Качество разливаемого металла в значительной степе ни определяется управлением охлаждением сляба в зоне вторичного охлаждения (ЗВО) при стационарных и переходных режимах. Практика и теория разливки в какой-то мере решили задачу рационального охлаждения сляба при стационарных скоростях разливки. При переходных режимах управление охлаждением на большинстве отечественных МНЛЗ сводится к резкому изменению расходов воды в соответствии с переменой скорости разливки. При этом с ее уменьшением поверхность сляба перегревается, что приводит к дополнительным термическим напряжениям и неблагоприятно отражается на качестве металла.В последнее время получила известность динамическая система охлаждения Dyncool, внедренная на металлургическом заводе г. Раутаруукки (Финляндия) и некоторых отечественных заводах); Программа в ре- жиме реального времени решает задачу затвердевания разных элементов сляба, находящихся в МНЛЗ, и для каждого момента времени (с учетом временного шага) подбирает расходы воды в зонах таким образом, что бы обеспечивалась заданная температура поверхности сляба в ЗВО. При реализации этого способа в промышленных условиях выявили, что использованная математическая модель затвердевания сляба неадекватно отражает теплофизические процессы, протекающие при формировании сляба.

        Известный отечественный подход к проблеме предлагает для разных стационарных скоростей разливки подбирать рациональное распределение коэффициентов теплоотдачи в ЗВО. При смене скорости разливки в течение переходного времени (для каждой зоны это время свое) по линейной зависимости от времени происходит изменение коэффициентов теплоотдачи в зонах до значений, соответствующих новой скорости. Такой способ не позволяет качественно перестраивать охлаждение сляба при сложных скачках скорости разливки. В настоящей работе предлагается сравнительно простой в реализации, но весьма эффективный способ динамического управления охлаждением сляба в ЗВО. вычислительная программа работает в режиме реального времени, но ее быстродействие гораздо большее, чем в модели Dyncool, поскольку не требуется непрерывно решать задачу затвердевания. Рассмотрим основные положения, на которых основано управление охлаждением сляба данным способом.

        На отечественных МНЛЗ широко применятся водовоздушное охлаждение, сложное в управлении, поскольку приходится изменять расходы воды и воздуха. Полагаем, что коэффициент теплоотдачиявляется функцией только удельного расхода воды, но для этого требуется согласованность изменения расходов воды и воздуха.

        При рациональном режиме охлаждения температура поверхности сляба в ЗВО должна быть в интервале пластичности данной стали. Для разных сталей интервал составляет от 900 до 1100 °С. Потребуем также, чтобы температура поверхности данного элемента сляба являлась функцией только времени пребывания  данного элемента сляба в МНЛЗ:(1). При стационарной скорости разливки v время  связано с координатой z технологической оси: (2). При переменной скорости вытягивания  ,где —текущее время, отсчитываемое с момента запуска МНЛЗ, время находится из интегрального уравнения:

    (3);

        Очевидно, для обеспечения условия (1) требуется, чтобы плотность теплового потока q от поверхности сляба и коэффициент теплоотдачи  на его поверхности также являлись только функцией времени пребывания сляба в МНЛЗ, т.е. . Учитывая однозначную зависимость  , получаем:, т.е. удельный расход воды на поверхности сляба является только функцией времени пребывания данного элемента сляба в МНЛЗ. Очевидно, что и толщина твердой фазы   будет иметь такую же зависимость:.

        Из численного решения уравнения (3) получаем, что время   зависит от координаты z и в общем случае от значений скорости в предыдущие (относительно текущего) моменты времени . Эту зависимость обозначим так: .

        Теоретически изменение удельного расхода воды от времени  можно описать степенной зависимостью вида:  , где с и n выбираются в зависимости от режима охлаждения и определяются эмпирическим путем либо решением задачи затвердевания при стационарной скорости разливки и оптимальном изменении температуры поверхности сляба. Удельный расход воды в любой точке z в текущий момент времени   при произвольном изменений скорости разливки определяется как:  где  находится из решения уравнения (3).Температура поверхности сляба и толщина твердой фазы определяются по аналогичным зависимостям:

        где и   определяются при решении задачи затвердевания для стационарного режима разливки. Обычно интерес представляют не все точки z, а только некоторые, например  — координаты середин зон. Тогда расход воды в зоне i при переменной скорости разливки в текущий момент времени определится так: