輻射管式鎂合金熔化爐系統(tǒng)設(shè)計與傳熱特性研究.pdf

1、鎂合金具有比重小、比強度高等優(yōu)秀性能，被廣泛應(yīng)用于機動車、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)達國家具有成熟的設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)。雖然國內(nèi)有研究機構(gòu)和企業(yè)實現(xiàn)了鎂合金熔爐的設(shè)計制造，但是研究深度和產(chǎn)品性能與國外水平仍然存在明顯差距，因此對鎂合金熔爐進行研究開發(fā)具有十分重要的意義。浙江省科技廳計劃項目“鎂合金綠色再熔技術(shù)及熔化保溫定量喂料爐研究與開發(fā)”基于此背景提出。

2、r>　　 本文基于可維護性的設(shè)計要求，運用模塊化設(shè)計方法研制了輻射管式鎂合金熔化爐系統(tǒng)，并對熔爐進行了傳熱分析，進而設(shè)計了相應(yīng)的溫控策略。
　　 通過對鎂合金熔爐的功能模塊分析，基于可維護性和可靠性的設(shè)計要求，對熔爐的加熱模塊、保溫模塊進行設(shè)計選型，應(yīng)用有限元法設(shè)計了爐架模塊。結(jié)合安全生產(chǎn)的要求，進而開發(fā)了保護氣體模塊和漏鎂保護模塊。設(shè)計制造的熔爐樣機是傳熱特性研究的平臺和對象。
　　 結(jié)合熔煉工藝，通過實驗方法的研究

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)下爐膛溫度與熔體溫度、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)純滯后時間。
　　 根據(jù)熔爐的溫控要求和傳熱研究的結(jié)論，運用計算機仿真和實驗驗證對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)計的輻射管式鎂合金熔化爐系統(tǒng)具有可維護性好，可靠性高，溫控效果理想等特點。實驗結(jié)果表明樣機的