[发明专利]一种板坯温度预报模型及炉温优化方法

权利要求书

1.一种炉温优化方法，其特征在于，包括：输入坯料和加热炉相关参数，以能耗最低作为炉温优化控制的目标函数，所述目标函数为坯料表面温度与加热炉炉长所围面积最小，

式中，J为目标函数；L为加热炉炉长，m；T_s(l)为坯料在加热炉炉长为l处的表面温度，℃，

并确定约束条件，采用加权启发式遗传算法进行寻优，输出最优的炉温分布曲线，所述加权启发式遗传算法包括以下步骤：

(1)随机生成初始种群；

(2)判断是否满足迭代停止条件，若满足，则输出炉温分布；若不满足，则进行步骤(3)；

(3)随机采样选取两个父代；

(4)启发式交叉生成两个子代；

(5)计算炉温分布曲线；

(6)计算坯料热流密度和温度场；

(7)评价、父子竞争排序生成新种群；

(8)基于适应度差值查重生成新的个体；

(9)判断是否达到设定的迭代次数，若未达到设定迭代次数，则返回至所述步骤(2)，若达到设定迭代次数，则直接输出。

2.根据权利要求1所述的炉温优化方法，其特征在于，所述约束条件包括：坯料的最大升温速度、坯料的最大断面温差、坯料出炉温度与目标出炉温度的最大差值以及炉温上、下限。

3.根据权利要求1所述的炉温优化方法，其特征在于，所述坯料和加热炉相关参数包括：坯料材质规格、入炉温度、出炉温度、生产节奏、加热炉炉长、水梁位置、热电偶位置、加热时间。

4.一种基于权利要求1所述炉温优化方法的板坯温度预报方法，在加热炉中分布有活动梁，所述活动梁中设置有水梁，其特征在于，

选取计算域，所述计算域将所述水梁包含在其中；

建立板坯内部导热的二维非稳态导热微分方程；

设置边界条件：

板坯上表面采用综合热流密度边界条件，

板坯下表面与水梁滑块接触位置处采用第三类边界条件，

板坯下表面其他位置采用综合热流密度边界条件，

式中，为热流密度，W/m²；σ为玻尔兹曼常数，5.67×10^-8W/(m²·K⁴)；φ_CF为总括热吸收率；h为换热系数，W/(m²·K)；T_f为炉温，K；T_s为板坯表面温度，K；T_w为水梁内的水温，K；

计算域左右两侧采用绝热边界条件；

求解方程。

5.根据权利要求4所述的板坯温度预报方法，其特征在于，对所述计算域进行网格划分时，在板坯下表面与水梁滑块接触位置处对网格进行加密，其他位置成比例疏松网格。

6.根据权利要求4所述的板坯温度预报方法，其特征在于，通过黑匣子实验测量上下炉膛的总括热吸收率，以及板坯与水梁接触时的换热系数。