Мониторинг теплового состояния слитка со скошенными и закругленными углами в слябовом кристаллизаторе МНЛЗ

Abstract

Кристаллизатор является основным узлом МНЛЗ, выполняющим отвод тепла разливаемого металла к охладителю, для формирования на поверхности образующейся заготовки надежную корочку, способную выдерживать ферростатическое давление жидкого металла после выхода из кристаллизатора, и обеспечивать форму выходящей заготовки. Целью работы является создание инструмента для мониторинга работы кристаллизатора слябовой МНЛЗ на основе разработки математической и компьютерной модели теплового состояния слитка со скошенными и закругленными углами. Распределение температур в слитке рассчитывалось с использованием квазиравновесной теории затвердевания. Численная реализация математической модели и получение приближенного решения с помощью ЭВМ осуществлялось с использованием метода конечных разностей и неявной разностной схемы. В среде разработки Matlab была разработана компьютерная программа. Посредством компьютерного моделирования получено распределение температур по объему сляба на выходе из кристаллизатора слитков со скошенными и закругленными углами. Разработанная компьютерная модель позволяет анализировать затвердевание слитка в слябовой МНЛЗ и вести мониторинг данного процесса для выбранной марки стали и заданных технологических параметрах разливки.

The mold is the main unit of the continuous caster, which removes the heat of the poured metal to the cooler to form a reliable crust on the surface of the resulting workpiece, capable of withstanding the ferrostatic pressure of the liquid metal after leaving the mold, and ensuring the shape of the emerging workpiece. The goal of the work is to create a tool for monitoring the operation of the mold of a slab continuous caster based on the development of a mathematical and computer model of the thermal state of an ingot with beveled and rounded corners. The temperature distribution in the ingot was calculated using the quasiequilibrium theory of solidification. Numerical implementation of the mathematical model and obtaining an approximate solution using a computer were carried out using the finite difference method and an implicit difference scheme. A computer program was developed in the Matlab development environment. Using computer modeling, the temperature distribution over the volume of the slab at the exit from the mold of ingots with beveled and rounded corners was obtained. The developed computer model makes it possible to analyze the solidification of the ingot in a slab continuous caster and monitor this process for the selected steel grade and specified casting technological parameters.