Abstract
<jats:p>В статье представлена разработанная цифровая модель процесса полунепрерывного литья плоских алюминиевых слитков, предназначенная для интеграции в автоматизированные системы управления технологическим процессом с целью упреждающего регулирования, повышения качества продукции и уровня промышленной безопасности. Модель основана на совокупности быстродействующих математических алгоритмов, описывающих теплоперенос во всех ключевых зонах литейного агрегата: миксере, металлопроводе и кристаллизаторе, с учётом реальных производственных параметров и режимов охлаждения. Особенностью модели является использование динамических коэффициентов теплоотдачи, зависящих от расхода охлаждающей воды и теплофизических свойств сплава, что позволяет в реальном времени прогнозировать температурные поля в слитке, толщину кристаллизовавшейся корки, глубину жидкой фазы, а также ключевые критерии качества поверхности и структуры металла. На примере сплава 3003 демонстрируется работа модели для выявления опасных режимов, приводящих к риску прорыва жидкого металла, неравномерного охлаждения и термических напряжений, а также показана возможность подбора безопасных траекторий изменения расхода воды и скорости литья. Описаны алгоритмы корректирующих управляющих воздействий, которые могут быть реализованы в системах автоматического управления и в составе «цифрового двойника» литейной линии для предотвращения аварийных ситуаций, снижения вероятности отказов оборудования и оптимизации энергозатрат.</jats:p>