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基于灰色综合关联度的热轧带钢楔形缺陷诊断方法及系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-04 15:27:36

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 董欢欢 | 2022-11-04 15:27:36

        目前,楔形分析、诊断方案主要集中在两个方面,一是基于人工经验,二是基于仿真分析。其中,基于仿真分析聚焦单个因素对楔形的影响,而在实际生产过程中对于楔形原因的分析主要采用人工猜测的方法聚焦特定的影响因素,且未能拆分考虑整个流程下各个道次或机架对楔形缺陷的贡献程度,无法反映某一机架内多个因素对于精轧末机架出口楔形的贡献率,从而无法对产生楔形的原因进行明确定位。 

      本发明提供一种基于灰色综合关联度的热轧带钢楔形缺陷诊断方法及系统,该方法包括:获取带钢热轧生产过程长度方向上与楔形相关的各过程参数曲线和精轧出口楔形曲线,并对曲线进行预处理;将预处理后的精轧出口楔形曲线作为特征行为序列,各过程参数曲线作为因素行为序列,进行无量纲及正负转换处理;分别计算处理后的特征行为序列与因素行为序列之间的邓氏关联系数和灰色斜率关联系数,并将计算结果分别转换为邓氏关联度及灰色斜率关联度;对转换出的邓氏关联度及灰色斜率关联度进行加权求和,得到灰色综合关联度,并与设定的关联度阈值进行比较,得出诊断结果。本发明可快速、自动识别热轧楔形缺陷的成因,帮助提高热轧带钢板形质量与生产效率。

      本发明提供一种基于灰色综合关联度的热轧带钢楔形缺陷诊断系统,所述热轧带钢楔形缺陷诊断系统包括:曲线获取模块,用于获取带钢热轧生产过程长度方向上与楔形相关的各过程参数曲线和精轧出口楔形曲线,并对获取到的所有曲线进行数据预处理;特征及因素序列确定模块,用于将经过所述曲线获取模块预处理后的精轧出口楔形曲线作为特征行为序列,将预处理后的各过程参数曲线作为因素行为序列,进行无量纲及正负转换处理;邓氏及灰色斜率关联度计算模块,用于分别计算处理后的特征行为序列与因素行为序列之间的邓氏关联系数和灰色斜率关联系数,并将计算结果分别转换为邓氏关联度及灰色斜率关联度;灰色综合关联度计算模块,用于对所述邓氏及灰色斜率关联度计算模块转换出的邓氏关联度及灰色斜率关联度进行加权求和,得到灰色综合关联度;将所述灰色综合关联度与设定的关联度阈值进行比较,得出诊断结果。

横截面轮廓形状是热轧带钢重要的质量指标,其中楔形又是横截面形状中重要内容,其定义是指带钢两侧距离边部一定范围的厚度之差,厚度差值越大,楔形越大。根据两侧距离大小,如15mm、25mm、40mm,分别可以记作W15、W25、W40等,通常较多采用W40作为热轧出口的楔形指标。如果不能有效控制轧制过程中出现的楔形,将对后续工序生产的运行状态、板廓和平坦度产生显著影响,而且使带钢极易出现跑偏问题,导致生产限速或断带事故,严重影响生产安全和效率,造成极大的经济损失。

热轧带钢楔形产生机理比较复杂,主要包括如下几个方面:(1)带钢自身因素的影响,如带钢原料两边厚差,带钢两侧温度差异,带钢来料侧弯等;(2)轧机状态因素,如轧机辊缝不对称,轧机两侧刚度差异,液压缸压下不同步等;(3)轧制过程状态影响,如非对中咬入,操作过度干预,轧辊冷却不均匀等。

本发明要解决的技术问题是提供一种基于灰色综合关联度的热轧带钢楔形缺陷诊断方法及系统,以解决现有诊断方法未能拆分考虑整个流程下各个道次或机架对楔形缺陷的贡献程度,无法反映某一道次或机架内多个因素对于精轧末机架出口楔形的贡献率,进而无法对产生楔形的原因进行明确定位的问题。

       邵健,研究员,长期从事轧制过程控制多场耦合理论与建模、基于机理和数据混合驱动的质量建模方法、基于工业大数据的多工序质量一体化管控技术、冶金智能工厂数字孪生与多业务协同智能控制技术等研究。兼任《冶金自动化》、《轧钢》、《中国冶金》编委,《钢铁研究学报(英文版)》青年编委,《钢铁》、《轧钢》、《中国冶金》、《钢铁研究学报》、《钢铁研究学报(英文版)》、《武汉科技大学学报》、IEEE Transactions on Fuzzy Systems、Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering等杂志审稿专家。主持或参与多项国家级或省部级项目。

本实施例提供一种基于灰色综合关联度的热轧带钢楔形缺陷诊断方法,该方法首先获取带钢热轧生产过程长度方向上与楔形相关的过程参数曲线和精轧出口楔形曲线,并对各曲线进行带钢长度对应和头尾对应,通过插值实现各曲线离散点数量统一;然后将精轧出口楔形曲线作为特征行为序列,各过程参数曲线作为因素行为序列,进行无量纲以及正负关系转换;在此基础上分别计算特征行为序列与因素行为序列之间的邓氏与灰色斜率关联系数,并转化为对应的关联度;最后计算灰色综合关联度,并将计算得到的灰色综合关联度与设定的关联度阈值进行比较。如果关联度大于阈值,即认为此过程参数与最终精轧出口楔形缺陷有关,并根据关联度对影响因素进行排序。

本发明的热轧带钢楔形缺陷诊断方法通过对影响热轧带钢楔形的过程参数进行邓氏及灰色斜率两种关联度分析,再通过加权方式计算联合关联度,结合两种关联分析的特点实现自动分析、识别造成楔形缺陷的具体原因及位置,从而可实现对带钢楔形缺陷的诊断,帮助提高热轧带钢板形质量与生产效率。

合作方式 技术许可

目前处于何种研发阶段:小批量生产、产业化

推广应用情况已在相关企业试验

期望技术转移成交价格(大概金额):面议。