Bootstrap

2024 辽宁省大学数学建模竞赛试题B 题 钢铁产品质量优化

  冷轧带钢是钢铁企业的高附加值产品,其产品质量稳定性对于钢铁企业的经济效益具有非常重要的影响。在实际生产中,冷连轧之后的带钢需要经过连续退火处理来消除因冷轧产生的内应力并提高其机械性能。连续退火的工艺流程如图1 所示,一般包括加热、保温、缓冷、快冷、过时效、淬火等加工阶段。首先, 带钢在加热炉中被加热到指定的温度,然后在均热炉中进行保温使得带钢内外的温度一致;接着,带钢依次穿过缓冷炉、快冷炉、过时效炉、淬火炉等阶段,以实现带钢内部金属组织的再结晶,达到需要的力学性能。处理完成后的板卷会通过实验室对其机械性能进行离线检测,如果性能不达标则会产生经济损失。

由于连续退火工序中各阶段的工艺参数之间存在耦合性(加热炉的温度设定会影响后续均热与冷却温度的设定,以及带钢穿行速度,导致难以建立该工序的机理模型,从而为在线的产品质量控制与优化带来挑战。为了实现对连退带钢产品质量的优化,从实际生产中获得了许多带钢产品的生产过程工艺参数和对应的带钢机械性能数据,其中:带钢规格数据包括厚度、宽度、碳含量、硅含量, 控制工艺参数包括带钢速度、加热炉温度、均热炉温度、缓冷炉温度、过时效炉温度、快冷炉温度、淬火温度、平整机张力,性能指标为带钢的硬度。附件 1 给出了某一批带钢产品的规格数据、工艺参数与性能指标数据,请根据这些数据或自行收集的数据完成以下任务:

  1. 请帮助现场操作人员确定哪些参数对于带钢的机械性能具有重要影响?
  1. 请帮助现场操作人员建立一个数据驱动的带钢产品质量在线检测模型, 并分析该模型的性能;
  2. 现场操作人员通常是根据个人经验对带钢产品的工艺参数进行设定,你能否帮助他们建立一个带钢工艺参数优化的解决方案?
;