cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ МИСИС10.17073/0021-3438-2013-3-18-23cvmet-45Research ArticleМеталлургия цветных металловMetallurgy of Non-Ferrous MetalsМОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ РАСПЛАВА В ПЕЧИ ВАНЮКОВА В СЛУЧАЕ АВАРИЙНОГО ОСТАНОВАSIMULATION OF MELT SOLIDIFICATION IN VANYUKOV FURNACE IN CASE OF EMERGENCY STOPЛисиенкоВ. Г.Lisienko V.GV. G.

докт. техн. наук, профессор кафедры автоматики УрФУ (620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19). Тел.: (343) 374-76-85

lisienko@mail.ruМаликовГ. К.MalikovG. K.

докт. техн. наук, профессор кафедры автоматики УрФУ (620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 1

german@2-u.ruМорозовМ. В.MorozovM. V.

аспирант кафедры автоматики УрФУ (620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 1

liam@mail.utk.ruБеляевВ. В.BelyaevV. V.

гл. металлург ОАО «СУМЗ» (623280, Свердловская обл., г. Ревда, ул. Комсомольская, 53). Тел.: (34397) 24-861

vvbelyaev@ugmk.comКирсановВ. А.KirsanovV. A.

нач. отдела энергоснабжения ООО «УГМК» (624091, Свердловская обл., г. Верхняя Пышма, ул. Ленина, 1). Тел.: (34343) 27-510

mvakirsanov@ugmk.ruУральский федеральный университет (УрФУ)им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. ЕкатеринбургRussian FederationОАО «Среднеуральский медеплавильный завод» (СУМЗ), г. РевдаRussian FederationООО «Уральская горно-металлургическая компания» (УГМК), г. Верхняя ПышмаRussian Federation201325022015031823Copyright © Лисиенко В.Г., Маликов Г.К., Морозов М.В., Беляев В.В., Кирсанов В.А., 20132013Лисиенко В.Г., Маликов Г.К., Морозов М.В., Беляев В.В., Кирсанов В.А.Lisienko V.G V.G., Malikov G.K., Morozov M.V., Belyaev V.V., Kirsanov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/45

Разработана математическая модель печи Ванюкова, позволяющая прогнозировать поведение объекта в аварийном режиме работы (при отключении кислорода) и создать эффективную систему дополнительного отопления, которая демпфирует последствия аварийного режима и снижает затраты на возобновление работы печи. Показано, как при помощи метода энтальпии и пористости моделируется затвердевание при остывании расплава в печи со временем. Проведена адаптация математической модели для существующих технологических условий, которые отличаются слабой определенностью. Получены энергетические характеристики режима для застывающей ванны печи, обеспечивающего ее поддержание длительное время в состоянии готовности к быстрому пуску. Таким образом, в сопряженной постановке с расчетом системы отопления названного пространства решена задача чрезмерно затратного процесса пуска печи после длительного технологического останова.

The mathematical 3D-model of Vanjukov melting furnace is presented. It allows us to predict the behavior of the furnace in emergency operation mode (when oxygen flow is disabled) and to construct the effective additional heating system, which dampens the consequences of emergency mode and reduces the costs of the furnace reactivation. It is shown how the enthalpy and porosity method is used to model the molten media solidification in Vanjukov furnace in course of time. The model was adjusted to be adequate with the real operating conditions, which are fuzzy. For the solidifying bath the heating control parameters were found to keep it ready for a fast start. The solidification was solved in a conjugated set with an upper-bath heating system. So the problem of expensive start of furnace after the long emergency stop has been solved.

математическое моделированиематематическая модельсеточная модельметод энтальпии и пористостипечь Ванюковаотключение кислородааварийный режимостывание расплаваmathematic simulationmathematical modelgrid modelenthalpy and porosity methodVanjukov melting furnaceoxygen flow stopemergency operation modemelt solidificationReferencesВанюков А.В., Быстров В.П., Васкевич А.Д. и др. Плавка в жидкой ванне / Под ред. А.В. Ванюкова. М.: Металлургия, 1988.Ванюков А.В., Быстров В.П., Васкевич А.Д. и др. Плавка в жидкой ванне / Под ред. А.В. Ванюкова. М.: Металлургия, 1988.Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Плавильные агрегаты: теплотехника, управление и экология: Справ. изд. в 4 кн. Кн. 1 и 2 / Под ред. В.Г. Лисиен ко. М.: Теплотехник, 2005Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Плавильные агрегаты: теплотехника, управление и экология: Справ. изд. в 4 кн. Кн. 1 и 2 / Под ред. В.Г. Лисиен ко. М.: Теплотехник, 2005Лисиенко В.Г., Маликов Г.К., Морозов М.В. и др. // Изв. вузов. Цв. металлургия. 2012. № 3. С. 65.Лисиенко В.Г., Маликов Г.К., Морозов М.В. и др. // Изв. вузов. Цв. металлургия. 2012. № 3. С. 65.Voller V.R., Prakash C. // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1987. Vol. 30. P. 1709.Voller V.R., Prakash C. // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1987. Vol. 30. P. 1709.Voller V.R., Swaminathan C.R. // Numer. Heat Transfer B. 1991. Vol. 19(2). P. 175.Voller V.R., Swaminathan C.R. // Numer. Heat Transfer B. 1991. Vol. 19(2). P. 175.Кобахидзе В.В. Тепловая работа и конструкции печей цветной металлургии. М.: МИСиС, 1994.Кобахидзе В.В. Тепловая работа и конструкции печей цветной металлургии. М.: МИСиС, 1994.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.