梅钢漏钢预报系统的应用实践
《2024年基于SVM的薄板坯连铸漏钢预报系统研究》范文
《基于SVM的薄板坯连铸漏钢预报系统研究》篇一一、引言在钢铁工业中，连铸工艺作为重要的一环，直接关系到钢产品的质量和生产效率。
其中，薄板坯连铸技术因其高效率、低能耗等优点被广泛应用。
然而，连铸过程中出现的漏钢问题，不仅影响产品质量，还可能造成严重的生产事故。
因此，漏钢预报系统的开发与研究成为该领域的一个热点问题。
近年来，随着人工智能技术的飞速发展，支持向量机（SVM）等机器学习算法被广泛应用于工业生产的各个领域。
本文基于SVM算法，对薄板坯连铸漏钢预报系统进行了深入研究。
二、SVM算法简介支持向量机（Support Vector Machine，SVM）是一种基于统计学习理论的机器学习算法，它通过寻找最优的分类边界来解决分类问题。
SVM算法具有较好的泛化能力和处理高维数据的能力，因此被广泛应用于各个领域。
在薄板坯连铸漏钢预报系统中，SVM算法可以根据历史生产数据和漏钢相关因素，建立数学模型，实现漏钢的准确预报。
三、系统设计与实现（一）数据采集与预处理系统的第一步是进行数据采集和预处理。
从薄板坯连铸生产线收集各种与漏钢相关的数据，包括浇注温度、冷却水流量、结晶器振动参数等。
然后对数据进行清洗和预处理，去除无效数据和噪声数据，保证数据的准确性和可靠性。
（二）特征提取与降维在数据预处理的基础上，进行特征提取和降维。
根据连铸过程中的物理和化学变化规律，提取出与漏钢相关的关键特征。
同时，利用降维技术降低数据的维度，提高模型的训练速度和预测精度。
（三）SVM模型建立与训练将提取出的特征作为输入，漏钢与否作为输出，建立SVM 模型。
利用历史生产数据进行模型训练，调整模型参数，使模型能够准确预测漏钢情况。
（四）系统实现与优化将训练好的SVM模型应用于预报系统，实现实时监测和预报。
同时，对系统进行优化和调试，提高系统的稳定性和准确性。
四、实验结果与分析（一）实验数据与实验环境为验证基于SVM的薄板坯连铸漏钢预报系统的效果，我们采用了某钢铁企业的实际生产数据。
漏钢预报系统在板坯生产中的应用
对粘结 的评价 ， 钢预报警系统发 出报警 或警告 漏 还要基 于测得 的结晶器 内温度梯度嘲 。系统还会通过
（研 究 与 应 用 ）
一 ７ １一
天沣冶 分
对每个热 电偶在检测 时间单元 内温度升高 、 下降的温 差、 降低 的变化速度 等逻辑判 断。当发现温 度偏差检 查、 变化 速度检 查发 现温 度异常 ， 即发 出漏 钢预 报警 理干净 、 安装过程 中密封不好 ， 造成检测温度不准 。 （ ） 晶器铜板使用到后期厚度变薄 ， ３结 镀层磨损严
类别 连铸机机 型
弧 形半 径 ／ ｍ ｍ
参数
直结 晶器连续 弯曲连续矫直弧形连铸机 ９０ ０ ０ 冶 金 长度 ／ ｍ ｍ ３ ０ ４５０ 板坯厚度 ／ ｍ ａ ｒ １ ０２ ０、５ ８ 、０ ２ ０ 板坯宽度范围 ／ ｍ ｍ １３０—２ １０ ２ ０ 工 作 拉速 ／ ｍｉ～ ｍ・ ｎ ０８ ． ．～１ ６
钢厂 （ 以下简称 天钢炼钢厂 ） 板坯连铸机 由奥地利
该 系统 的工作机理如 图 １ 所示 。 正常浇铸过程 在
中 ， 晶器 内液态 钢水经 过冷却逐 步凝 固 ， 成 的坯 结 形
壳 随振动不断往下运动 ， 晶器 内的热 电偶反馈 的热 结
摊
奥钢联公 司设计 ，关 键设 备及控制 系统 全套引进 ， 目
漏钢预报系统在板坯生产 中的应用
漏钢 预 报 系统 在 板 坯 生产 中的应 用
杨 玉敏
（ 津钢铁 集 团有 限公 司炼钢 厂 ， 津 ３００ ） 天 天 ０３ １
【 摘 要】 介绍 了天钢炼钢厂 ４ 板坯连铸机漏钢预报警系统的组成 、 工作原理和生产应 用实践 。 对漏钢预报系统报警准确
结晶器漏钢预报系统
结晶器漏钢预报系统
胡婕
【期刊名称】《山西冶金》
【年(卷),期】2000(000)002
【摘要】对连铸机结晶器漏钢预报系统的控制原理，功能，结构进行了说明，该系统对提高连铸机作业率具有重要意义。
【总页数】4页(P65-67,95)
【作者】胡婕
【作者单位】太原钢铁（集团）有限公司设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TF777
【相关文献】
1.VAI连铸结晶器漏钢预报系统的应用实践 [J], 李超;于海岐;王金辉;龙山;刘清海;吴亚新
2.结晶器漏钢预报系统在济钢5#连铸机中的应用 [J], 楼纬
3.基于虚拟仪器的结晶器漏钢预报系统研究 [J], 李文涛;李扬
4.连铸机结晶器漏钢预报系统的应用 [J], 巴达日夫
5.4号板坯连铸机结晶器漏钢预报系统的改造 [J], 邓世标;冯雄飞;黄庆;王艺鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
板坯漏钢预报系统应用实践2
板坯漏钢预报系统原理及应用(鞍钢新轧一炼钢厂)常宏伟仉勇摘要通过阐述粘结漏钢的形成机理，对漏钢预报系统原理、参数进行了分析,并提出进一步改善的方法。
关键词粘结漏钢机理漏钢预报系统热电偶传播速度Abstract by expounding the formative mechanism of the stick type breakout, analyze the principle and the parameter of breakout prediction system also improve the technique of this system..Key words the stick type breakout mechanism breakout prediction system thermocouple spread speed .2002年，鞍钢新轧钢一炼钢厂引进一套板坯漏钢预报系统。
该系统基于粘结漏钢形成机理,采用数值逻辑方式对可能发生的粘结漏钢进行预报．一、漏钢预报系统的原理A．粘结漏钢机理当接近弯月面处的某一部分坯壳粘结在铜板上造成的漏钢一般称为粘结漏钢。
主要由于保护渣性能不良造成的保护渣流入不均，以及较差的液位控制系统造成的液位波动。
1.粘结漏钢的发生当某时刻弯月面附近某一部分坯壳粘结在铜板，在粘结坯壳和移动坯壳边缘的薄弱处产生撕裂。
坯壳破裂线沿着最大撕裂力的方向发展。
2.然后液态金属进入粘结坯壳和移动坯壳之间，形成新生坯壳，在此时形成重叠线。
3.由于结晶器振动，新生坯壳再一次被撕裂，随后又产生新生坯壳。
4.随着结晶器的每一次振动，2，3重复发生，随着坯壳的撕裂位置向下移动，破裂线逐渐扩展。
5.当裂纹到达结晶器下口，漏钢发生。
B．热电偶布置：在距弯月面以下160mm处布置一排热电偶，内弧、外弧各13个，两窄边各两个，每个热电偶间距为145mm。
C．粘结型漏钢的规律及特性当粘结型漏钢按上述方式进行，铜板内的温度变化能被设置在铜板内的热电偶检测到。
基于M-BUS总线的漏钢预报温度采集系统设计Breakout prediction based on
基于M-BUS总线的漏钢预报温度采集系统设计Breakout prediction based on M - BUS BUS temperature acquisition system is designed湖南大学硕士学位论文基于M--BUS总线的漏钢预报温度采集系统设计姓名：余谦申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：吴桂清；黎本年20120304基于M．BUS总线的漏钢预报温度采集系统设计摘要漏钢是钢铁连铸生产过程中的一个常见问题。
漏钢事故的发生严重影响钢铁的铸造品质，干扰企业的正常生产秩序。
漏钢事故的发生往往是由很多因素造成的，如何在漏钢事故形成的初级阶段对其进行发现，并采取相应的措施对钢铁生产企业的高效、安全生产意义重大。
因此，漏钢预报技术一直是钢铁铸造领域中的一个重点研究课题。
从20世纪中期开始，电子技术开始被应用于漏钢预报领域。
随着传感器技术、嵌入式系统的诞生与发展，多种基于新型技术的漏钢预报方法被深入研究并得到了有效应用。
经过不断的技术改进，漏钢预报系统的响应速度更快，智能化程度也更高。
结晶器铜板温度监测是目前在漏钢预报技术中应用最广泛的预报方法。
它的具体做法是，在结晶器铜板上安装一定数量温度传感器，通过监测结晶器铜板上不同位置的温度数据，来分析结晶器内部的热交换状态。
上位机系统将采集到的温度数据与相应模型进行对比，由此探查结晶器内部是否出现钢坯破裂或钢水粘接的情况。
因此，漏钢预报温度采集系统是漏钢预报技术领域的研究重点。
本文将设计一种新型的漏钢预报温度采集系统。
该设计将应用于某钢铁企业的实际生产。
其中，系统的温度采集模块使用了C8051F500作为主控核心，并结合了传感器技术与M．BUS现场总线技术。
系统与上位机的对接则采用了PROFIBUS现场总线技术，以实现与企业现有DCS系统的良好兼容。
该系统能够实现结晶器铜板温度数据的实时、在线采集与发送功能。
系统精确度和灵敏度较高，实时性好。
宝信漏钢预报系统应用后带来的经济效益分析
宝信漏钢预报系统应用后带来的经济效益分析【摘要】宝信板坯连铸机漏钢预报及结晶器可视化系统是一种采集安装在结晶器铜板上多排热电偶的温度来预报板坯连铸过程中的粘结漏钢和裂纹漏钢并在线计算和显示结晶器热相图的系统，其成功开发和在唐钢的成功应用，给宝信带来了很好的国内外市场效应和经济效益，同时更为我们的用户创造了显著的经济效益和社会效益。
【关键词】连铸漏钢预报可视化1 概述漏钢一直是影响连铸生产及其设备寿命的主要因素，在各种造成漏钢的原因中，粘结性漏钢占绝大多数。
因此，减少粘结性漏钢是降低连铸漏钢率的关键。
粘结性漏钢首先是由于某种原因造成弯月面附近钢水与铜板的直接接触而粘结，并随结晶器的振动及坯壳的下移，在粘结部的下方被拉断，破断处钢液流入而修复，但在下一次振动中重新拉断，这样，随着凝固的进行，断口不断下移，到结晶器下口时钢水从断口漏出。
断口在下移的同时，也不断向二边扩展而形成破断线，宽边中央的粘结破断源可扩展到窄边，甚至到另一宽边。
漏钢发生后，粘结的坯壳有时残留于结晶器的内壁。
如果粘结发生时能够预报并采取措施，则可防止漏钢的发生，且板坯上可看到由破断线构成的明显的V形粘结痕迹。
为了能够预报粘结性漏钢的发生，宝信软件开发的漏钢预报系统及结晶器可视化系统（简称BBPS）采用模糊神经网络+逻辑判断技术，能准确地预报粘结性漏钢，并可根据用户的需要提供对“检测到粘结漏钢后的自动降速功能”及“粘结漏钢消失后的自动升速功能”的功能。
2 系统的特征2.1 基于历史数据的数据挖掘技术的应用BBPS的判断和报警模型是根据大量历史数据的样本学习而成，不仅采用了神经网络方法，而且开发了基于历史数据的空间判别网络。
从历史数据形成的模型，应用于实时系统的数据分类和判别，这是典型的数据挖掘和从数据发现知识技术的应用。
所有的模型数据都是在历史数据的基础上通过网络的学习而来，保证了判别的客观性，克服经验数据在不同工况情况下的偏差，对报警和判别提供了客观数据的保证[1]。
一种新的综合型漏钢预报专家系统的研究
３ １ 系统原理 ． 漏钢事故可分为开浇漏钢、 惫挂漏钢、 裂纹漏钥
（ 包括角裂、 纵裂、 横裂）夹渣漏钢、 、 起步漏钢、 剪切 漏钢和粘结性漏钢等 控制漏锅的根本途径是控制 结晶器与坯壳之间的相互作用． 而铸坯质ｔ〔 表面质
量和内在质ｔ） 也与结晶器与坯壳之间的作用行为
洲 一 一
在振动器支架上安装应变仪；） ３ 将加速计安装在结
各种专家系统， 将会更精确地监控诸如结晶器铜板 温度、 结晶器器壁和铸坯坯壳之间的摩擦力、 结晶器 的放热量、 结晶器锥度、 结晶器内钢水液面的变化等
工艺参数．
近年来， 国外一些钢厂将拉坯阻力检测法与热 电偶漪量法结合起来使用， 以保证能 １０ ０％地预报
面质量和连铸机的生产率， 如果超过临界摩擦力， 还
可能发生铸坯粘连和撕裂导致漏钥事故的发生． 结
晶器和板坯之间的摩擦力取决于结晶器保护渣特 性、 钢种、 结晶器振动方式和振动参数等 可见， 要在 摩擦力和拉漏之间建立关系困难很多 目前已经采 用或建议采用定量确定结晶器摩擦力的几种侧量和
分析方法包括｀：） ＇１在结晶 １ 器支架上安装测力仪； ２ ）
2011年《梅山科技》总目次
—４ 镀 锌板 平整边 皱缺 陷 的产生原 因及 其解 决措 施 …… …… …… …… …… ……… …… … 张伟 超 ５ — ３
— 杰 ５ —４０
降低 轧 制 Ｔ 轧制 力异 常升高 的措 施 …… ……… …… …… … 徐 加 强 张 国兵 ５料 Ｔ ４料局 部边 浪形成 机理 分析 …… …… …… ……… …… …… …… 陈 维晋
孙本国 １ １ —０
胡攀峰 挺 尹兴保 １— ０ ４ ２—１ ０ ４—５ ４— ６ ５
梅 钢 ４号高 炉本 体烘 炉 实践 … … …… …… …… …… …… …… …… …… ……… …… … 刘
刚 陈洪 良 ４—８
实 现高 炉渣 铁排 放有 效合 理性 的探 讨 … … ……… … ……… … ……… …… …… …… … 吴小飞
……… … ……… … ……… … ……… …… …… 李欣 波 包祥 明 张爱 华
薄板坯 连 铸连 轧发 展及 梅钢 Ｂ Ｐ思考 Ｓ
２号 热镀 铝锌 机组 生产 技术 简介 …… …… …… …… …… … ……… 尹 洪顶 王运起 连 续退 火 机组退 火 炉 内的纠 偏技 术应 用 … …… …… …… …… …… …… …… 刘 洪
炼 钢连 铸
二 机二 流板 坯连铸 中间包 流场 的实 验研 究 … …… …… …… …… …… 倪 修 华 转 炉冶 炼 中磷铁 水供 氧制 度及 冶金 效果 分 析 …… … ……… … …… 胡建 光 转 炉冶炼 低 碳冷 轧钢 终点 氮含 量 的控制 … ……… … ……… … … 吴
３—１ ５
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Ａｐｐ ｉａ ｉ ｎ Ｐｒ ｃ ｉ ｅ ｏ ｅ ｏ ｅ ｃ ｉ ｎ Ｓｙ ｔ ｍ ｔＭ ｅｇ ｇ ｌｃ ｔｏ ａ ｔｃ ｆＢｒ ａｋ ｕｔＰｒ ｄｉｔｏ ｓｅ ａ ｉ ａｎ
Ｚｈ ｉ ｎ ｉ ｎ Ｘｉ ａｏ Ｊａ ｑ ａ ｇ ａ Ｚｈａ ｄ ｎ ｏｏ ｇ
漏铡是连铸生产 中严 重 的恶 性事故 ， 会导 致 没 备损 伤和， 中断 ， 企业 造成 很 大 的经 济损 失 。 圭产 给 为 ＿防止连铸生 产过程 中出现漏 钢 ， ｒ 大部 分钢 厂普 遍 采用 了漏 钢预报 系统 。漏 钢 预报 系统 主 要足 通 过 埘结晶器 中温度 分 布 的跟 踪 检测 来判 断 是 否在
中预埋 的 ２ ８个热 电偶 ， 在距 离结 晶 器上 ／２ ０ＩＴ ５ ０ Ｉ ＩＩ Ｉ 和 ４ ０ｎ 的位置上分别安装 一排热 电偶 ， ０ ｌ ｍ 每排 ｌ ４ 个。每排 内外弧宽 面各 ６个 ， 窄面 各 １ 。每排各 个 热 电偶之 问 的距 离 不 一 样 ， １号 与 ２号 ， ２号 与 ３
漏钢 预报 系统 的直接 数据来 源为热 电偶 的测
温结 果 ， 热 电偶测 温 的地 点为结 晶器铜板 ， 晶 而 结 器铜 板 的温 度 和结 晶器 铜 板 的 厚度 有 直 接 的关 系 。组成 结 晶器的 ４块铜板若 在厚度 上有较 大 的 差异将 直接造 成 热 电偶 测 温结 果 的差 异 ， 进而 影 响逻辑 演算 的结果 ， 导致 漏 钢预 报 系统 发 出错 误 的报 警信 号 ， 响系统 工 作 的稳 定 。表 １中数 据 影
・
８・
梅 山科技
２１ ０ １年第 １ 期
出漏 钢的几率 ， 传输 给计算 机终端 。 并 ２ 漏钢 预报 系统报警频 繁 的原因分 析
２ １ 设 备部分 ，
２ １ １ 热 电偶 本 身性 能 ． ． 漏 钢预报 系统 的直接 数据来 源为埋设 在结 晶 器 中的 ２ ８个热 电偶 ， 电偶 自身性 能 的差 异将直 热
摘 要 ： 对梅 钢炼 钢厂 ２号连 铸机 漏铜预 报 系统在 生产 过程 中存 在 的报 警 频繁 、 报 率 针 误
高 的实 际问题 ， 从设备 、 艺 、 工 系统 、 操作 等 多个 方面进 行 了分析 ， 出 了有针 对性 的解 决措 施 。 提 通过 制定措 施 的 实施 。 利解 决 了漏钢预报 系统存 在 的 问题 。 顺
２ １ｌ热 电偶 的精度为 ０ １ ～ ．％ 。 ０［Ｉ， ｌ ｌ ．％ ０ ５
系统经 常 现误 报 警 的 情 况 ， 导致 漏 钢 预 报 系 统
报 警频 繁 ， 至 出现 Ｊ一 个月 报 警 ２ ０次 以 Ｉ的 甚 ， ６ 情 况 。生产 过程 中频 频发生 的漏 钢预 报制 约 了连 铸 机产 能 的发挥 ，ｊ 由于 报 警之 后采 取 的降 速 卜时 Ｊ
或 停机 等措 施 也会 导致 连铸 机 长时 间处 于非稳 态
浇注 ， 一 步加大 ｒ生 产事 故发 生 的几率 ， 进 并且 漏 钢 预报误 报停 机产 生 的接痕 坯对 连铸 坯 的质量 也 会 造成 很 大 的影 响。 因此 ， 少 ２号连 铸 机 漏 钢 减 预 报系统 的报 警 次数 ， 升报 警 准 确 率 成 为 技 术 提 人 员 的一 项重 要任 务
（ ｔｅｍａ ｉｇＰａ ｔｏ ｉ ａ ｒｎ＆ Ｓｅ ｌＣ ．， ａ ｊｎ ０ ３ Ｓｅ ｌ ｋ ｎ ｌｎ ｆＭｅｓ ｎ Ｉ ｈ ｏ ｔｅ ｏ Ｎ ｎｉｇ２１ ０ ９）
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｒ ａ ｏ ｔ ｂ’ａ ｏ ｔｐ ｅ ｉｔｏ ｔ ｅ ｍ ｏ ｏ ｐ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｂ ｅ ｋ ｕ ； Ｔ ｋ ｕ ｒ ｄ ｃｉ ｎ；ｈ ｒ ｅ ｕ ｌ ｅ
ｌ 梅钢 ２号 连铸机 漏钢 预报 系统 概况
１ １ 测 温 部 分 ．
图 １ 结 晶 器热 电偶安装 方 式 。 １２ 系统分 析计算 ． 安装 在 系 统 分 端 上 的 一 个 Ｐ Ｃ元 件 对 各 热 Ｌ
梅钢 漏钢预报 系统 的测 温 部分 主要 为 结 晶器
电偶 收集 来 的温 度 信 息 进行 逻 辑 演 算 ， 终计 算 最
接影响 系统温度采 集 的准 确性 。梅钢 目前 结 晶器
热电偶性 能 的检 测 只能 够 单 独进 行 ， 次 检 测 １ 一
个 。这种 检 测方 法 在 热 电偶 性 能 判 断 上 能 够 保
图 ２ 端 子 排 固 定 方 式
原 因之 一 。
证 ， 是不 能保 证 所 有热 电偶 在 整 体性 能 上 的统 但
号， ４号 与 ５号 ， ５号 与 ６号 之 间 的 距 离 均 为
结 品器 巾存在坯 壳粘结等现象 ， 进而给 出卡 应 的报 Ｈ 警 信号供操 作人 员采 取措 施 来避 免连 铸 漏铡 。一 股情 况下 出现漏 钢预报报警 ， 作人员将 采用 降低 操
连 铸机拉速或 直接停机 的方法 来处删 。 梅 钢烁 俐厂 ２ 连 铸机 自投 产 以米漏 钢预 报
一上 升 到 １０℃ ０ ０
需要 １Ｓ 而热 电偶 Ｂ则 可 能需 要 ２Ｓ ， 。热 电偶 检
２ ２ 工 艺 部 分 ．
２ ２ １ 结 晶 器 配 水 ． ．
测温度 的变化趋 势不 同将 影响最 终 的检 测结果 引
发漏钢 预报报警 。
２ １２ 热 电偶 安 装 方 法 ．．
２０ｍ 而 ３号与 ４号的距离 为 ３０ ｉ ｌ ０ ｍ， ０ ｌ ， ｌ ７号在 窄 ｎ
面铜 板的 中央 ， 其它 热 电偶 与 １ ７ 号对称 。热 电 ～ 偶选 用 Ｋ型热 电偶 ， 范围 ０～ ０ 从铜板背 测量 ６ ０ｏ Ｃ，
面埋 入¨ ， 见图 １ 。接 触点 与铜板 工作 面 的距 离 为
２ １ 年第 １ ０ １ 期
＿ ， ． － ｒ ＿ ＿ ＿
梅 山科技
・７ ・
生 产 实 践
≥ ： 三 ３— ｝ ｝ ｝ 三 三
梅 钢 漏钢 预 报 系 统的 应 用实 践
赵 建 强 夏 兆 东 （ 山钢 铁 公 司 炼 钢 厂 南 京 梅 ２０ ３ ） １０ ９