Optimization of Nozzle Layout in Continuous Casting Machine
DOI:
https://doi.org/10.14529/mmp160109Ключевые слова:
моделирование теплового состояния заготовки, оптимизация схемы расположения форсунок, зона вторичного охлаждения, машина непрерывного литья заготовок.Аннотация
В статье представлены результаты исследования, посвященного разработке математических основ для поиска оптимальной схемы расположения форсунок в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок, а также описана реализация данных основ в рамках специализированной системы автоматизации проектирования. Процедура оптимизации основана на двумерной математической модели теплового состояния заготовки, учитывающей схему расположения форсунок, а также критерии оптимальности поперечного теплового профиля поверхности заготовки. Решение задачи оптимизации достигается путем итеративного моделирования теплового состояния заготовки и поиска таких позиций форсунок, при который результаты моделирования оказываются наилучшими с точки зрения предложенного критерия. Выполнение процедуры оптимизации на входных условиях, основанных на параметрах существующей машины непрерывного литья заготовок, показало, что оптимальная схема расположения форсунок позволяет обеспечить более гладкий поперечный тепловой профиль поверхности заготовки. Результаты исследования могут быть использованы в процессе проектирования новых машин непрерывного литья заготовок, модернизации существующих, а также для численных исследований работы системы вторичного охлаждения при различных параметрах.Библиографические ссылки
Bulanov L.V., Korzunin L.G., Parfenov E.P., et. al. Mashiny nepreryvnogo lit'ya zagotovok. Teoriya i raschet [Continuous Casting Machine: Theory and Design]. Yekaterinburg, 2004. 320 p. (in Russian)
Evteev D.P., Kolybalov I.N. Nepreryvnoye lit'yo stali [Continuous Casting of Steel]. Moscow, 1984. 200 p. (in Russian)
Hardin, R., Liu, K., Beckermann, C., Kapoor, A. A Transient Simulation and dynamic Spray Cooling Control Model for Continuous Steel Casting. Metallurgical and materials transactions B, 2003, vol. 34, no. 3, pp. 297-306.
Samoilovich, Y.A., Kruleveckiy S.L., Goryainov V.A., Kabakov Z.K. Teplovye processy pri nepreryvnom lit'ye stali [Heat Processes in Continuous Casting of Steel]. Moscow, 1982. 152 p. (in Russian)
Borisov V.Т. Teoriya dvuhfaznoi zony metallicheskogo slitka [Theory of the Two-Phase Zone of Metal Ignot]. Moscow, 1987. 222 p. (in Russian)
Meng, Y., Thomas, B. Heat transfer and solidification model of continuous slab casting: CON1D. Metallurgical and Materials Transactions, 2003. no. 5, pp. 685-705.
Meng, Y., Thomas, B. Simulation Using Realistic Spray Cooling for the Continuous Casting of Multicomponent Steel. Journal of Materials Science and Technology, 2002, vol. 18, pp. 123-128.
Vdovin K.N., Tochilkin V.V., Yachikov I.M. Nepreryvnaya razlivka stali: monografiya [Continuous Casting of Steel: Monography]. Magnitogorsk, 2012. 590 p. (in Russian)
Stolyarov A.M., Kazakov A.S. Vtorichnoye ohlazhdeniye nepreryvnolityh slyabov na krivolineynoy MNLZ s vertikal'nym uchastkom [Secondary Cooling of the Continuously Casted Slabs in Curvilinear CCM with Vertical Part]. Magnitogorsk, 2011. 116 p. (in Russian)
Logunova, O.S., Matsko, I.I, Posohov, I.A., Luk'ynov, S.I. Automatic System for Intelligent Support of Continuous Cast Billet Production Control Process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology , 2014, vol. 74, no. 9-12, pp. 1407-1418.
