本發(fā)明屬帶鋼連續(xù)熱鍍鋅技術(shù)領(lǐng)域，適用于帶鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線鍍層厚度預(yù)測和操作指導(dǎo)。

背景技術(shù)：

帶鋼熱鍍鋅過程是一個復(fù)雜的多變量系統(tǒng)，而且鍍層厚度測量存在誤差或大滯后問題，導(dǎo)致鍍層厚度控制精度普遍不高。鍍層厚度檢測通常有熱態(tài)測厚儀和冷態(tài)測厚儀兩種方式，熱態(tài)測厚儀安裝在氣刀上方，檢測幾乎無滯后，但是鍍層厚度測量存在較大誤差。帶鋼熱鍍鋅生產(chǎn)線大多采用冷態(tài)測厚儀檢測方式，冷態(tài)測厚儀對鍍層厚度測量較為準(zhǔn)確，但是通常距離氣刀100米以上，鍍層厚度測量存在嚴(yán)重的滯后。

專利1(CN 101429639)帶鋼熱鍍鋅線薄鍍層生產(chǎn)方法，根據(jù)不同帶鋼規(guī)格確定了相關(guān)工藝參數(shù)的取值范圍，對生產(chǎn)過程具有一定的指導(dǎo)作用。但是實際生產(chǎn)中熱鍍鋅過程是多變量影響的，專利中工藝參數(shù)只能作為鍍層厚度控制的初始設(shè)定值，無法滿足鍍層厚度動態(tài)調(diào)節(jié)的要求。而且?guī)т撍俣韧ǔ鶕?jù)爐區(qū)的運行能力發(fā)生變化，這就需要操作人員根據(jù)帶鋼速度變化及時調(diào)節(jié)氣刀參數(shù)，消除鍍層厚度波動。

專利2(CN 102465246)一種用于在連續(xù)熱鍍鋅機組中測量鋅層厚度的裝置和方法，發(fā)明可實現(xiàn)帶鋼特定位置上的鋅層厚度與氣刀調(diào)節(jié)量的精確對應(yīng)，能夠為操作工提供操作指導(dǎo)，發(fā)明中鍍層厚度與氣刀調(diào)節(jié)量的對應(yīng)結(jié)果是在鍍層測厚儀測量結(jié)束后計算得到的，而測厚儀通常安裝在氣刀100米后，鍍層厚度與氣刀調(diào)節(jié)量的對應(yīng)結(jié)果存在嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致操作人員的鍍層厚度調(diào)節(jié)存在滯后。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出的一種帶鋼連續(xù)熱鍍鋅鍍層厚度預(yù)測方法，能夠?qū)崟r預(yù)測鍍層厚度值，并計算氣刀調(diào)節(jié)量參考值，以便于操作工及時調(diào)整氣刀參數(shù)。 實現(xiàn)了鍍層厚度動態(tài)預(yù)測，保證鍍層厚度快速達(dá)到目標(biāo)厚度，避免鍍層厚度長時間波動。

1本發(fā)明采用回歸分析方法建立鍍層厚度預(yù)測模型，通過在線讀取帶鋼熱鍍鋅過程數(shù)據(jù)，實時預(yù)測計算出當(dāng)前鍍層厚度值，并根據(jù)當(dāng)前鍍層厚度設(shè)定值計算出氣刀調(diào)節(jié)量，為操作人員提供操作指導(dǎo)。模型輸入變量有氣刀風(fēng)壓、氣刀與帶鋼的距離、帶鋼速度，模型輸出為鍍層厚度；發(fā)明采用回歸分析方法建立鍍層厚度預(yù)測模型，采用最小二乘法進(jìn)行模型參數(shù)估計。

1)樣本數(shù)據(jù)收集。按照鍍層厚度80g/m²、100g/m²、120g/m²、180g/m²、276g/m²五種規(guī)格收集樣本數(shù)據(jù)。每個規(guī)格收集40個樣本數(shù)據(jù)，收集不同帶鋼、不同速度、不同氣刀風(fēng)壓、不同氣刀與帶鋼的距離等條件下的氣刀風(fēng)壓實際值、氣刀與帶鋼的距離實際值、帶鋼速度實際值，鍍層厚度等實際值數(shù)據(jù)。

2)多元線性回歸建模。

采用冪函數(shù)模型進(jìn)行回分析：

CW＝kV^aD^bP^c (1)

P-氣刀風(fēng)壓實際值；D-氣刀與帶鋼的距離實際值；V-帶鋼速度實際值；CW-鍍層厚度實際值；k、a、b、c待估計的模型參數(shù)。

對公式(1)進(jìn)行線性化處理：

LnCW＝Lnk+aLnV+bLnD+cLnP

令CW*＝LnCW，k*＝Lnk，V*＝LnV，D*＝LnD，P*＝LnP，上式表示為：

CW*＝k*+aV*+bD*+cP*

樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理。將收集的樣本數(shù)據(jù)P、D、V、CW進(jìn)行對數(shù)運算，計算P*、D*、V*、CW*等過程數(shù)據(jù)。

利用P*、D*、V*、CW*等過程數(shù)據(jù)進(jìn)行多元線性回歸建模，應(yīng)用EXCEL或SPSS等數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行多元線性回歸分析，采用最小二乘法估計模型參數(shù)k，a，b，c值，最終建立鍍層厚度預(yù)測模型，對鍍層厚度進(jìn)行實時預(yù)測。

P-氣刀風(fēng)壓實際值；D-氣刀與帶鋼的距離實際值；V-帶鋼速度實際值；CW₈₀～CW₂₇₆-不同規(guī)格的鍍層厚度預(yù)測值；k₁～k₅、a₁～a₅、b₁～b₅、c₁～c₅已估計的模型參數(shù)。

2在鍍層厚度操作人機界面上實時顯示預(yù)測模型的計算結(jié)果，如果計算的鍍層厚度值低于或高于鍍層厚度目標(biāo)值的10％，在人機界面顯示操作錯誤的報警信息，提示操作工及時進(jìn)行手動干預(yù)。

3參考調(diào)節(jié)量計算

利用鍍層預(yù)測模型實時計算氣刀風(fēng)壓或氣刀與帶鋼距離等調(diào)節(jié)量，為操作人員提供操作參考。氣刀風(fēng)壓低于450mbar時，采用氣刀風(fēng)壓調(diào)節(jié)模式，計算氣刀風(fēng)壓調(diào)節(jié)量；氣刀風(fēng)壓等于或高于450mbar時，采用氣刀與帶鋼距離調(diào)節(jié)模式，計算氣刀與帶鋼的距離調(diào)節(jié)量。操作工可以根據(jù)該調(diào)節(jié)量進(jìn)行手動操作。

P_set_氣刀壓力調(diào)節(jié)量參考值，D_set-氣刀間距調(diào)節(jié)量參考值，W_set-鍍層厚度目標(biāo)值。

本發(fā)明有以下特點和有益效果：

本發(fā)明提出的帶鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線鍍層厚度預(yù)測及其調(diào)節(jié)方法，可以動態(tài)預(yù)測當(dāng)前帶鋼鍍層厚度，以便于操作工及時調(diào)整氣刀參數(shù)，從而保證鍍層厚度快速達(dá)到目標(biāo)設(shè)定值。

附圖說明

圖1-80g/m²規(guī)格的鍍層厚度預(yù)測曲線；

圖2-100g/m²規(guī)格的鍍層厚度預(yù)測曲線；

圖3-120g/m²規(guī)格的鍍層厚度預(yù)測曲線；

圖4-180g/m²規(guī)格的鍍層厚度預(yù)測曲線；

圖5-276g/m²規(guī)格的鍍層厚度預(yù)測曲線。

具體實施方式

1以某鋼廠熱鍍鋅生產(chǎn)線為例，建立鍍層厚度預(yù)測模型。首先按不同規(guī)格鍍層厚度收集樣本數(shù)據(jù)，并進(jìn)行線性化處理。

180g/m²規(guī)格

100g/m²規(guī)格

120g/m²規(guī)格

180g/m²規(guī)格

276g/m²規(guī)格

2多元線性回歸建模。應(yīng)用數(shù)據(jù)分析軟件EXCE軟件進(jìn)行多元線性回歸分析，用最小二乘法估計模型參數(shù)，建立鍍層厚度預(yù)測模型。

目標(biāo)鍍厚80g/m²：CW₈₀＝0.731V^1.157D^1.246P^-0.885

目標(biāo)鍍厚100g/m²：CW₁₀₀＝1.777V^0.979D^0.942P^-0.801

目標(biāo)鍍厚120g/m²：CW₁₂₀＝1.619V^0.985D^0.883P^-0.753

目標(biāo)鍍厚180g/m²：CW₁₈₀＝2.771V^0.667D^0.707P^-0.594

目標(biāo)鍍厚276g/m²：CW₂₇₆＝V^1.073D^1.101P^-0.593

利用歷史數(shù)據(jù)檢查模型預(yù)測效果，如圖1-5所示，鍍層厚度預(yù)測值與鍍層厚度實際值之間偏差小于10％，能夠進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。

3將生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)送入模型，實時計算鍍層厚度值。在鍍層厚度操作人機界面上實時顯示預(yù)測模型的計算結(jié)果，如果計算的鍍層厚度值低于或高于鍍層厚度目標(biāo)值的10％，在人機界面顯示操作錯誤的報警信息，提示操作工及時進(jìn)行手動干預(yù)。

4調(diào)節(jié)量計算，氣刀風(fēng)壓低于450mbar采用氣刀風(fēng)壓調(diào)節(jié)，參考調(diào)節(jié)量為：

氣刀風(fēng)壓等于或高于450mbar采用氣刀與帶鋼的距離調(diào)節(jié)，參考調(diào)節(jié)量為：

其它規(guī)格鍍層厚度的參考調(diào)節(jié)量計算與此相同。