热炉钢坯温度进行预测。2.如权利要求1所述的融合机理与模型迁移的加热炉钢坯温度预测方法，其特征在于，所述的钢坯温度预测机理模型，包括钢坯内部传热模型、钢坯上、下表面传热模型三部分。3.如权利要求2所述的融合机理与模型迁移的加热炉钢坯温度预测方法，其特征在于，步骤1中的钢坯温度预测机理模型的建立方法如下：1
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1建立钢坯内部非稳态导热差分方程；1
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2建立钢坯上表面非稳态传热差分方程；1
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3建立钢坯下表面非稳态传热差分方程；1
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4建立钢坯上下表面的热流密度机理公式；1
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5综合步骤1
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1至步骤1
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4，得到基于总括吸收率的加热炉内钢坯温度预测模型。4.如权利要求1所述的融合机理与模型迁移的加热炉钢坯温度预测方法，其特征在于，所述的步骤2通过现场管理系统获取正在加热的钢坯外形尺寸数据及化学成分参数，利用加热炉的先决经验知识和钢坯种类确定各参量的额定值和稳定运行区间。5.如权利要求4所述的融合机理与模型迁移的加热炉钢坯温度预测方法，其特征在于，步骤2中，所述的数据清理过程如下：采集加热炉以往运行数据，建立历史数据集，并利用K均值聚类方法检测离群点，剔除历史数据集异常点；根据唯一性、连续性、空值规则校对检测数据；进行偏差检测，对错误数据进行数据变换，得到清理后的数据。6.如权利要求5所述的融合机理与模型迁移的加热炉钢坯温度预测方法，其特征在于，步骤2中，步骤2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜丽，荆刚，李清强，颜世博，陈乐泰，曹阳，
申请(专利权)人：济南汉升节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：