5.1.Управление охлаждением слитка в зво в стационарном режиме разливки
Под стационарным (установившимся) режимом разливки стали на МНЛЗ понимают такой режим, при котором некоторый элемент поверхности непрерывного слитка проходит весь путь охлаждения, начиная с уровня мениска металла в кристаллизаторе, с одинаковой скоростью.
Математическая модель, на основании которой УВК подсистемы «Охлаждение» производит расчет заданного расхода воды для і-й секции ЗВО, в стационарном режиме разливки имеет вид:
0 при Vр = 0;
Qзі(vp) = Q0і γ при 0 < Vр < Vр кр;
Q0і +β (Vр - Vр кр) при Vр ≥ Vр кр,
где: Qзі(vp) – заданный расход воды на і - ю секцию ЗВО;
Q0і – начальный расход воды на і - ю секцию ЗВО;
γ – коэффициент, определяемый типом модели охлаждения; принимает значение 0 или 1;
β – угловой коэффициент модели охлаждения;
Vр кр – «критическая» скорость разливки.
Смысл приведенной выше математической модели управления расходами воды на каждую секцию ЗВО лучше всего иллюстрирует график ( рис.11р ).
Рассчитанная по модели величина Qзі(vp) передается в виде сигнала задания на вход ПИ-алгоритма регулирующего микропроцессорного контроллера, обслуживающего і-ю секцию ЗВО, который и выполняет задание.
.
Qзі(vp),
м3/
час
γ
=1
γ
= 0
Q0і
Vр,
м/мин
Vр
кр
Рис. 11р. Зависимость заданных расходов воды для охлаждения слитка в зоне
вторичного охлаждения МНЛЗ от скорости разливки.
Расчеты расходов воды Qзі(vp) на каждую секцию ЗВО производится на основании информации, введенной в УВК:
марка стали ( код группы охлаждения);
сечение кристаллизатора Sкр;
температура метала в промковше;
температура поверхности слитка в ЗВО;
скорость розливки Vр;
При расчетах режимов охлаждения используются, как правило, инженерные модели затвердевания слитка, основанные на уравнениях теплового баланса, либо более сложные модели. С их помощью рассчитывается температура слитка в процессе затвердевания, глубина жидкой фазы, толщина оболочки слитка.
Такие модели можно использовать как при проектировании МНЛЗ и расчете технологических режимов разливки, так и в алгоритмах управления.
Представленная выше модель используется для оперативного управления расходами воды на ЗВО.
Сложность ее применения в том, что все параметры модели: Q0і, β, Vр кр
различны для каждой секции ЗВО и даже для большого и малого радиусов одной и той же секции. На практике численные значения этих параметров определяют експериментально и постоянно уточняют по мере накопления данных о результатах розливок.
Массивы параметров модели охлаждения для каждой секции сохраняют в архиве УВК верхнего уровня АСУТП МНЛЗ и используют перед началом розливки очередной плавки.