Модели и алгоритмы обработки информации в системе оценки технологических параметров производства слябов на линии "МНЛЗ - нагревательная печь" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Кибардин, Антон Николаевич

• Кибардин, Антон Николаевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Кибардин, Антон Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВА СЛЯБОВ

НА ЛИНИИ «МНЛЗ-НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ»

1.1 Анализ методов, моделей и алгоритмов обработки информации

для оценки параметров теплового состояния стальных слябов

1.1.1 Моделирование затвердевания стальных слябов

1.1.2 Моделирование теплообмена на поверхности сляба

в кристаллизаторе МНЛЗ

1.1.3 Моделирование теплообмена на поверхности сляба в ЗВО МНЛЗ

1.1.4 Моделирование теплообмена на поверхности сляба при термостатировании и нагреве в методической печи

1.2 Характеристика режимов охлаждения и нагрева слябов на линии «МНЛЗ - нагревательная печь

1.2.1 Технология производства слябов на линии

«МНЛЗ - прокатный стан»

1.2.2 Режимы затвердевания и охлаждения слябов в МНЛЗ

1.2.3 Режимы термостатирования и нагрева слябов

и оптимизация тепловой работы нагревательных печей

1.2.4 Технологии получения проката на литейно-прокатных модулях

1.3. Определение требований к математическому обеспечению системы оценки технологических режимов производства слябов

1.4. Выводы по главе

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ,

ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ И НАГРЕВА СЛЯБОВ

2.1 Системная модель оценки технологических параметров

производства слябов на линии «МНЛЗ - нагревательная печь»

2.2 Математическая модель охлаждения, термостатирования

и нагрева сляба линии «МНЛЗ - нагревательная печь»

2.2.1 Математическая модель охлаждения и затвердевания сляба

в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения МНЛЗ

2.2.2 Математическая модель охлаждения сляба в зоне воздушного охлаждения МНЛЗ и при термостатировании

2.2.3 Математическая модель нагрева слябов в методической печи

2.2.4 Оценка средней энтальпии и температуры сляба

2.3 Метод оценки теплового состояния сляба

по тепловому балансу МНЛЗ

2.3.1 Тепловой баланс криволинейной ролико-форсуночной МНЛЗ

2.3.2 Оценка потоков теплоты, отводимой паровоздушной смесью

и неиспарившейся водой в ЗВО МНЛЗ

2.3.3 Оценка погрешности определения статей теплового баланса

2.4 Функциональная модель системы оценки технологических

параметров производства слябов на линии «МНЛЗ - нагревательная печь»

2.5 Выводы по главе

3 АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ,

ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ И НАГРЕВА СЛЯБОВ

3.1 Алгоритмы оценки параметров теплового состояния сляба

3.1.1. Система конечно-разностных уравнений для оценки

параметров теплового состояния сляба в МНЛЗ и термостате

3.1.2 Алгоритм оценки параметров теплового состояния сляба

в МНЛЗ и термостате

3.1.3 Алгоритм оценки параметров теплового состояния сляба

в нагревательной печи

3.2. Тестирование алгоритмов оценки теплового состояния сляб

3.3. Алгоритм оптимизации режимов охлаждения, термостатирования и

нагрева слябов на линии «МНЛЗ - термостат - печь»

3.4. Выводы по главе

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ, ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ И НАГРЕВА СЛЯБОВ

4.1 Основные функциональные элементы и блоки системы

оценки технологических параметров производства слябов

4.2 Методика настройки алгоритмического обеспечения

4.3 Исследование алгоритмов оценки параметров

теплового состояния сляба

4.4. Исследование алгоритма оптимизации режимов

охлаждения, термостатирования и нагрева стальных слябов

4.5 Перспективы применения системы оценки технологических параметров производства слябов

4.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и алгоритмы обработки информации в системе оценки технологических параметров производства слябов на линии "МНЛЗ - нагревательная печь"»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Себестоимость производства стального проката в значительной мере определяется энергетическими затратами на всех этапах металлургического производства. Прокатное производство является достаточно энергоемким, поскольку нагревательные печи, где производится нагрев металла перед прокаткой, потребляют большие количества высококачественного топлива (природный газ и т.п.). Потребление топлива в прокатных цехах по теплоте сгорания составляет примерно 15 % от всего количества топлива, сжигаемого на металлургическом комбинате с полным циклом. На минизаводах, где сталь выплавляется в электропечах, прокатное производство является основным потребителем топливных энергоресурсов.

В настоящее время на металлургических комбинатах жидкая сталь разливается преимущественно на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Высокотемпературные стальные слябы, выходящие из машины непрерывного литья заготовок, имеют среднемассовую температуру более 1000 С и содержат значительное количество физической теплоты. При отсутствии поверхностных дефектов (трещин и т.п.) горячие слябы можно сразу загружать в нагревательные печи прокатного производства, осуществляя так называемый горячий посад, тем самым повышая производительность печей и снижая удельный расход топлива в печах. В последнее время, на некоторых отечественных комбинатах начали применять горячий посад слябов, однако, режимы нагрева таких слябов в печах не отработаны, и далеки от совершенства. В большинстве же случаев горячие слябы после МНЛЗ поступают сначала на холодный склад, где производится диагностика дефектов на поверхности слябов и их зачистка. На складе слябы охлаждаются, часто до температуры окружающей среды, и в методические печи прокатных станов они поступают в холодном состоянии, из которого их нужно нагреть перед прокаткой до среднемассовой температуры 1200-^1250 °С.

В научно-технической литературе имеется большое количество работ, посвященных режимам затвердевания и охлаждения слябов и оценке их теплового состояния в МНЛЗ, например, работы Д.П. Евтеева, А.Д. Акименко, Е.М. Китаева, А.И. Вейника, В.А. Емельянова, Ю.А. Самойловича, Б.Т. Борисова, В.А. Ефимова, В.А. Журавлева, З.К. Кабакова, А.И. Цаплина, Н.И. Шестакова, С.В. Лукина и др. Также имеется много работ, где исследуются режимы нагрева слябов и оценка их теплового состояния в нагревательных печах, например, работы М.А. Глинкова, Б.С. Мастрюкова, В.А. Кривандина, Л.А. Бровкина, В.В. Бухмирова, В.А. Арутюнова, А.Н. Лебедева, В.Л. Гусовского, Бровкина В.А, Е.И. Казанцева, А.К. Соколова, М.Л. Германа, и др.

Чтобы эффективно использовать физическую теплоту слябов, нужно уметь определять их тепловое состояние на выходе из МНЛЗ, и далее, на всех этапах термостатирования и нагрева, вплоть до поступления на прокатный стан. В настоящее время есть методы, позволяющие определять тепловое состояние сляба на отдельных этапах его тепловой обработки, тогда как система оценки теплового состояния сляба на всей технологической линии от МНЛЗ до нагревательной печи отсутствует. Наличие такой системы позволит минимизировать необходимую длительность нагрева сляба в печах, и максимально снизить расход топлива и степень окисления металла в печах.

Разработка моделей оценки и оптимизации технологических режимов на линии «МНЛЗ - нагревательная печь» может дать значительные энергетический, экономический и экологический эффекты в результате значительного (в несколько раз) сокращения расхода топлива в печах прокатного производства. Поэтому, разработка моделей и алгоритмов оптимизации режимов охлаждения, термостатирования и нагрева слябов, разлитых на МНЛЗ, является актуальной.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является значительное снижение расхода топлива в нагревательных печах прокатного производства и повышение их производительности за счет оптимизации технологических режимов охлаждения, термостатирования и

нагрева слябов на линии от МНЛЗ до нагревательной печи.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Анализ методов, моделей и алгоритмов обработки информации при оценке технологических параметров производства стальных слябов в МНЛЗ, термостатах и нагревательных печах.

2. Разработка математического обеспечения системы оценки технологических параметров производства слябов на линии «МНЛЗ -термостат - нагревательная печь».

3. Разработан метод оценки теплового состояния сляба в криволинейной ролико-форсуночной МНЛЗ.

4. Разработано алгоритмическое обеспечения системы оценки и оптимизации технологических параметров производства слябов на линии «МНЛЗ -термостат - нагревательная печь».

5. Проведены экспериментальные исследования моделей и алгоритмов обработки информации в системе оценки технологических параметров производства слябов на линии «МНЛЗ - термостат - нагревательная печь».

Методы исследования: для решения поставленных в работе задач использовались методы математического и компьютерного моделирования, теоретические основы металлургической теплотехники, основы теории построения алгоритмов и программ, системного анализа.

Объект исследования: система оценки технологических параметров технологии сляба на линии «МНЛЗ - термостат - нагревательная печь».

Предметом исследования являются математические модели, методы и алгоритмы обработки информации в системе оценки параметров теплового состояния слябов на линии «МНЛЗ - термостат - нагревательная печь».

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту: 1. Математическая модель охлаждения, термостатирования и нагрева сляба, отличающаяся тем, что позволяет производить оценку технологических параметров производства сляба на всех этапах его тепловой обработки на линии «МНЛЗ - термостат - методическая нагревательная печь».

2. Новый метод оценки теплового состояния сляба в ролико-форсуночной МНЛЗ с водовоздушными форсунками, основанный на экспериментально-расчетном исследовании теплового баланса МНЛЗ, позволяющий определять интенсивность охлаждения сляба в ЗВО с учетом нерегулируемого отвода теплоты роликами.

3. Алгоритмическое обеспечение системы прогнозирования режимов охлаждения, термостатирования и нагрева стальных слябов на линии «МНЛЗ -нагревательная печь», включающее алгоритмы:

- алгоритм расчета температурного поля сляба в криволинейной МНЛЗ, в термостате, в методической нагревательной печи, и оценки теплового состояния сляба на линии «МНЛЗ - термостат - нагревательная печь»;

- алгоритм оптимизации режимов охлаждения, термостатирования и нагрева стальных слябов в системе оценки параметров теплового состояния слябов, обеспечивающий поступление сляба на прокатку с заданной среднемассовой температурой и допустимым градиентом температур по сечению сляба, а также максимальную экономию топлива в нагревательных печах.

Практическая ценность работы. Разработано программное обеспечение, позволяющее численно рассчитывать температурное поле сляба в МНЛЗ, на воздухе, в термостате, в нагревательной печи.

На основе исследования теплового баланса криволинейной МНЛЗ № 3 сталеплавильного производства ЧерМК ПАО «Северсталь» и измерения температуры поверхности сляба установлены параметры, определяющие теплообмен на поверхности сляба в кристаллизаторе, зонах вторичного и воздушного охлаждения МНЛЗ.

Установлены оптимальные режимы охлаждения и термостатирования сляба в криволинейной МНЛЗ, и оптимальные режимы нагрева и томления сляба в методической печи.

При внедрении результатов исследований на металлургических заводах, имеющих непрерывную разливку стали, ожидается значительное (в несколько

раз) сокращение расхода топлива в нагревательных печах прокатного производства, увеличение производительности печей.

Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждена корректным использованием методов математического моделирования теплофизических процессов при затвердевании слябов в МНЛЗ, охлаждении на воздухе и термостате, нагреве в печах, а также сравнением результатов моделирования с данными экспериментов, полученных в промышленных условиях.

Реализация результатов работы. Работа выполнялась в ФГБОУ ВО «Череповецкий государственный университет» с 2010 по 2016 г. Результаты работы использовались при выполнении НИР по теме «Разработка технологии утилизации низкопотенциальной теплоты систем охлаждения промышленных агрегатов», которая выполнялась по государственному заданию Минобрнауки РФ с 01.01.2013 по 31.12.2013 (регистрационный номер НИР: 7.8398.2013). Результаты исследований переданы для внедрения на ЧерМК ПАО «Северсталь». Также результаты работы рекомендуются к внедрению на всех металлургических комбинатах и мини-заводах, где применяется непрерывная разливка стали.

Соответствие паспорту специальности. Проблематика, рассмотренная в диссертации, соответствует пункту 4 паспорта специальности 05.13.01 -«Системный анализ, управление и обработка информации (в металлургии)» (п. 4. Разработка методов и алгоритмов решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации).

Апробация работы. Основные разделы работы докладывались на Всероссийских научно-практических конференциях «Череповецкие научные чтения - 2011», «Череповецкие научные чтения - 2012», (Череповец, 2011, 2012), на X международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Новосибирск, 2012), на международной научной заочной конференции «Перспективы научного развития теплофизики и теплотехники» (Москва, 2013), на 1Х-ой Международной научно-технической

конференции «Автоматизация машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2014).

Публикации. Материалы диссертации изложены в 15 работах (из них 9 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК для соискателей степени кандидата технических наук).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 166 страниц текста, 33 рисунка, 8 таблиц, список литературы из 127 наименований.

2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВА СЛЯБОВ НА ЛИНИИ «МНЛЗ-НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ»

1.1 Анализ методов, моделей и алгоритмов обработки информации для оценки параметров теплового состояния стальных слябов

1.1.1 Моделирование затвердевания стальных слябов в МНЛЗ

Разливка стальных слябов на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) - это современный, высокопроизводительный, технологический процесс в металлургии. В настоящее время непрерывная разливка стали широко применяется как на территории России, так и за рубежом в таких, как США, Япония, Италия, ФРГ, Южная Корея и др. [126]. Наиболее широкое распространение получили радиальные (криволинейные) и вертикальные МНЛЗ [82].

Рассмотрим конструкцию и основные функции МНЛЗ на примере криволинейной слябовой машины (рис. 1.1) конструкции АО «Уралмаш». Такие машины успешно эксплуатируются в конвертерном производстве ЧМК ПАО «Северсталь» с 1980 г. [11]. Криволинейная МНЛЗ состоит из радиального участка I, криволинейного участка II, горизонтального участка III. Жидкая сталь 1 из разливочного ковша 2 поступает в промежуточный ковш 3, а из него через разливочный стакан 4 в кристаллизатор 5. В кристаллизаторе 5 происходит формирование оболочки непрерывного сляба. Сформировавшийся в кристаллизаторе сляб с затвердевшей оболочкой попадает в зону вторичного охлаждения (ЗВО) 7, где осуществляется его дальнейшее охлаждение с помощью водяных или водовоздушных форсунок. Для предохранения сляба от раздутия (выпучивания) в результате действия ферростатического давления ЗВО оборудуется специальной поддерживающей системой 6 в виде роликов, брусьев и др.

Рис. 1.1. Принципиальная схема криволинейной МНЛЗ.

Кристаллизатор является одним из наиболее функционально важных узлов, которые определяют рациональную работу МНЛЗ и требуемое качество полученного сляба. Кристаллизатор состоит из внутренней медной рубашки, и жесткого стального корпуса. Длина современных кристаллизаторов составляет порядка 900-^1000 мм [102]. Сляб, выходящий из кристаллизатора, имеет твердую оболочку толщиной 15^-35 мм [11].

Зона вторичного охлаждения МНЛЗ располагается сразу после кристаллизатора. Ее протяженность на современных МНЛЗ может составлять от 10 до нескольких десятков метров. Основная задача ЗВО - охлаждение заготовки при помощи воды или водо-воздушной смеси. Рациональное охлаждение сляба является наиболее важной задачей, решаемой в ЗВО.

Отвод теплоты от поверхности сляба в ЗВО достигается путем интенсивного охлаждения его поверхности водой, отвода тепла к поддерживающим роликам

с внутренним охлаждением и вследствие конвекции и лучеиспускания в окружающую среду.

Исследованиями процессов затвердевания и охлаждения стальных слябов в МНЛЗ занимались многие российские и зарубежные ученые. Тепловое состояние сляба можно считать известным, если определено температурное поле во всех точках сечения сляба вдоль всей технологической оси МНЛЗ. Достаточно точная оценка параметров теплового состояния сляба может быть проведена с помощью метода математического моделирования. Целесообразность и необходимость использования метода математического моделирования обусловлены трудностями проведения натурных исследований процесса затвердевания сляба [99].

На данный момент разработано большое количество математических моделей, описывающих процессы, протекающие при охлаждении и затвердевании сляба. Такие модели различаются числом учитываемых факторов, влияющих на процесс затвердевания: чем меньше факторов они учитывают, тем, как правило, расчет процесса затвердевания является более простым и менее точным. В некоторых, наиболее простых случаях можно получить аналитическое решение, описывающее рост средней толщины твердой фазы сляба в зависимости от наиболее важных факторов: времени затвердевания, усредненных теплофизических параметров металла, постоянных граничных условий на поверхности [14, 15, 31, 46, 94, 99, 100, 118]. В более сложных математических моделях затвердевания [8, 10, 11, 96-100, 115, 116] учитываются зависимость теплофизических параметров от температуры, выделение скрытой теплоты кристаллизации в интервале температур ликвидус - солидус и связанные с этим процессы образования кристаллов, сложные условия теплообмена на поверхности сляба, конвективное перенос теплоты в жидкой фазе слитка, диффузионный перенос примесей, различные особенности технологии разливки и другие факторы. Сложные математические модели могут быть реализованы, как правило, численным образом с помощью ЭВМ.

В последнее время для решения задач затвердевания широко используют

теорию квазиравновесной двухфазной зоны, разработанную В.Т. Борисовым [10]. На основе квазиравновесной теории В.Т. Борисова во ВНИИМТе [99] разработана простая и универсальная модель затвердевания и охлаждения непрерывного слитка. В данной модели уравнение нестационарной теплопроводности записывается в виде:

ср-Эг/дт = сНу X^Vt + р-Х-ду/Эт (1.1)

где с, р, X - теплоемкость, плотность и коэффициент теплопроводности металла; Ь - теплота затвердевания; У - доля твердой фазы: У=1/тп/1/(ь где Утв -объем твердой фазы в элементарном объеме двухфазной зоны У0. Для жидкой фазы \|/ = 0, для полностью затвердевшей части слитка ц/ = 1 и для двухфазной зоны 0 < \|/ < 1.

В квазиравновесной модели доля твердой фазы ¥ однозначно определяется температурой I, поэтому уравнение (1.1) можно привести к следующему виду:

р-Сэф t -Э?/дт = сНу Х-УГ , (1.2)

где величина эффективной теплоемкости Сэф задается в виде:

СЭФ t =

с t -Ldy/dt, tc<t<ta; (13)

с t <t

ТВ ' 1 ^ 1С'

где сж и ств - теплоемкости жидкого и твердого металла; tc и ?л - температуры солидуса и ликвидуса стали.

В самом простом случае можно принять, что величина Ч7 в интервале температур tz < t < tл линейно уменьшается от 1 до 0, в результате эффективная теплоемкость будет равна

Сэф t =c + L/ tn-tc , (1.4)

где с - средняя теплоемкость металла в интервале температур ^

Зависимость (1.4) позволяет достаточно точно рассчитывать процессы затвердевания слябов в МНЛЗ [11]. В работах [99, 116] используются более сложные выражения для расчета величины Сэф.

Равновесное затвердевание происходит в интервале температур ликвидуса и солидуса зависимость которых от концентрации углерода (если рассматривать сталь как бинарный сплав «железо-углерод») определяется следующими формулами [26]:

_ |1532,8-80,972-С, °С, 0<С<1 [1548,02-96,051-С, °С, 1<С<4,3

_Г1531,283-197,480-С, °С, 0<С<2 ^ ~ [1136,324, °С, 2<С < 4,3.

где С - концентрация углерода в стали, %.

Влияние легирующих элементов на температуры ликвидус 1л и 1с учитывают эмпирические зависимости [32]:

= 1535,7 - 71 • С - 9,1 ■ 81 - 4,9-Мп - 0,9 • Ж -1,6 • Сг - 3,9 • М -1,8-Мо - 2 • V - 2,7 • Ж (1,5а)

= 1536 -197,5С -12,3£/ - 6, Шп -124,5Р -183,- 4, Ь4/ -1, АСг - 4,3№. (1.56)

Конкретные значения теплоты кристаллизации Ь, выделяемой или поглощаемой при фазовом переходе в интервале температур двухфазной зоны для различной марки стали приведены в [4] и мало отличаются от значения этого параметра для чистого железа Ь = 272 кДж/кг. С увеличением содержания углерода величина Ь уменьшается.

В пределах двухфазной зоны может быть выделена температура затвердевания и, определяемая по формуле [97]:

*л-*с , (1.6)

где к - безразмерный коэффициент. Температура затвердевания ^ определяет границу выливаемости, введенную Б.Б. Гуляевым на основе опытов по опрокидыванию частично затвердевших отливок [24]. При таком подходе часть двухфазной зоны - слой влечения [97] - относится к жидкому ядру слитка. В опытах Б.Б. Гуляева к = 0,3. В работе [100] на основе опытных данных принято к = 0,2. По данным японских исследователей [107] для стали с с содержанием углерода 0,65 % экспериментально установленная критическая доля твердой фазы, при которой жидкая фаза не проникает в промежутки между ветвями

дендритов, составляет 24-43%.

Теплообмен в жидком ядре слитка происходит не только за счет молекулярной теплопроводности, но также за счет конвекции. При расчете процесса затвердевания слитков с учетом конвективного движения жидкого ядра на основе квазиравновесной математической модели затвердевания широко используется подход, когда для жидкой стали вводят эффективный коэффициент теплопроводности расплава в несколько раз превышающий молекулярный коэффициент теплопроводности стали Лж [99]:

где |3 > 1 - поправочный коэффициент. По количественной оценке коэффициента |3 в литературе встречаются противоречивые данные. В работе [51] предлагается взять Р = 7-8. В работе [39] была проведена приближенная оценка коэффициента Л-.ф жидкой стали по экспериментальным данным, обработанным с помощью математической модели, в результате рекомендуется Р = 5-6. В практических исследованиях результаты расчетно-теоретического анализа удовлетворительно согласуются с экспериментальными, если принять Р = 2-5 [79].

Для определения коэффициента А,Эф в жидкой фазе слябовых заготовок, ширина которых много больше толщины, в [70] предложено выражение:

Хэф=тах 4/тг2 -аж-Вж,1м t , (1.7)

где аж - коэффициент теплоотдачи от жидкой стали к оболочке; Вж -полутолщина жидкого ядра, равная Вж = В - В - полутолщина сляба; -толщина оболочки сляба, определенная по температуре затвердевания лм(/) -коэффициент теплопроводности металла в зависимости от температуры.

В кристаллизаторе МНЛЗ преобладает вынужденная конвекция, интенсивность которой зависит от способа подвода жидкого металла, диаметра отверстий разливочного стакана, ширины сляба; величина аж находится в диапазоне аж= 5000-10000 Вт/(м2К) [70].

В ЗВО МНЛЗ, где имеет место свободная конвекция в жидком ядре, для

л

расчета величины аж, Вт/(м -К), в [70] получено выражение:

/ о 1/3

аж=0ДЗ-Хж. ,

л

где ^ = 9,81 м/с ; кж, аж - молекулярные коэффициенты теплопроводности и температуропроводности жидкой стали; рж - коэффициент объемного температурного расширения жидкой стали, 1/К; & - разность температуры в центре жидкого ядра сляба и средней температуры затвердевания tз.

После определения величины следует определить коэффициент

теплопроводности в объеме двухфазной зоны фазы слитка.

В [99] считают, что влияние величины А,Эф при моделировании распространяется по всей ширине двухфазной зоны непрерывного слитка и коэффициент теплопроводности в двухфазной зоне определяют по формуле:

Х = Хт\у + (\ -уНэф, где \|/ - доля твердой фазы в элементе объема; Хт - коэффициент теплопроводности твердой фазы.

В отличие от этого в [107] на основе анализа своих экспериментальных данных условно разделяют двухфазную зону на две части: проницаемую для потока металла (область О-^Ч^) и непроницаемую (область Ч^-Н). Глубина проникновения, характеризуемая изолинией величины \|/ь возрастает асимптотически с увеличением отношения скорости движения металла к скорости перемещения фронта кристаллизации [107].

В работе [70] предлагается следующая аппроксимация коэффициента теплопроводности в зависимости от температуры X = л(/):

Ь = *3 + Ч-Ь- 'з ■ '-'з /'л-'з (1'8)

где ^ и ^ - температуры ликвидуса и солидуса стали; ^ - температура затвердевания стали, определяемая выражением (1.6); А-.ф - эффективный коэффициент теплопроводности жидкой фазы, определяемый по формуле (1.7).

Уравнения (1.1)—(1.8) позволяют рассчитать температурное поле внутри стального сляба, но для это нужно дополнительно задать граничные условия. Рассмотрим, как задаются условия теплообмена на поверхностях сляба в криволинейной МНЛЗ.

1.1.2 Моделирование теплообмена на поверхности сляба в кристаллизаторе

На мениске жидкого металла в кристаллизаторе, который обычно утепляется слоем шлака, следует задавать условие адиабатности [99, 116]:

д'/&и=°> (1-9)

где 2 - координата технологической оси МНЛЗ, отсчитываемая от мениска жидкого металла. При использовании условия (1.9) нужно специальным образом задавать распределение температуры в жидком ядре сляба в кристаллизаторе [16], чтобы учесть перегрев металла относительно температуры ликвидус, либо решать сложную систему дифференциальных уравнений, включающих уравнения энергии, движения и неразрывности внутри жидкого ядра сляба, что для трехмерного случая представляет исключительно трудную задачу [116]. Поэтому, чтобы более просто учесть перегрев металла, в работах [32, 70] вместо выражения (1.9) используется такое выражение:

1=о='о, (1.10)

где ^ - температура жидкой стали, подаваемой из промковша в кристаллизатор.

На поверхности сляба, находящейся в контакте с рабочей стенкой кристаллизатора, в работах [16, 70] задаются граничные условия Ш-ого рода:

-^/Чов=(Х- '-"'в ' (1Л1)

где п - нормаль к поверхности сляба; а - коэффициент теплоотдачи от поверхности сляба к охлаждающей воде; ^ - средняя температура воды, охлаждающей кристаллизатор.

Например, в [16] используется схема теплопередачи от сляба к охлаждающей воде кристаллизатора, показанная на рис. 1.2.

8 8

Рис. 1.2. Схема теплопередачи от сляба к воде кристаллизатора; 1 - жидкая сталь; 2 -затвердевающая корка; 3 - зазор, частично заполненный шлаком; 4 - медная стенка; 5 -охлаждающая вода; 6 - кристаллизатор; q -удельный тепловой поток от поверхности слитка; 8 - величина зазора; 8М - толщина медной стенки.

4\ 5 \ 6

На основе схемы на рис. 1.2 в [16] получены выражения для расчета коэффициента теплоотдачи а в кристаллизаторе:

ал=а0впр Т2п+Т2м Тп+Тм ; Ги=Гв+д 8мДм+1/ав , (1.12)

где ^ - температура поверхности слитка; ^ - температура охлаждающей воды; ав - коэффициент теплоотдачи от рабочей стенки к воде; 5М - толщина медной стенки; Ам - коэффициент теплопроводности меди; II,к - термическое сопротивление зоны контакта слитка с кристаллизатором; ф - эмпирическая величина, характеризующая распределение шлака по высоте кристаллизатора; Хт - коэффициент теплопроводности газа; 8 - величина зазора; А,ш -коэффициент теплопроводности шлака; е пр = 1/ 1/е1 + 1/е2 +1 - приведенная степень черноты; 81, в2 - степени черноты поверхности слитка и рабочей

_о л л

поверхности кристаллизатора; ст0 =5,67-10 Вт/(м -К ).

Распределение шлака ф удовлетворяет уравнению связи уровня, установленному в работе [93] экспериментально в виде:

(р = а-еь'\ (1.13)

где а = 100, Ь = 0,04 - эмпирические коэффициенты; т - время нахождения сляба в кристаллизаторе, с.

Отметим, что выражение (1.13) получено почти 40 лет назад, и для современных кристаллизаторов с переменной конусностью и шлакообразующих смесей оно неприменимо. Кроме того, в формулу (1.12) входит неизвестная величина зазора 5.

В работе [68] для расчета коэффициента а в (3) получены формулы: а х = 50/Хз+5стДст+1/аэф 1, при 5 х <80;

(114)

а х = 5 х Аз+5оТАоТ+1/аэФ , при5 х >50, где т - время затвердевания; 80 > 0 - толщина гарнисажа из застывшей смазки

на уровне мениска; 8(т) - средняя эффективная величина стохастического

зазора между слитком и рабочей поверхностью стенки; Х3 - коэффициент

теплопроводности зазора (в случае смазки, обладающей достаточной

текучестью, Х3 равен коэффициенту теплопроводности смазки Лсм); 8СТ -

толщина рабочей стенки; Лст - коэффициент теплопроводности материала

стенки; аЭф - эффективный коэффициент теплоотдачи от стенок каналов к воде.

Для расчета 5(т) [68] получено в выражение:

х,х

Т Ас -с я, „ , ^

се ui л,L

8 т =-J J (Зг-----dx

V и У

■dx,

где t(x,x) - температура оболочки сляба в зависимости от расстояния до поверхности слитка х и от х; =^с(т) - толщина оболочки по солидус; Р/ -температурный линейный коэффициент расширения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кибардин, Антон Николаевич, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антонова, Ю.В. Метод и алгоритмы оптимизации режимов затвердевания, охлаждения и нагрева в системе оценки теплового состояния слитка: автореф. дне. ... канд. техн. наук / Антонова Ю.В. - Череповец, 2014. - 20 с.

2. Акименко, А.Д. Тепловой расчет машин непрерывного литья стальных заготовок [Текст] / А.Д. Акименко, Е.М. Китаев. - Горький, 1979. - 86 с.

3. А.с. 973226 СССР, МКИ В 22 Б 11/16. Способ автоматического управления режимом работы установки непрерывной разливки стали / Краснов Б.И. и др. - № 3292024/22-02; заявл. 20.05.81; опубл. 1982, Бюл. № 42. - С. 33.

4. Баландин, Г.Ф. Основы теории формирования отливок. - М.: Машиностроение, 1979. - 336 с.

5. Бардыбахин, А.И. Условия оптимальности для нагрева металла с минимальным окислением / А.И. Бардыбахин // Изв. вузов. Черная металлургия - 1995. № 3. - С. 65 - 68.

6. Бардыбахин, А.И. Расчет оптимальных по расходу топлива режимов нагрева металла в нагревательных колодцах и исследование их эффективности /АИ. Бардыбахин // Изв. вузов. Черная металлургия. -1991. -№ 7. - С. 88-92.

7. Бережанский, В.А. Математическая модель процесса кристаллизации и затвердевания непрерывного слитка [Текст] / В.А. Бережанский, В.И. Дождиков, В.А. Емельянов / Известия вузов. Черная металлургия. - 1987. - № 10. - С. 139.

8. Борисов, В.Т. Квазиравновесная теория двухфазной зоны и ее применение к затвердеванию сплавов [Текст] / В.Т. Борисов, В.В. Виноградов и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1977. - № 5. - С. 127-134.

9. Борисов, В.Т. Об оптимальных условиях охлаждения непрерывного слитка при изменении скорости его вытягивания [Текст] / В.Т. Борисов, Л.А. Соколов // Известия АН СССР. Металлы. - 1979. - № 1. - С. 124-129.

10. Борисов, В.Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка [Текст] /

B.Т. Борисов. - М.: Металлургия. - 1987. - 224 с.

11. Буланов, Л.В. Машины непрерывного литья заготовок. Теория и расчет [Текст] / Л.В. Буланов, Л.Г. Корзунин, Е.П. Парфенов и др.: Уральский центр ПР и рекламы "Марат". - 2004. - 349 с.

12. Бровман, М.Я. [Текст] / М.Я. Бровман, Е.В. Сурин, С.А. Крулевецкий // Сталь. - 1965, № 1. - С. 31-32.

13. Бровман, М.Я., Энергосиловые параметры заготовок непрерывной разливки стали [Текст] / Бровман М.Я., Сурин Е.В., Грузин В.Г. и др. - М.: Металлургия, 1969. - 282 с.

14. Вейник, А.И. Теория затвердевания отливки [Текст] / А.И. Вейник. - М.:

Машгиз. - 1960. - 435 с.

15. Вейник, А.И. Тепловые основы теории литья [Текст] / А.И. Вейник. - М.:

Машгиз. - 1953. - 384 с.

16. Габелая Д.И. Исследование тепловых процессов при формировании стальных слябовых заготовок и совершенствование стационарных и переходных режимов их непрерывного литья [Текст] / Д.И. Габелая // Автореф. ... канд. техн. наук. - Череповец: ЧГУ, 2002. - 16 с. [33Л]

17. Герман, М.Л. Оптимизация тепловых режимов нагревательных печей с шагающим подом [Текст] / М.Л. Герман // ИФЖ - 2006. - Т. 79. - № 4 -

C. 105 - 109.

18. Грибкова Ю.В. Метод и алгоритмы обработки информации для оценки параметров теплового состояния слябов на линии «МНЛЗ - холодный склад»: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Ю.В. Грибкова - Череповец, 2013.-20 с.

19. Гольдберг, Л.А. Решение задачи оптимизации тепловых и температурных режимов в печах с шагающим подом и сводовым отоплением / Л.А. Гольдберг, Е.В. Гуревич, В.Л. Гусовский // Изв. Вузов. Черная металлургия. - 1984. - № 3. -С. 110 - 115.

20. Гофман, А.В. Затвердевание слитка в машине непрерывного литья заготовок при динамических режимах разливки / А.В. Гофман, В.Г. Попов, С.В. Лукин // Металлург. - 2009. - № 7. - С. 50-52.

21. Григорьев, В.А. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника [Текст] /

B.А. Григорьев, В.М. Зорин. - М.: Энергоатомиздат. - 1991.

22. Губинский, В.И. К выбору оптимальной температуры нагрева в печи при минимальных затратах в системе «печь-стан» / В.И. Губинский, Ю.В. Куян, и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1989. - № 9. - С. 157 - 158.

23. Губинский, В.И. Экспериментальная оптимизация процесса наладки многозонных рециркуляционных печей / В.И. Губинский и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1981. - № 3. - С. 172 - 175.

24. Гуляев, Б.Б. Теория литейных процессов / Б.Б. Гуляев. - Л.: Машиностроение, 1976. - 214 с.

25. Девятов, Д.Х. Автоматизированная система контроля управления МНЛЗ. / Д.Х. Девятов, С.И. Лукьянов, О.С. Логунова, Е.С. Суспицын // Магнитогорск: МГТУ. - 2009. - 641с.

26. Дубовенко, И.П., Природа структурной неоднородности непрерывного слитка / И.П. Дубовенко, М.О. Мартынова, О.В. Чипурина // Известия вузов. Черная металлургия. - 1981. - № 5. - С. 45 - 48.

27. Евтеев, Д.П. Непрерывное литье стали [Текст] / Д.П. Евтеев, И.Н. Колыбалов. - М.: Металлургия, 1984. - 197 с.

28. Емельянов В.А. Тепловая работа машин непрерывного литья заготовок [Текст]. Учебн. пособие для вузов. - М.: «Металлургия». - 1988. - 143 с.

29. Есаулов, В.С. Моделирование процесса теплообмена при водовоздушном охлаждении непрерывнолитой заготовки [Текст] / В.С. Есаулов, А.И. Сопочкин и др. // Известия вузов. Черная металлургия. - 1990. - № 8. -

C. 82-85.

30. Ефимов, В.А. Современные технологии разливки и кристаллизации сплавов [Текст] / В.А. Ефимов, А.С. Эльдарханов. - М.: Машиностроение, 1998. - 360 с.

31. Ефимов, В.А. Стальной слиток. - М.: Металлургиздат, 1961. - 358 с.

32. Журавлев, В.А. Теплофизика формирования непрерывного слитка [Текст] / В.А. Журавлев, Е.Л. Китаев. - М.: Металлургия, 1974. - 216 с.

33. Иванцов, Г.П. Нагрев металла / Г.П. Иванцов. - Свердловск: Металлургиздат, 1985. - 215 с.

34. Исаченко, В.Л. Теплопередача [Текст] / В.Л. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. - М.: Энергоиздат, 1981. - 417 с. Исследование непрерывной разливки стали [Текст] / Под ред. Дж. Б. Лина; пер. с англ. - М.: Металлургия, 1982. - 200 с.

35. Иида Йосихару. Улучшение техники контроля вторичного охлаждения при непрерывной разливке [Текст] / Иида Йосихару, Кодана Масанорм, Судзуки Ясихару и др. // Tetsu to hagane / J. Iron and Steel. Inst. Jap. - 1978. -64, № 11. - Р. 203.

36. Кадыров, Э.Д. Внедрение нейросетевых алгоритмов в структуру автоматизированной системы управления металлургическими процессами. / Э.Д. Кадыров, Н.И. Котелева // Металлург. - 2010. - № 12. - С. 27-29.

37. Казанцев Е.И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. - М. Металлургия, 1975. - 368 с.

38. Калягин, Ю.А. Разработка энергоэффективного управления технологическим процессом охлаждения и затвердевания непрерывноголитого сляба / Ю.А. Калягин, С.В. Лукин, А.А. Синицын // Металлург. - 2013. - № 12. - С. 53-57.

39. Камаев, Ю.П. [Текст] / Ю.П. Камаев, Н.В. Хлопкова, А.И. Пугин // В кн.: Расчет и моделирование тепловых процессов. - Куйбышев: Книжное изд-во, 1976. - С. 128-131.

40. Капустин, Е.А Оптимальные режимы нагрева, минимизирующие окисление металла с учетом технологических ограничений / Е.А. Капустин, Л.Э. Гольдфарб // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1981. - № 7. - С. 126 - 129.

41. Карлинский, С.Е. Направления развития МНЛЗ ведущих зарубежных фирм [Текст] / С.Е. Карлинский, В.Т. Болозович, Л.Н. Дозмарова. - М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1987. - 48 с.

42. Кибардин, А.Н. Возможность использования теплоты охлаждения стали, разливаемой на машинах непрерывного литья заготовок [Текст] / А.Н. Кибардин, С.В. Лукин // Отраслевые аспекты технических наук: Материалы межд. науч. заоч. конф. «Перспективы научного развития теплофизики и теплотехники» - 2013. - № 1. - С. 12-14.

43. Кибардин, А.Н. Комплексное использование теплоты жидкой стали, разливаемой на машинах непрерывного литья заготовок [Текст] /А.Н. Кибардин, С.В. Лукин // Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования: Материалы IX межд. науч.-техн. конф. - Вологда: ВГТУ, 2014. - С. 38-42.

44. Кибардин, А.Н. Расчет теплопередачи в рабочей стенке щелевого кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок [Текст] / А.Н. Кибардин, С.В. Лукин // Технические науки - от теории к практике: Материалы Х международной научно-практической конференции. -Новосибирск, 2012. С. 24 - 25.

45. Кириллин, В.А. Техническая термодинамика [Текст]: Учебник для вузов / В.А. Кириллин, В.В. Сычев и др. - М.: Энергоатомиздат. - 1983. - 416 с.

46. Китаев, Е.М. Затвердевание стальных слитков / Е.М. Китаев. - М.: Металлургия, 1982. - 168 с.

47. Краснов, Б.И. Оптимальное управление режимами непрерывной разливки стали [Текст] / Б.И. Краснов. - М.: Металлургия, 1975. - 312 с.

48. Краснов, Б.И. Управление режимом вторичного охлаждения непрерывного слитка на криволинейных МНЛЗ [Текст] / Б.И. Краснов, В.И. Лебедев, Ф.М. Кац и др. // Автоматизация металлургического производства: темат. отраслевой сб. ВНИИАчермет. - М., 1977. - Вып. 5. - С. 107-116.

49. Кривандин В.А. Металлургические печи [Текст] / В.А. Кривандин, Б.Л. Марков - М.: Металлургия. - 1977. - 464 с.

50. Кривандин В.А. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Т1. Теория и конструкции металлургических печей [Текст] / В.А. Кривандин, Ю.П. Филимонов - М.: Металлургия. - 1977. - 479 с.

51. Кристаллизация и неоднородность стали [Текст] / Н.И. Хворинов Н.И. -М.: Машгиз. - 1958. - 382 с.

52. Куклев, А.В. Совершенствование охлаждения непрерывной заготовки / А.В. Куклев, В.В. Тиняков, Ю.М. Айзин и др. [Текст] // Сталь. - 1998. -№ 8. - С. 20 - 21.

53. Кузьминов, А.Л. Расчёт и диагностика процессов и оборудования непрерывной разливки стали [Текст] / А.Л. Кузьминов. - Череповец: ЧГУ, 1999. - 191 с.

54. Курбатов, Ю.Л. Оптимизация температурного режима проходных роликовых печей, работающих в технологическом потоке прокатного стана / Ю.Л. Курбатов, ВТ. Карбышев, СИ. Гинкул // Изв. вузов. Черная металлургия. -1981. - № 9. - С. 145 - 148.

55. Лисиенко, В.Г. Оптимальный нагрев металла в камерных печах минимальным расходом газа / В.Г. Лисиенко, В.Б. Ковалевский и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1994. - № 12. - С. 40 - 43.

56. Лифшиц, Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов / Б.Г. Лифшиц. -М.: Машгиз, 1959. - 368 с.

57. Лукин, С.В. Инженерная методика расчета теплопередачи в рабочей стенке щелевого кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок [Текст] / С.В. Лукин, А.Н. Кибардин, Ю.А. Калягин и др. // Вестник Череповецкого государственного университета. - 2012. - № 2. Т. 1. - С. 14 - 17.

58. Лукин, С.В. Использование теплоты охлаждения стали, разливаемой на машинах непрерывного литья заготовок, в системе теплоснабжения предприятия [Текст] / С.В. Лукин, Д.В. Поселюжный, А.Н. Кибардин // Промышленная энергетика. -№ 5. - 2013. - С. 7 - 9.

59. Лукин, С.В. Использование теплоты охлаждения стали, разливаемой на машинах непрерывного литья заготовок, в системе теплоснабжения

предприятия [Текст] / С.В. Лукин, Д.В. Поселюжный, А.Н. Кибардин // Промышленная энергетика. - 2013. - № 5. - С. 7 - 9.

60. Лукин, С. В. Исследование теплового баланса криволинейной машины непрерывного литья заготовок / С.В. Лукин, А.Н. Кибардин, А.А. Кочкин // Вестник Череповецкого государственного университета. - 2015. - № 3 (64). - С. 29 - 32.

61. Лукин, С.В. К вопросу оптимизации геометрических размеров охлаждающих каналов рабочей стенки щелевого кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок [Текст] / С.В. Лукин, Ю.А. Калягин, А.Н. Кибардин // Вестник Череповецкого государственного университета. - 2012. - № 2. Т. 1.

- С. 11-14.

62. Лукин, С.В. Математическая модель охлаждения слитка в термостате / С.В. Лукин, В.В. Мухин, Н.И. Шестаков, Ю.В. Антонова, М.С. Митюшова // Вестник Череповецкого государственного университета. - 2013. - № 3. Т. 2.

- С. 28 - 30.

63. Лукин, С.В. Оптимальное использование физической теплоты слябов после машины непрерывного литья заготовок / С.В. Лукин, А.Н. Кибардин // Металлург. - 2016. - № 7. - С. 38 - 43.

64. Лукин, С.В. Оптимизация режимов нагрева и термостатирования слябов при горячем посаде в нагревательные печи / С.В. Лукин, А.Н. Кибардин, С.Е. Сидоренкова, А.А. Кочкин // Вестник Череповецкого государственного университета. - 2016. - № 3 (72). - С. 11 - 14.

65. Лукин, С.В. Оптимизация режимов затвердевания, охлаждения и нагрева стальных слитков / С.В. Лукин, Н.И. Шестаков, Ю.А. Антонова // V International Conference "Science and Education" - Германия, Мюнхен, 27-28 февраля, 2014: Материалы международной научной конференции. 2014. - С. 334-337.

66. Лукин, С.В. Способ динамического управления вторичным охлаждением сляба на машинах непрерывного литья заготовок при стационарных и переходных процессах [Текст] / С.В. Лукин, Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин

и др. // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). - М.: Машиностроение. -2003. - № 3. - С. 30-32.

67. Лукин, С.В. Совершенствование режимов затвердевания, охлаждения и нагрева стальных слитков / С.В. Лукин, Н.И. Шестаков, Ю.В. Антонова // Металлург. - 2014. - № 6. - С. 26 - 30.

68. Лукин, С.В. Совершенствование теплообмена при охлаждении металла в машинах непрерывного литья заготовок: автореф. дис. ... докт. техн. наук / С.В. Лукин. - Иваново, 2013. - 40 с.

69. Лукин, С.В. Теоретическое изменение интенсивности охлаждения и затвердевания сляба в машине непрерывного литья заготовок / С.В. Лукин, В.В. Мухин, Е.Б. Осипов, Г.Н. Шестаков, А.П. Шалкин // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2009. - № 3. - С. 46-51.

70. Лукин, С.В. Тепловые процессы при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок [Текст]: / С.В. Лукин. - Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ. - 2008. - 418 с.

71. Лукин, С.В. Уменьшение теплового загрязнения при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок [Текст] / С.В. Лукин, В.М. Аленичев, А.Н. Кибардин // Безопасность жизнедеятельности. - 2011. - № 5.

- С. 48 - 53.

72. Лукин, С.В. Утилизация низкопотенциальной теплоты в системе охлаждения машины непрерывного литья заготовок [Текст] / С.В. Лукин, А.Н. Кибардин, В.В. Мухин // Вестник Череповецкого государственного университета. -2012. - № 2. Т. 1. - С. 11-14.

73. Лукин, С.В. Утилизация теплоты охлаждения металла при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок [Текст] / С.В. Лукин, А.Н. Кибардин, С.В. Яковлев // Череповецкие чтения - 2011: Материалы всероссийской научно-практической конференции. - Череповец: ЧГУ, 2012.

- С. 124 - 126.

74. Лукин, С.В. Энергосбережение в нагревательных печах за счет оптимизации

режимов разливки, охлаждения и нагрева стальных слитков / С.В. Лукин, Н.И. Шестаков, Ю.В. Антонова // Промышленная энергетика. - 2013. - № 10. - С. 26 - 30.

75. Лыков, А.В. Тепломассообмен: Справочник [Текст] / А.В. Лыков.- М.: Энергия. - 1978.- 480 с.

76. Манаенко, Е.Н. Управление с помощью ЭВМ вторичным охлаждением слитка на МНЛЗ [Текст] / Е.Н. Манаенко, В.С. Капитанов, А.А. Иванов и др. // Сталь. - 1983. - № 12. - С. 31-33.

77. Мастрюков Б.С. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Т2. Расчеты металлургических печей [Текст] / Б.С. Мастрюков - М.: Металлургия. - 1978. - 272 с.

78. Медиков, В.Я. Оптимизация работы нагревательных печей с шагающим подом / В.Я. Медиков // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1981. - № 9. - С. 152 - 155.

79. Мирсалимов, В.М. Напряженное состояние и качество непрерывного слитка [Текст] / В.М. Мирсалимов, В.А. Емельянов. - М.: Металлургия. -1990. - 151 с.

80. Найденов, Р.Э. Внедрение усовершенствованных режимов работы методических печей на основе развития методов и средств информационной технологии промышленного эксперимента: дис.... канд. техн. наук / Найденов Р.Э. - М., 1997. - 232 с.

81. Непрерывная разливка стали на радиальных установках [Текст] / В.Т. Сладкоштеев, Р.В. Потанин и др. - М.: Металлургия, 1974. - 286 с.

82. Нисковских, В.М. Машины непрерывного литья слябовых заготовок [Текст] / В.М. Нисковских, С.Е. Карлинский, А.Д. Беренов- М.: «Металлургия». 1991. - 272 с.

83. Панферов, В.И. О принципе экономического управления нагревом металла

и его реализации в АСУ ТП методических печей / В.И. Панферов// Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 10. - С. 53 - 56.

84. Парсункин, Б.Н. Нечеткое управление тепловым режимом промышленной

печи / Б.Н. Парсункин, Е.С. Рябчикова, Т.Г. Обухова // Автоматизация технологических и производственных процессов в металлургии: Межвузовский сборник научных трудов. Магнитогорск: МГТУ. - 2009. -С.149-159.

85. Парфенов, Е.П. Динамическая система вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок [Текст] / Е.П. Парфенов, А.А. Смирнов, А.В. Кошкин, Л.Г. Корзунин // Металлург. - 1999. - № 11. - С. 53-54. [39Л]

86. Парфенов, Е.П. Вторичное охлаждение непрерывнолитых заготовок в переходных режимах [Текст] / Е.П. Парфенов, А.А. Смирнов, А.А. Антонов // Труды второго конгресса сталеплавильщиков. - М., 1994. -С. 317-318.

87. Пат. 2286863 Российская Федерация, МПК7 В22 D 11/22, 11/124. Способ управления вторичным охлаждением сляба в машине непрерывного литья заготовок при стационарных и переходных режимах разливки [Текст]/ Лукин С.В., Калягин Ю.А. и др. - 2004135842/02; заявл. 07.12.2004; опубл. 10.11.2006, Бюл. № 31. - С. 289-290.

88. Пат. 52-101360 Япония. Способ регулирования охлаждения заготовки в установке непрерывной разливки [Текст] / Ямадзаки Дзюндзиро, Нодзаки Ну. - № 54-35125; заявл. 23.08.77; опубл. 15.03.79.

89. Пехович, А.И. Расчеты теплового режима твердых тел / А.И. Пехович, Жидких. - М.: «Энергия». - 1976. - 351 с.

90. Прозоров, В.В. Оптимизация теплового и температурного режима нагревательных печей широкополосных прокатных станов: автореф. дис... канд.техн. наук / Прозоров В.В. - Магнитогорск, 2000. - 146 с.

91. Романов, В.Н. Системный анализ для инженеров [Текст] / В.Н. Романов. -СПб: СЗГЗТУ - 2006. - 186 с.

92. Ривкин, С.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара [Текст]: Справочник / С.А. Ривкин, А.А. Александров. - М.: Энергоатомиздат. -1984. - 79 с.

93. Рудой Л.С. Вопросы формирования стальных заготовок, выбора параметров машин для их литья и скорости непрерывной разливки [Текст] / Л.С. Рудой// Автореф. ... докт. техн. наук. - Днепропетровск, 1979. - 48 с.

94. Рутес, В.С. Теория непрерывной разливки [Текст] / В.С. Рутес, В.И. Аскольдов, Д.П. Евтеев и др. - М.: Металлургия, 1971. - 296 с.

95. Самарский, А.А. Вычислительная теплопередача [Текст] /А.А. Самарский, П.Н. Вабищев. - М.: Едиториал УРСС, 2003. - 784 с.

96. Самойлович, Ю.А. Применение математических моделей для исследования процессов затвердевания и охлаждения непрерывных стальных слитков прямоугольного поперечного сечения / Ю.А. Самойлович, З.К. Кабаков, В.А. Горяинов // Непрерывная разливка стали. - М.: Металлургия. - 1974.

- № 2. - С. 44 - 49.

97. Самойлович, Ю.А. Системный анализ кристаллизации слитка / Ю.А. Самойлович. - Киев: Наукова думка, 1983. - 248 с.

98. Самойлович, Ю.А. Сопряженная задача теплообмена, гидродинамики и затвердевания / Ю.А. Самойлович и др. // Инж.-физ. журн. - 1981. - Т. 41.

- № 6. - С. 1109 - 1118.

99. Самойлович, Ю.А. Тепловые процессы при непрерывном литье стали / Ю.А. Самойлович, С.А. Крулевецкий, В.А. Горяинов, З.К. Кабаков - М.: Металлургия, 1982. - 152 с.

100. Самойлович, Ю.А. Формирование слитка / Ю.А. Самойлович. - М.: Металлургия, 1977. - с. 160.

101. Смирнов, А.Н. Производство черных металлов и сплавов [Текст] / А.Н. Смирнов, С.В. Куберский и др. - Донецк: ДонНТУ. - 2011. - 236 с.

102. Смирнов, А.Н. Процессы непрерывной разливки [Текст] / А.Н. Смирнов, В.Л. Пилушенко, А.А. Минаев и др. - Донецк: ДонНТУ. - 2002. - 536 с.

103. Соколов А.К. Математическое моделирование нагрева металла в газовых печах / А.К. Соколов // ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». - Иваново, 2011. - 396 с.

104. Соколов А.К. Совершенствование и оптимизация нагрева металла в газовых печах методом математического моделирования / ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». - Иваново, 2012. - 256 с.

105. Стариков, B.C. Совершенствование тепловой обработки стальных заготовок в нагревательных печах при транспортировке к стану / B.C. Стариков, В.В. Семахин, Б.И. Сельский, С.С. Гусева // Изв. вузов. Черная металлургия. -1994. - № 6. - С. 65 - 69.

106. Столяров, А.М. Разработка рационального режима вторичного охлаждения непрерывно литых слябов [Текст] / А.М. Столяров, В.Н. Селиванов, Б.А. Буданов, С.С. Масальский // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2004. - № 2. - С. 55-57.

107. Такахаси, Т. Влияние потока жидкой фазы на макросегрегацию в стальном слитке / Такахаси Т., Исикова К., Кудоу М. // Sheffield International Conference on Solidification and Casting, Sheffield, 1977, Proceedings. - V.2. - P. 1021-1030.

108. Телин, Н.В. Тепло- и массообмен в системе «ролик - обрабатываемый металл»: автореферат диссертации. ... докт. техн. наук / Н.В. Телин. -Череповец, 2005. - 32 с.

109. Темлянцев, М.В. Перспективные энерго- и ресурсосберегающие тепловые режимы методических печей прокатного производства / М.В Темлянцев,

B.C. Стариков // Известия вузов. Черная металлургия. - 2003. - №12. -

C. 40 - 42.

110. Теплопроводность твердых тел: Справочник / А.С. Охотин, Р.П. Боровикова, Т.В. Нечаева, А.С. Пушкарский; Под ред. А.С. Охотина. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 320 с.

111. Тимошпольский, В.И. Выбор температурного режима нагрева металла по минимуму окисления на основе метода магистральной оптимизации / В.И. Тимошпольский и др. // ИФЖ. - 2000. - Т. 73. - № 6. - С. 1320 - 1323.

112. Тымчак, В.М. Расчет нагревательных и термических печей. Справочник / В.М. Тымчак, В.Л. Гусовский - М.: Металлургия. - 1983. - 481 с.

113. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике: / Под ред. Б.Е. Неймарк. - М.; Л.: Энергия, 1967. - 240 с.

114. Фомичев, А.В. Совершенствование энергосберегающего режима нагрева

заготовок металла в методических печах широкополосных станов: дис....

канд. техн. наук / А. В. Фомичев - Магнитогорск, 1999. - 140 с.

115. Хворинов, Н.И. Кристаллизация и неоднородность стали / Н.И. Хворинов.

- М.: Машгиз. - 1985. - 382 с.

116. Цаплин, А.И. Теплофизика внешних воздействий при кристаллизации стальных слитков на машинах непрерывного литья [Текст] / А.И. Цаплин.

- Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1995. - 238 с.

117. Цветков, Ф.Ф. Тепломассообмен [Текст]. / Ф.Ф. Цветков, Б.А. Григорьев.-М.: Издательство МЭИ. - 2005. - 550 с.

118. Шестаков, Н.И. Тепловые процессы при непрерывной разливке стали / Н.И. Шестаков. - М.: Черметинформация, 1992. - 268 с.

119. Щукин, А.А. Промышленные печи и газовое хозяйство заводов [Текст]/ А.А. Щукин. - М.: Энергия. - 1973. - 224 с.

120. Яухола, М. Динамическая модель системы охлаждения вторичной зоны для машины непрерывного литья заготовок [Текст] / М. Яухола, Э. Кивеля, Ю. Коннтинен и др. // Сталь. - 1995. - № 2. - С. 25-29.

121. Яухола, М. Механизация и автоматизация установок непрерывной разливки стали на Раахеском МК А/О «Раутарууки» [Текст] / М. Яухола // Труды второго конгресса сталеплавильщиков. - М., 1994. - С. 314-316.

122. Birat J.P. Innovation in steel continuous casting: past, present and future [Текст] // Rev. met. (France). - 1999. - 96, N 11. - Р. 1389-1399.

123. Bohlender T. State of the art in continuous casting. In: Steel is Future, Ed. / R. Fandrich, H.-A. Jungbluth, G. Kemper, R. Müller, H.-P. Narzt, G. Ney, H. Schnitzer // Steel Institute VDEh, Verlag Stahleisen, Düsseldorf. - 2010. - Р. 64-75.

124. Clyne T.W., Garsia A., Ackermann P. e.a. Использование эмпирических, аналитических и численных методов для описания процесса затвердевания при непрерывном литье стали [Текст] // Model Cast. And Weld Processes Proc. Sump. Ringe, Aug. 3-8, 1980. - Warrendale.- Pa.- 1981. -P. 93-110.

125. Dahlmann P. The steel industry in Europe - innovative and efficient / P. Dahlmann, R. Fandrich, H. B. Lüngen // Steel Institute VDEh, Verlag Stahleisen, Düsseldorf. - 2012. - P. 1-13.

126. VAI continuous casting conference [Текст] // Steel Times. - 1996. - 224. -№ 7. - Р. 269-271, 274.

127. The control of the surface temperature in the continuous slab casting by the online digital computer / Manasaki J., Miahara S. et al [Текст] // Contr. Sei. And Technol. Progr. Soc. Proc. 8 th. Trienni. World Congr. Int. Fed. Autom. Confr., Kyoto, 24-28, Aug., 1981, Vol.2: Oxford et al.- 1982.-Р. 2639-2644, Discuss. Р. 2657.