МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАТВЕРДЕВАНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛЯБОВЫХ ЗАГОТОВОК

Аннотация

Введение. Рассматривается задача параметрической идентификации математической модели процесса охлаждения и затвердевания непрерывнолитых слябов в зоне вторичного охлаждения (ЗВО) машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Актуальность работы обуславливается прежде всего тем, что качество получаемого таким образом изделия в существенной мере зависит от режима работы ЗВО. Технологический процесс достаточно сложный, не полностью изученный и, как следствие, пока еще плохо управляемый. Цель исследования: разработать процедуру параметрической идентификации модели процесса охлаждения и затвердевания металла по данным доступных для непосредственного измерения величин. Материалы и методы. Выполнен анализ и обобщение литературных данных по проблеме. Определена приемлемая структура математической модели, выбран критерий близости объекта и модели, поставлена и решена задача ее параметрической идентификации. Результаты. Определена приемлемая формула для описания реального температурного поля в заготовке после выхода металла из кристаллизатора. Численным исследованием установлено, что рассматриваемая задача идентификации решается устойчиво и практически с любой наперед заданной точностью, причем увеличение числа точек измерения температуры поверхности существенно повышает помехоустойчивость решения. При описании внешнего теплообмена в лучисто-конвективной форме задачу идентификации решали с помощью программы, реализующей метод покоординатного спуска, получающиеся при этом задачи одномерной минимизации решали с помощью подпрограммы, использующей метод золотого сечения. Для численного интегрирования уравнений модели применяли неявную конечно-разностную схему, которую решали методом прогонки. В случае, когда внешний теплообмен заготовки описывается только в конвективной форме, разработана и апробирована программа, использующая метод золотого сечения. Приведены рассчитанные по настроенной модели кривые изменения во времени переменных процесса. Заключение. Настроенная на «реальный процесс» математическая модель применена для выявления особенностей процесса охлаждения металла в ЗВО МНЛЗ ККЦ ПАО «ММК», в частности, по результатам исследования была осуществлена корректировка расходов охладителя вдоль технологической линии.