基于ga-bp神经网络模式识别的连铸机漏钢预报模型研究

《基于ga-bp神经网络模式识别的连铸机漏钢预报模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据大连理工大学专业学位硕士学位论文1绪论1．1课题背景随着国家“一带一路”战略构想的提出，基础设施的建设必将迎来新一轮的热潮，钢铁行业可能在五年低迷期后，再次迎来新的发展机遇。同时也由于国家倡导的绿色产业和蓝天工程，原有的落后产能面临着淘汰和升级改造，钢铁行业可以说是首当其冲。连铸是炼钢企业生产过程中重要环节，是铸造钢坯的基本方式。它具有简化生产工序、钢坯质量优良、改善劳动条件、能耗较低、生产过程机械化和自动化程度高等优点【¨。连铸技术的应用对铸造车间的生产工艺流程而言是一种彻底地改变，人员减少了和物资控制方便了，更多的自动化和信息化技术得到了广泛的应用，连铸还

2、大幅改善了环境，提高铸坯产品质量。如图1．1所示，连续铸造技术是一种将液态钢水连续形成固态钢坯的过程，钢水经过中间包，水冷结晶器，二冷区后持续拉出冷却校直，全部凝固后切成坯料的一种连续铸造工艺I2

3、。铟水V、一矫直辊图1．1连续铸造示意图Fig．1．1Schematiccontinuouscasting在连铸生产加工过程中，结晶器中会形成的钢坯固化坯壳，当钢坯壳发生破裂，就可万方数据基于GA—BP神经网络模式识别的连铸机漏钢预报模型研究能发生破裂、弥合和再破裂、再弥合的反复过程，当该段铸坯被拉出结晶器之前未能完全固化弥合，就会发生结晶器及铸坯中尚未凝固的钢水突然泄漏的

4、事故，这种事故称为漏钢(breakout)【3】。漏钢不仅会影响连铸生产的持续性，造成停机事故，降低作业率，破坏生产组织的均衡，同时也会增加维修量和维修成本，造成人、财、物的浪费，甚至红热的钢水会焊住生产线的一部分设备，造成十分巨大的经济财产损失。有关资料显示，一次典型的漏钢事故所造成的损失可以高达数十万美元14J。许多原因都有可能导致连铸作业中漏钢事故的发生，比如结晶器热导能力下降、操作工艺流程不当、保护渣润滑状况不佳等因素都可能导致漏钢事故的发生。漏钢的表现形式有许多，大致可以分为以下几种：开浇漏钢、裂纹漏钢、悬挂漏钢、切断漏钢、夹渣漏钢以及粘结性漏钢等。据不完全

5、统计，各种形式漏钢的比例可参照图1．2，从图中可以看出粘结漏钢是漏钢的主要形式15J。图1．2漏钢的比例图Fig．1．2BreakoutpercentageFigure表1．12010年漏钢统计Tab．1．12010Breakoutstatistics万方数据大连理工大学专业学位硕士学位论文以邯郸钢铁集团公司西区炼钢厂2010年漏钢的统计与分析为例，漏钢率总体偏高，平均漏钢率为0．58‰，从上表1．1数据来看，漏钢形势主要集中在粘结漏钢占56％16]。漏钢大幅降低了连铸机的工作效率，显然已成为连续高效生产的最大障碍。实践表明，建立可靠地漏钢预报控制系统可以有效地提高连

6、铸生产的自动化程度，可以防止漏钢事故的发生，也可以降低设备的损坏和减少人员的意外伤害，同时也能实现节约能源、降低能耗。同时漏钢预报控制系统对于保证生产组织稳定，提高生产效率，减员增效方面也意义重大。目前，漏钢预报系统作为高效连铸技术的重要组成部分，发挥着重要的作用，研究漏钢预报系统的意义十分重大。1．2国内外相关研究概况及发展趋势漏钢预报系统的研究开始于20世纪60年代，不同时期基于各种理论研发了不同的漏钢预报系统。就目前而言，漏钢预报方式主要有五种。1．2．1基于热电偶测温的预报方法这种方法是在结晶器铜板上(图1．3)按一定规律安装热电偶(图1．4)，依据热电偶的温

7、度变化，对是否发生漏钢做出判断识别。这种方法可行性高，而且成本低，国内外钢铁企业普遍采用这种预报方法。此种漏钢预报方法分成以下两大类：(1)逻辑漏钢预报方法上世纪60年代，日本君津制铁研发了一套逻辑漏钢预报系统，有效地降低了漏钢情况的发生，但是也经常发生一些误报，由于连铸过程中总是降速停机，大大影响了钢坯的质量，使生产效率和金属的利用率大幅降低17J。上世纪八十年代末，上海宝钢从日本引进了漏钢逻辑预报系统，随着连铸工况条件的不断变化，连铸钢种的逐渐增多，该系统的错误报警越来越多，并偶尔会有漏报发生，已经不能适应宝钢的生产需要【引。逻辑漏钢预报判断模型，就是与连铸工艺设

8、备的实际情况相结合，间隔固定时间采集每一组热电偶温度数据并处理，将各种温度变化、温度变化率及相邻热电偶的比较温差等数据与已经预设的标准温度参数进行比对。进而解析出单个热电偶在时间序列上的温度变化规律和组合热电偶空间序列上的温度变化的关联规律，再结合相应的生产工艺方法、钢种、机器设备、工作环境、经验值等因素，来判断是否漏钢。逻辑漏钢预报方法显然缺乏鲁棒性，经常有错误的报警发生，而调低误报率的副作用就是漏报次数显著增加。我国的大多数钢厂如鞍钢、首钢、武钢、攀钢等均采用的是逻辑漏钢预报系统【91，由于逻辑漏钢预报系统的实现可以预设标准温度参数，不以设备本身