[发明专利]一种加热炉生产过程中板坯温度在线测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及加热炉中板坯温度在线检测技术领域，特别涉及一种加热炉生产过程中板坯温度在线测量方法。

背景技术

加热炉是热轧生产过程中重要的加工环节，该环节处在热轧工艺之前，其加工目的在于将板坯加热到热轧要求的轧制温度，从而为热轧工序的顺利进行提供必要条件。在加热炉生产过程中，若板坯出炉温度过高，将导致板坯氧化烧损增多，成材率下降，能耗增大；若板坯出炉温度过低或者板坯温度分布不满足工艺要求，将无法保证热轧的产品质量，进一步将会影响冷轧产品质量，因此，加热炉生产过程中板坯温度在线高精度测量能够提高热轧产品以及冷轧产品的质量，并且能够减少加热炉的能源消耗，实现企业的节能减排。

热轧生产工艺对板坯出炉温度以及板坯温度分布有较高要求，为了满足该要求，加热炉需要对炉内板坯的加热曲线、在炉时间等进行准确控制，而对加热炉生产过程中炉内板坯温度的高精度获取是实现上述控制的基础。

加热炉生产过程中的炉气温度通常在800度以上，并且生产过程连续，采用现有直接测量方法，如在板坯上安装热电偶，会破坏板坯，影响生产。目前加热炉生产过程中常用的方法是目测法。由具有丰富经验的工人通过观测孔观察板坯颜色等炉内情况估计得到当前板坯温度。该方法在应用中取得了一些效果，但是该方法存在明显的不足：1)对工人的依赖性高，要求工人具有丰富的生产经验，并对某一加热炉有深入的了解；2)只能得到板坯表面温度，无法得到板坯内部温度的分布情况；3)主观性强，没有统一标准。

发明内容

针对现有方法存在的不足，本发明提出一种加热炉生产过程中板坯温度在线测量方法，以达到实时获取板坯温度、提高加热质量的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：一种加热炉生产过程中板坯温度在线测量方法，包括以下步骤：

步骤1：采集历史数据构建建模数据库，所述的历史数据由加热炉内进行埋偶实验获得，包括：各时间点所测得的炉气温度、板坯上表面温度、板坯中上部温度、板坯中心温度、板坯中下部温度、板坯下表面温度以及对应时间的煤气通入量；

步骤2：利用建模数据库，建立最小二乘支持向量机(LS-SVM)板坯温度软测量模型，描述板坯温度与燃料通入量、历史板坯温度、炉气温度的关系，所述的建立软测量模型具体是指根据建模数据建立板坯温度与测量时刻前n₁(n₁＞1)个单位时刻的板坯温度、测量时刻前n₁-1个单位时刻的板坯温度、测量时刻前1个单位时刻的板坯温度、测量时刻前n₂(n₂＞1)个单位时刻的燃料通入量、测量时刻前n₂-1个单位时刻的燃料通入量、测量时刻前1个单位时刻的燃料通入量、当前时刻燃料通入量、当前时刻的炉气温度的关系模型；

具体步骤如下：

步骤2-1：读取建模所需样本数据其中表示包含测量时刻前n₁个单位时刻的板坯温度、测量时刻前n₁-1个单位时刻的板坯温度、测量时刻前1个单位时刻的板坯温度、测量时刻前n₂个单位时刻的燃料通入量、测量时刻前n₂-1个单位时刻的板坯温度、测量时刻前1个单位时刻的燃料通入量、当前时刻燃料通入量、当前时刻的炉气温度的n(n＝n₁+n₂+2)维特征向量集合中的第i个输入特征向量，y_i∈R为对应的目标值，S表示建模样本数据的集合，包含Num_S个样本；

对样本数据中的进行归一化，归一化后数据的第j维计算公式如下：