连续退火是钢铁企业带钢生产过程中的一个重要环节。在国内某大型钢铁企业连续退火生产过程中,均热炉内带钢张力由于无法在线测量并且波动频繁,导致经常发生带钢跑偏等故障。如果未能及时预警并有效处理,将可能导致断带停机等重大生产事故,进而对企业的经济效益造成较大损失。本文以某大型钢铁企业连退机组均热炉内带钢实际运行情况为背景,利用基于机理和数据解析混合建模方法实现对均热炉内带钢张力的实时计量,并对带钢跑偏进行实时监测与故障诊断,对于保障连续退火机组的正常和连续生产具有重要意义。具体研究内容如下:(1)针对均热炉内带钢张力无法在线测量的问题,利用带钢张力的产生机理,建立了均热炉内各辊子处的带钢张力机理模型。基于实际生产过程数据的测试结果表明该模型能够实现对炉内带钢张力的实时计量,但模型精度还有待提高。(2)针对机理模型精度不高的问题,提出了基于机理和数据解析的混合建模方法,该方法利用最小二乘支持向量机对机理模型的误差进行校正,以提高模型的计算精度。基于实际生产过程数据的测试结果表明,混合模型要显著优于机理模型,能够获得满足实际生产要求的较高精度。(3)针对带钢在均热炉内存在跑偏并且故障数据无法获得的问题,提出了基于机理和主元分析相结合的监测与故障诊断方法,用来降低误报率并提高故障诊断的精度。基于实际生产过程数据的测试结果表明了混合方法是有效的。(4)基于以上研究成果,开发了连退均热炉带钢跑偏监测与故障诊断系统,在国内某大型钢铁企业连退机组的实际应用结果表明该系统能够较好地满足现场对于均热炉内带钢张力实时计量、跑偏监测与故障诊断的需求。