
Панферов Владимир Иванович, д-р техн. наук, проф., проф. кафедры информационно-аналитического обеспечения управления в социальных и экономических системах, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; tgsiv@mail.ru. Панферов Сергей Владимирович, канд. техн. наук, доц., доц. кафедры градостроительства, инженерных сетей и систем, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; panferovsv@susu.ru. Vladimir I. Panferov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Prof. of the Department of Information and Analytical Support for Management in Social and Economic Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; tgsiv@mail.ru. Sergey V. Panferov, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Ass. Prof. of the Department of Urban Planning, Engineering Networks and Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; panferovsv@susu.ru. Введение. Рассматривается задача параметрической идентификации математиче- ской 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. Introduction. The problem of parametric identification of a mathematical model of the process of cooling and solidification of continuously cast slabs in the secondary cooling zone (SZZ) of continuous casting machines (CCMs) is considered. The relevance of the work is determined, first of all, by the fact that the quality of the product obtained in this way significantly depends on the operating mode of the air defense system. The technological process is quite complex, not fully studied and, as a result, still poorly managed. Purpose of the study. Develop a procedure for parametric identification of a model of the metal cooling and solidification process based on data available for direct measurement. Materials and methods. An analysis and synthesis of literature data on the problem was carried out. An acceptable structure of the mathematical model was determined, a criterion for the proximity of the object and the model was selected, and the problem of its parametric identification was posed and solved. Results. An acceptable formula has been determined to describe the real temperature field in the workpiece after the metal leaves the mold. A numerical study has established that the identification problem under consideration is solved stably and with almost any predetermined accuracy, and an increase in the number of surface temperature measurement points significantly increases the noise immunity of the solution. When describing external heat transfer in radiative-convective form, the identification problem was solved using a program that implements the coordinate descent method; the resulting one-dimensional minimization problems were solved using a subroutine using the golden section method. To numerically integrate the model equations, an implicit finite-difference scheme was used, which was solved by the sweep method. In the case where the external heat transfer of the workpiece is described only in convective form, a program using the golden section method has been developed and tested. The curves of changes over time of process variables calculated using the adjusted model are presented. Conclusion. A mathematical model tuned to the “real process” was used to identify the features of the metal cooling process in the production plant of the continuous casting plant of PJSC MMK; in particular, based on the results of the study, the coolant costs along the production line were adjusted.
параметрическая идентификация модели, коэффициент теплоотдачи, parametric model identification, secondary cooling zone, зона вторичного охлаждения, mathematical modeling, least modulus method, continuous casting machine, машина непрерывного литья заготовок, метод наименьших модулей, 621.746.6.001.57 [УДК 669.046], математическое моделирование, heat transfer coefficient
параметрическая идентификация модели, коэффициент теплоотдачи, parametric model identification, secondary cooling zone, зона вторичного охлаждения, mathematical modeling, least modulus method, continuous casting machine, машина непрерывного литья заготовок, метод наименьших модулей, 621.746.6.001.57 [УДК 669.046], математическое моделирование, heat transfer coefficient
| selected citations These citations are derived from selected sources. This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | 0 | |
| popularity This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network. | Average | |
| influence This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | Average | |
| impulse This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network. | Average |
