新型鎂合金半連續(xù)鑄造技術(shù)與裝備的研發(fā).pdf

1、半連續(xù)鑄造是輕合金變形材加工必需的坯料熔鑄工藝。作為“21世紀(jì)綠色金屬結(jié)構(gòu)材料”的鎂合金，因其高溫熔融狀態(tài)下極易氧化、固態(tài)夾雜與熔體比重相近且浸潤(rùn)難以分離，鎂合金的熔體制備供應(yīng)和半連續(xù)鑄造技術(shù)不僅與鋁合金存在顯著差別，且技術(shù)狀態(tài)十分落后，嚴(yán)重制約了鎂合金變形材的研發(fā)和應(yīng)用。
　　目前，我國(guó)鎂合金半連續(xù)鑄造普遍采用以熔劑為阻燃和精煉介質(zhì)的爐次式熔體制備模式，采用坩堝下部塞孔出液、流槽轉(zhuǎn)移、人工調(diào)節(jié)流量穩(wěn)定結(jié)晶器液位人工調(diào)速拉坯的落后

2、生產(chǎn)模式，存在著“熔劑嚴(yán)重污染、能耗熔損高、澆出熔體質(zhì)量波動(dòng)大、澆注熔體二次污染、人工調(diào)節(jié)澆注與拉坯、工藝和品質(zhì)重現(xiàn)性差等問(wèn)題。為推動(dòng)我國(guó)鎂合金半連續(xù)鑄造技術(shù)與裝備的進(jìn)步，本論文研究工作致力于研發(fā)集氣體保護(hù)、連續(xù)熔化精煉、自動(dòng)耦合封閉澆注、數(shù)字化半連續(xù)拉坯為一體的智能化半連續(xù)鑄造技術(shù)與裝備。
　　為此，在重慶碩龍科技有限公司的資助下，作者通過(guò)對(duì)鎂合金熔體制備供應(yīng)、半連續(xù)鑄造技術(shù)的系統(tǒng)研究，率先提出了以結(jié)晶器液位在線檢測(cè)和澆注速度數(shù)

3、字調(diào)節(jié)為特征的自動(dòng)耦合封閉定量澆注方法；并提出用三室爐完成爐料的連續(xù)熔化、無(wú)熔劑精煉和熔體供應(yīng)準(zhǔn)備；用向上澆管和浸入式水口，將從澆注室熔池上部抽取的熔體全封閉地引入結(jié)晶器熔池；通過(guò)結(jié)晶器液位激光在線檢測(cè)和閉環(huán)調(diào)控定量泵澆注速度，實(shí)現(xiàn)半連鑄起澆及穩(wěn)定拉坯過(guò)程中的熔體自動(dòng)耦合供應(yīng)；用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)半連續(xù)鑄造起澆和拉坯速度的數(shù)字控制；用智能集成軟硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述功能的集成控制，最終構(gòu)成全新的鎂合金半連續(xù)鑄錠單元的思路。
　　本課題重

4、點(diǎn)研制的集成控制系統(tǒng)，采用西門子S7-300 PLC作為主控單元、以液晶觸摸屏為人機(jī)界面，通過(guò)硬件和軟件研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熔爐的熔化、精煉、溶析、保溫區(qū)的溫度實(shí)時(shí)控制，并對(duì)保護(hù)氣體和精煉氣體流量、定量泵澆注電機(jī)轉(zhuǎn)速、澆管保護(hù)氣體和溫度、半連續(xù)鑄坯過(guò)程的精確數(shù)字化控制。為了方便工藝過(guò)程的設(shè)置和管理，還在相關(guān)程序中，置入了以觸摸屏為界面的工藝參數(shù)的設(shè)置、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄、異常狀態(tài)應(yīng)對(duì)策略、報(bào)警等信息管理功能。試生產(chǎn)運(yùn)行考核表明，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，各項(xiàng)