[發(fā)明專(zhuān)利]一種鑄坯質(zhì)量預(yù)報(bào)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010149259.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111476348A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常運(yùn)合
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06N3/04
• 分類(lèi)號(hào): G06N3/04;G06N3/08;B22D11/16
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 談倩;任立

1.一種鑄坯質(zhì)量預(yù)報(bào)方法，其特征在于：針對(duì)特殊鋼大方坯連鑄生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的中心裂紋、中間裂紋和中心偏析三種內(nèi)部缺陷來(lái)建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鑄坯質(zhì)量預(yù)報(bào)模型，該模型包括輸入層、隱含層和輸出層，具體：

①輸入層和輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)的確定

輸入層的節(jié)點(diǎn)包括出結(jié)晶器坯殼厚度X₁、出結(jié)晶器表面溫度X₂、第一個(gè)矯直點(diǎn)坯殼厚度X₃、第一個(gè)矯直點(diǎn)表面溫度X₄、出結(jié)晶器回溫速率X₅、出足輥段回溫速率X₆、出一冷段回溫速率X₇、出二冷段回溫速率X₈、出三冷段回溫速率X₉、出四冷段回溫速率X₁₀、電磁攪拌處坯殼厚度X₁₁、過(guò)冶金長(zhǎng)度中心降溫速率X₁₂、過(guò)冶金長(zhǎng)度中心周?chē)禍厮俾蔢₁₃、過(guò)熱度X₁₄、平均拉速X₁₅、比水量X₁₆、拉速波動(dòng)量X₁₇、壓下量X₁₈、液芯長(zhǎng)度X₁₉、C含量X₂₀、P含量X₂₁、S含量X₂₂；

輸出層的節(jié)點(diǎn)包括中心裂紋等級(jí)Y₁、中間裂紋等級(jí)Y₂、中心偏析等級(jí)Y₃；

②隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)的確定

采用試湊法，計(jì)算公式如下：其中n為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)，m為輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)，a為1-10之間的常數(shù)，在該范圍內(nèi)選取不同的數(shù)值進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練學(xué)習(xí)，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過(guò)程中觀(guān)察權(quán)值、誤差下降情況，直至確定出最佳的隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)；

③鑄坯質(zhì)量預(yù)報(bào)模型建立

模型將鑄坯從結(jié)晶器彎月面到控制區(qū)末端劃分為若干個(gè)切片，切片厚度為100mm，每個(gè)切片都是獨(dú)立的信息單元，這些信息包括切片的壽命、中心溫度、表面溫度、位置以及步驟①中鑄坯質(zhì)量預(yù)報(bào)模型所需要的22個(gè)輸入變量和3個(gè)輸出變量，通過(guò)動(dòng)態(tài)跟蹤每個(gè)切片在不同時(shí)刻的信息，確定每個(gè)切片在不同時(shí)刻下的凝固傳熱微分方程邊界條件，對(duì)每個(gè)切片的凝固傳熱微分方程進(jìn)行周期性求解，動(dòng)態(tài)描述出每個(gè)切片在不同時(shí)刻、不同位置下的溫度場(chǎng)，由于每個(gè)切片溫度場(chǎng)的變化都代表該切片所處位置上鑄坯溫度場(chǎng)的變化，因而將所有切片串起來(lái)，動(dòng)態(tài)描述出整個(gè)鑄坯的溫度場(chǎng)分布，為鑄坯質(zhì)量預(yù)報(bào)提供溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)，最終得到中心裂紋曲線(xiàn)、中間裂紋曲線(xiàn)、中心偏析曲線(xiàn)的預(yù)報(bào)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鑄坯質(zhì)量預(yù)報(bào)方法，其特征在于：步驟③獲得的原始數(shù)據(jù)在傳入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前進(jìn)行預(yù)處理，包括空值處理、噪聲值處理和歸一化處理，

空值處理：空值即缺失值，采用平均值替換缺失值；

噪聲值處理：對(duì)采集的工藝參數(shù)設(shè)置有效值范圍，當(dāng)傳感器采集的數(shù)據(jù)超出該有效值范圍時(shí)，視為噪聲信號(hào)，直接將其刪除，不予采用；

歸一化處理：訓(xùn)練前對(duì)樣本集中的數(shù)據(jù)采用最大最小值標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行歸一化處理。