4、钢铁生产中炉温优化与碳钢腐蚀监测信号去噪技术研究

钢铁生产中炉温优化与碳钢腐蚀监测信号去噪技术研究

1. 炉温优化相关内容

在钢铁生产过程中，炉温的合理设置对于能源消耗和板材加热质量至关重要。下面将详细介绍炉温优化的相关内容。

1.1 板材温度分布预测模型

• 模型建立 ：
  • 板材温度分布预测模型由热传导微分方程和边界条件组成。假设板材沿炉宽方向和炉长方向温度相同，因此对于每块板材，只需考虑沿厚度方向的一维热传导模型。
  • 板材厚度方向为 $x$，温度场由内部微分方程（1）控制：
    [
    \rho c\frac{dT(x, t)}{dt} = \lambda\frac{\partial^2T(x, t)}{\partial x^2} \quad 0 \leq t \leq t_f, 0 \leq x \leq d
    ]
    其中，$\rho$ 是板材密度（$kg/m^3$），$c$ 是板材比热容（$J/(kgK)$），$\lambda$ 是板材热传导系数（$W/(mK)$），$t$ 是时间变量，$t_f$ 是板材在炉内停留的总时间，$d$ 是板材厚度。模型的初始条件是板材的装料温度，板材表面的热流密度构成模型的第二边界条件。
• 模型离散化 ：
  • 为了离散化模型，在板材厚度方向引入大小为 5mm 的均匀网格，采用有限差分法进行离散。
  • 初始条件为：
    [
    \begin{cases}
    t = 0 \
    T = T_0
    \en