輻射管式鎂合金熔化爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)與傳熱特性研究.pdf

1、鎂合金具有比重小、比強(qiáng)度高等優(yōu)秀性能，被廣泛應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車(chē)、信息產(chǎn)業(yè)和航天航空等領(lǐng)域。隨著鎂合金應(yīng)用的增加，其熔煉、壓鑄等關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)也逐漸受到重視。目前只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家具有成熟的設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)。雖然國(guó)內(nèi)有研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)實(shí)現(xiàn)了鎂合金熔爐的設(shè)計(jì)制造，但是研究深度和產(chǎn)品性能與國(guó)外水平仍然存在明顯差距，因此對(duì)鎂合金熔爐進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)具有十分重要的意義。浙江省科技廳計(jì)劃項(xiàng)目“鎂合金綠色再熔技術(shù)及熔化保溫定量喂料爐研究與開(kāi)發(fā)”基于此背景提出。

2、r>　　 本文基于可維護(hù)性的設(shè)計(jì)要求，運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法研制了輻射管式鎂合金熔化爐系統(tǒng)，并對(duì)熔爐進(jìn)行了傳熱分析，進(jìn)而設(shè)計(jì)了相應(yīng)的溫控策略。
　　 通過(guò)對(duì)鎂合金熔爐的功能模塊分析，基于可維護(hù)性和可靠性的設(shè)計(jì)要求，對(duì)熔爐的加熱模塊、保溫模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，應(yīng)用有限元法設(shè)計(jì)了爐架模塊。結(jié)合安全生產(chǎn)的要求，進(jìn)而開(kāi)發(fā)了保護(hù)氣體模塊和漏鎂保護(hù)模塊。設(shè)計(jì)制造的熔爐樣機(jī)是傳熱特性研究的平臺(tái)和對(duì)象。
　　 結(jié)合熔煉工藝，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法的研究

3、建立了鎂合金熔爐的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)傳熱模型。研究確定了：穩(wěn)態(tài)下?tīng)t膛溫度與熔體溫度、輸入功率與熔體溫度的關(guān)系；不同投料質(zhì)量對(duì)熔體溫度的影響，最大投料質(zhì)量及熔化率；升溫階段及保溫階段的系統(tǒng)純滯后時(shí)間。
　　 根據(jù)熔爐的溫控要求和傳熱研究的結(jié)論，運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)比分析了兩種不同溫控策略的控制效果，確定了相應(yīng)的溫控策略。
　　 本文設(shè)計(jì)的輻射管式鎂合金熔化爐系統(tǒng)具有可維護(hù)性好，可靠性高，溫控效果理想等特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明樣機(jī)的