[發明專利]一種鋼包吸熱能力的判斷方法

在審

• 申請號: 202310366738.9
• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116629092A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 熊瑋;姚輝;周進東;畢學工;魏耀武;朱斌;遲鵬
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F17/18;G06F17/15;G06F119/08
• 代理公司: 武漢同譽知識產權代理有限公司 42320
• 代理人: 于福

1.一種鋼包吸熱能力的判斷方法，其特征在于，鋼包吸熱能力的判斷方法包括：定義特征量HAC；進行歷史數據采集和劃分；計算與HAC相關的工藝參數；構建HAC與鋼包鋼水溫降關系的初始模型；構建HAC與鋼包鋼水溫降關系的最終模型；構建HAC_1、HAC_2、HAC_3與鋼包HAC的關系模型；建立HAC_4回歸模型，計算鋼包HAC值；篩選得到最優組合模型。

2.如權利要求1所述的鋼包吸熱能力的判斷方法，其特征在于，鋼包吸熱能力的判斷方法包括以下步驟：

步驟一，定義特征量HAC表征鋼包的吸熱能力；

步驟二，劃分數據集，計算與HAC相關模型參數；

步驟三，構建HAC與鋼包鋼水溫降關系的初始模型和最終模型；

步驟四，構建HAC_1、HAC_2、HAC_3與鋼包HAC的關系模型；

步驟五，建立HAC_4回歸模型，計算鋼包HAC值；

步驟六，篩選最優組合模型。

3.如權利要求2所述的鋼包吸熱能力的判斷方法，其特征在于，步驟一中，HAC與鋼包吸熱造成的鋼水溫降大小呈正相關；

HAC由四項構成，分別為環境項HAC_1、鋼包體溫項HAC_2、鋼包體質項HAC_3和鋼包基因項HAC_4；其中，環境項HAC_1、鋼包體溫項HAC_2、鋼包體質項HAC_3與生產條件和工藝參數有關，環境項HAC_1包括兩個參數：出鋼鋼水溫度和車間溫度；鋼包體溫項HAC_2包括四個參數：鋼包在上一周轉期的滿包時長、鋼包在裝鋼前的空包時長、鋼包裝鋼前的烘烤強度和鋼包裝鋼前的烘烤時長；鋼包體質項HAC_3包括四個參數：鋼包周轉次數、水口使用次數、透氣磚使用次數和滑板使用次數；

步驟二中的劃分數據集并計算與HAC相關模型參數包括：

采集6個月以上的歷史正常生產時的鋼水冶煉檢測數據，一個爐次作為一條樣本；取80％的連續樣本作為模型訓練集，20％的連續樣本作為算法篩選集；

對樣本數據進行工藝分析和計算，得到HAC_1、HAC_2和HAC_3的相關參數；其中，鋼包在上一周轉期的滿包時長＝出鋼時長×0.5+鋼水出鋼結束到開始澆鑄的時間間隔+澆鑄時長×0.5；鋼包在裝鋼前的空包時長＝出鋼開始時間－上一周轉期停澆時間；烘烤強度標記為不烘烤0、小火1、中火2和大火3。

4.如權利要求2所述的鋼包吸熱能力的判斷方法，其特征在于，步驟三中的構建HAC與鋼包鋼水溫降關系的初始模型包括：

(1)設定HAC初值：HAC初值由環境項HAC_1的參數計算，HAC初值＝出鋼溫度歸一化值×出鋼溫度權重－車間溫度歸一化值×車間溫度權重；歸一化處理采用線性插值法，出鋼溫度的上下限值為1500～1700℃，車間溫度的上下限值為-10～50℃，將出鋼溫度和車間溫度的實際值映射為(0，1)之間的小數；出鋼溫度權重的取值范圍為0.8～1.0，車間溫度權重的取值范圍為0～0.2；

(2)計算鋼包鋼水溫降：鋼包鋼水溫降＝鋼水實際溫降－非鋼包影響造成的鋼水溫降；非鋼包影響造成的鋼水溫降包括出鋼過程溫降、合金熔化吸熱溫降、吹氬吸熱溫降和包底冷鋼熔化吸熱溫降；其中，出鋼過程溫降取0.2～0.4℃/min，合金熔化吸熱溫降由加入合金的種類、合金量通過熱力學計算得到，吹氬吸熱溫降取0.1～0.2℃/min，包底冷鋼熔化吸熱溫降取4～6℃/t；

(3)將訓練樣本的HAC初值、出鋼量、測溫前鋼包盛鋼水時長作為輸入值，將鋼包鋼水溫降作為目標值；其中，測溫前鋼包盛鋼水時長＝出鋼時長×0.5+出鋼結束至測溫時間的間隔；

(4)分別采用不同的機器學習算法，記為算法①、算法②……，設置算法參數，構建HAC與鋼包鋼水溫降關系的初始模型A_Initial；至少選擇兩種機器學習算法，包括但不限于隨機森林、神經網絡、支持向量機、線性回歸、梯度提升樹等。