宽厚板的生产控制方法技术

本发明专利技术揭示了一种宽厚板的生产控制方法，包括：构建宽厚板样本集；根据宽厚板样本集，构建并训练神经网络模型，所述神经网络模型包括输入层和输出层，所述输入层以宽厚板的化学成分、规格、生产工艺参数作为神经网络训练学习样本的输入项；所述输出层以宽厚板的力学性能作为神经网络训练的期望输出项；利用所述神经网络模型预测试制的宽厚板的力学性能数据；将预测的完成轧后冷却过程的宽厚板的力学性能数据与目标力学性能数据进行比较，并根据比较结果调整待轧制的宽厚板的生产工艺参数。与现有技术相比，本发明专利技术的宽厚板的生产控制方法可以解决宽厚板的力学性能不可控、同板力学性能和异板力学性能波动大的问题。和异板力学性能波动大的问题。

【技术实现步骤摘要】
宽厚板的生产控制方法


[0001]本专利技术涉及冶金生产
，尤其涉及一种宽厚板的生产控制方法。

技术介绍

[0002]宽厚板作为建筑、船舶、工程机械、桥梁、容器、焊管等领域的重要材料，由于用途广泛得到了大量应用。随着经济的发展和科技的进步，实际应用中对宽厚板的性能要求也越来越严格。目前宽厚板的制备通常是根据客户需求的力学性能进行定制化生产。
[0003]然而现有的宽厚板生产通常是针对客户需求的力学性能，根据经验设计生产工艺及参数，通过实验室试验和工业试制，得到试制钢板，之后对试制钢板进行性能测试，并根据性能测试结果与目标性能的比较结果，优化生产工艺及参数，再进行批量生产，不仅存在滞后性，而且在工业生产过程中，按照优化后的生产工艺及参数生产的产品的力学性能仍然存在波动的情况，容易与目标性能产生偏差，导致产品合格率低，不及时调整容易造成产品批量质量问题，不仅无法满足客户需求，而且容易造成浪费，给生产厂家和客户均造成损失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种宽厚板的生产控制方法，以根据客户需求的宽厚板的力学性能进行定制化生产，并提高产品合格率。
[0005]为实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供一种宽厚板的生产控制方法，所述方法包括，构建宽厚板样本集，所述样本集包括宽厚板的化学成分、规格、生产工艺参数、以及力学性能数据；根据宽厚板样本集，构建并训练神经网络模型，所述神经网络模型包括输入层和输出层，所述输入层以宽厚板的化学成分、规格、生产工艺参数作为神经网络训练学习样本的输入项；所述输出层以宽厚板的力学性能作为神经网络训练的期望输出项；根据完成轧后冷却过程的宽厚板的化学成分、规格、生产工艺参数，利用所述神经网络模型实时预测所述完成轧后冷却过程的宽厚板的力学性能数据；将预测的所述完成轧后冷却过程的宽厚板的力学性能数据与目标力学性能数据进行比较，并根据比较结果调整待轧制的宽厚板的生产工艺参数。
[0006]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述宽厚板的生产工艺参数包括轧后冷却过程中所述宽厚板的温度，所述宽厚板的温度基于温度场模型进行计算。
[0007]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述温度场模型按照如下步骤构建：以所述宽厚板自头部向尾部的长度方向作为X轴，以所述宽厚板自一侧表面向厚度中心的厚度方向作为Y轴，以所述宽厚板表面上头端沿宽度方向的中点作为原点，建立二维笛卡尔坐标系；假设所述宽厚板的温度传导只与厚度有关，忽略所述宽厚板沿长度方向和宽度方
向的温度传导；将所述宽厚板按照长为
△
x，厚为
△
y，宽为所述宽厚板宽度的单元进行离散；以坐标为(x，1)单元到达预设位置处的时刻记为t=1时刻，采集t=1时刻坐标为(x，1)单元的温度并记为，x=1,...,m，且m取整数，L为所述宽厚板的长度，L与
△
x的单位均为mm；则所述宽厚板表面各单元温度的运算公式为：，(1)其中，、分别为t时刻、t+1时刻坐标为(x，1)单元的温度，为t时刻坐标为(x，2)单元的温度；F为中间变量；λ为所述宽厚板的导热系数，单位为w/(m
·
℃)；h为所述宽厚板的表面与冷却介质的换热系数；T
w
为冷却介质的温度，单位为℃；所述宽厚板中沿Y轴方向任一离散单元与其周围单元的有限差分换热公式为：，(2)其中，为t时刻坐标为(x，y)单元的温度，、分别为t时刻、t+1时刻坐标为(x，y+1)单元的温度，为t时刻坐标为(x，y+2)单元的温度；所述宽厚板1/2厚度处各单元温度的运算公式为：，(3)其中，、分别为t时刻、t+1时刻坐标为(x，d/2)单元的温度，为t时刻坐标为(x，d/2
‑
1)单元的温度；d为所述宽厚板的总厚度，单位为mm。
[0008]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述轧后冷却过程采用冷却装置进行，所述冷却介质为冷却水，所述宽厚板的温度包括入水温度，所述入水温度包括所述宽厚板全部进入冷却装置时所述宽厚板分别于表面、1/4厚度处和1/2厚度处的温度，所述入水温度以所述宽厚板的坐标为(m，1)的单元到达第一预设位置处的时刻根据所述温度场模型进行计算，所述第一预设位置为冷却装置的入水口；所述宽厚板于表面的入水温度为纵坐标y=1时的温度，所述宽厚板于1/4厚度处的入水温度为纵坐标y=d/4时的温度，所述宽厚板于1/2厚度处的入水温度为纵坐标y=d/2时的温度。
[0009]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述宽厚板的温度包括出水温度，所述出水温度包括所述宽厚板全部离开冷却装置时所述宽厚板分别于表面、1/4厚度处和1/2厚度处的温度，所述出水温度以所述宽厚板的坐标为(m，1)的单元到达第二预设位置处的时刻根据所述温度场模型进行计算，所述第二预设位置为冷却装置的出水口；所述宽厚板于表面的出水温度为纵坐标y=1时的温度，所述宽厚板于1/4厚度处的出水温度为纵坐标y=d/4时的温度，所述宽厚板于1/2厚度处的出水温度为纵坐标y=d/2时的温度。
[0010]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，，(4)ρ为所述宽厚板的密度，单位为Kg/m3；c为所述宽厚板的比热容，单位为J/(kg
·
℃)；
△
t为时间t的步长，单位为s。
[0011]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述宽厚板非遮蔽区域的表面与冷却介质的换热系数h通过如下公式回归得到：，(5)其中，k1、k2、a为系数，可以通过实验数据回归获得；Q为冷却介质的流密度，单位为L/(m2·
s)；T为所述宽厚板的表面温度，单位为℃。
[0012]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述宽厚板遮蔽区域的表面与冷却介质的换热系数h通过如下公式回归得到：，(6)其中，k3、k4、k5、k6、b为系数，可以通过实验数据回归获得；L
z
为遮蔽长度，单位为m；Q为冷却介质的流密度，单位为L/(m2·
s)；T为所述宽厚板的表面温度，单位为℃。
[0013]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述生产工艺参数包括轧后冷却过程中的预设开冷温度和预设终冷温度，所述力学性能数据包括1/4厚度处的平均屈服强度和平均抗拉强度；所述将预测的所述完成轧后冷却过程的宽厚板的力学性能数据与目标力学性能数据进行比较，并根据比较结果调整待轧制的宽厚板的生产工艺参数具体包括：将预测的所述完成轧后冷却过程的宽厚板于1/4厚度处的平均屈服强度和平均抗拉强度分别与各自对应的目标值进行比较，并根据比较结果调整待轧制的宽厚板在轧后冷却过程中的预设开冷温度和预设终冷温度。
[0014]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，调整待轧制的宽厚板在轧后冷却过程中的预设开冷温度具体包括：调整终轧温度和轧机至冷却装置的运输速度；调整待轧制的宽厚板在轧后冷却过程中的预设终冷温度具体包括：调整轧后冷却过程中的冷却水量、辊道速度和上下水比。
[0015]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述生产工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽厚板的生产控制方法，其特征在于，所述方法包括，构建宽厚板样本集，所述样本集包括宽厚板的化学成分、规格、生产工艺参数、以及力学性能数据；根据宽厚板样本集，构建并训练神经网络模型，所述神经网络模型包括输入层和输出层，所述输入层以宽厚板的化学成分、规格、生产工艺参数作为神经网络训练学习样本的输入项；所述输出层以宽厚板的力学性能作为神经网络训练的期望输出项；根据完成轧后冷却过程的宽厚板的化学成分、规格、生产工艺参数，利用所述神经网络模型实时预测所述完成轧后冷却过程的宽厚板的力学性能数据；将预测的所述完成轧后冷却过程的宽厚板的力学性能数据与目标力学性能数据进行比较，并根据比较结果调整待轧制的宽厚板的生产工艺参数。2.根据权利要求1所述的宽厚板的生产控制方法，其特征在于，所述宽厚板的生产工艺参数包括轧后冷却过程中所述宽厚板的温度，所述宽厚板的温度基于温度场模型进行计算。3.根据权利要求2所述的宽厚板的生产控制方法，其特征在于，所述温度场模型按照如下步骤构建：以所述宽厚板自头部向尾部的长度方向作为X轴，以所述宽厚板自一侧表面向厚度中心的厚度方向作为Y轴，以所述宽厚板表面上头端沿宽度方向的中点作为原点，建立二维笛卡尔坐标系；假设所述宽厚板的温度传导只与厚度有关，忽略所述宽厚板沿长度方向和宽度方向的温度传导；将所述宽厚板按照长为
△
x，厚为
△
y，宽为所述宽厚板宽度的单元进行离散；以坐标为(x，1)单元到达预设位置处的时刻记为t=1时刻，采集t=1时刻坐标为(x，1)单元的温度并记为，x=1,...,m，且m取整数，L为所述宽厚板的长度，L与
△
x的单位均为mm；则所述宽厚板表面各单元温度的运算公式为：，(1)其中，、分别为t时刻、t+1时刻坐标为(x，1)单元的温度，为t时刻坐标为(x，2)单元的温度；F为中间变量；λ为所述宽厚板的导热系数，单位为w/(m
·
℃)；h为所述宽厚板的表面与冷却介质的换热系数；T
w
为冷却介质的温度，单位为℃；所述宽厚板中沿Y轴方向任一离散单元与其周围单元的有限差分换热公式为：，(2)其中，为t时刻坐标为(x，y)单元的温度，、分别为t时刻、t+1时刻坐标为(x，y+1)单元的温度，为t时刻坐标为(x，y+2)单元的温度；
所述宽厚板1/2厚度处各单元温度的运算公式为：，(3)其中，、分别为t时刻、t+1时刻坐标为(x，d/2)单元的温度，为t时刻坐标为(x，d/2
‑
1)单元的温度；d为所述宽厚板的总厚度，单位为mm。4.根据权利要求3所述的宽厚板的生产控制方法，其特征在于，所述轧后冷却过程采用冷却装置进行，所述冷却介质为冷却水，所述宽厚板的温度包括入水温度，所述入水温度包括所述宽厚板全部进入冷却装置时所述宽厚板分别于表面、1/4厚度处和1/2厚度处的温度，所述入水温度以所述宽厚板的坐标为(m，1)的单元到达第一预设位置处的时刻根据所述温度场模型进行计算，所述第一预设位置为冷却装置的入水口；所述宽厚板于表面的入水温度为纵坐标y=1时的温度，所述宽厚板于1/4厚度处的入水温度为纵坐标y=d/4时的温度，所述宽厚板于1/2厚度处的入水温度为纵坐标y=d/2时的温度。5.根据权利要求3所述的宽厚板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻晗，杜平，
申请(专利权)人：江苏沙钢集团有限公司张家港宏昌钢板有限公司，
类型：发明
国别省市：